煤层气测井

2015-09-081黄华州[e-mail]2015年3月22日黄华州[e-mail]2015年3月22日煤层气抽采技术中国矿业大学煤层气班中国矿业大学煤层气技术课件-黄华州课程的基本要求基本掌握煤层气抽采技术及工艺熟悉煤层气抽采相关设备了解煤层气抽采工程中注意的问题2015-09-082教学内容及学时分配内容讲课作业汇报小计第一章煤层气抽采技术的国内外研究现状66第二章煤层气赋存运移规律66第三章原位煤层气井型选择及井网布置55第四章原位煤层气录井测井试井44第五章原位煤层气钻井完井工艺44第六章原位煤层气射孔工艺22第七章原位煤层气压裂工艺6410第八章原位煤层气排采工艺66第九章卸压煤层气抽采工艺33第十章井下瓦斯抽采工艺22合计4448主要参考书宋岩，张新民，柳少波.中国煤层气地质与开发基础理论[M].北京：科学出版社.2012秦勇，傅雪海，韦重韬，等.煤层气成藏动力条件及其控藏效应[M].北京：科学出版社.2012倪小明，苏现波，张小东.煤层气开发地质学[M].北京：化学工业出版社.2010.孟召平，田永东，李国富，等.煤层气开发地质学理论与方法[M].北京:科学出版社.2010.汤达祯,王生维,等.煤储层物性控制机理及有利储层预测方法[M].北京:科学出版社.2010.冯文光.煤层气藏工程[M].北京:科学出版社.2009.苏现波,林晓英.煤层气地质学[M].北京:煤炭工业出版社.2009.傅雪海,秦勇,韦重韬.煤层气地质学[M].徐州:中国矿大出版社.2007.贺天才,秦勇.煤层气勘探与开发利用技术[M].徐州:中国矿业大学出版社.2007.崔凯华,郑洪涛.煤层气开采[M].北京:石油工业出版社,2009.苏俊.煤层气勘探开发技术与方法[M].北京:石油工业出版社.2011.万玉金,张劲,王新海,等.煤层气经济增产机理研究[M].北京:科学出版社.2011.2015-09-083主要参考书赵庆波,孙粉锦,李五忠.煤层气勘探开发地质理论与实践[M].北京:石油工业出版社,2011.伊向艺，雷群，丁云宏，等.煤层气压裂技术及应用[M].北京:石油工业出版社.2012.蓝富华，张亚莉.煤层气开发技术知识与操作.北京：中国石化出版社.2014RudyE.Rogers.CoalbedMethane:PrinciplesandPractices[M].Mississippi:OktibbehaPublishingCo.LLC.2007袁亮.松软低透煤层群瓦斯抽采理论与技术[M].北京:煤炭工业出版社.2004.李国君.铁法矿区高瓦斯低透气性煤层群煤层气产业化研究与工程实践[D],徐州:中国矿业大学.2007涂敏.煤层气卸压开采的采动岩体力学分析与应用研究[D].徐州：中国矿业大学.2008.孙海涛.采动影响下地面钻井的变形破坏机理研究[D].重庆：重庆大学.2008.黄华州.远距离被保护层卸压煤层气地面井开发地质理论及其应用研究[D].徐州:中国矿业大学.2010.刘应科.远距离下保护层开采卸压特性及钻井抽采消突研究[D].徐州:中国矿业大学.2012.林柏泉,张建国.矿井瓦斯抽放理论与技术[M].徐州:中国矿业大学.2007.课件中引用借鉴了多位行业专家、老师的会议或讲课ppt内容，一并感谢，该课件仅为上课讲义，不属于公开出版内容。第四章原位煤层气录井、测井、试井工艺简介第一节煤层气录井第二节煤层气测井第三节煤层气试井2015-09-084煤层气地质录井录井：记录、录取钻井过程中的各种相关信息。录井技术是油气勘探开发活动中最基本的技术，是发现、评估油气藏最及时、最直接的手段，具有获取地下信息及时、多样，分析解释快捷的特点。煤层气录井2015-09-085钻井目的与任务；设计依据；钻井地质；煤、岩心录井内容与要求；岩屑录井内容与要求；钻时录井内容与要求；气测录井内容与要求；钻井循环介质录井内容与要求；特殊作业时的地质录井要求；完井地质工作；资料的交接等煤层气地质录井施工设计地质录井作业程序煤层气录井•若采用原煤田勘探中岩心录井和简易水文观测等方法。对全井或目的层段采用岩心录井，并对煤心样品做瓦斯含量(煤层含气量)分析、煤岩特性描述、煤质分析等。由于对全井或目的层段采用岩心录井必须大段取心钻进，取心进尺慢，起下钻频繁，必然造成人力和财力的浪费（建井周期长，一般一口500米左右的井要3～５个月）；而且在钻进中不取心或取心收获率低时，无法及时判断地下地层岩性特征，也无法建立完整的地层剖面;在取不到煤心时，更无法获取煤层含气性及煤质方面的资料。•采用石油钻井地质录井中的钻时录井、岩屑录井、气测录井、岩芯录井等录井方法，在非目的层段采用岩屑录井，在目的层段采用岩屑录井和岩芯录井。并根据钻时、气测等其它录井资料进行综合分析，准确地判断钻遇地层和岩性，卡准了层位，准确、齐全地录取了各项地质资料。为何采用多种录井方式进行地质录井煤层气录井2015-09-086地质录井执行《煤层气地质录井作业规程》。煤层气井钻井过程中的地质录井应包括以下几个方面：1）岩煤屑录井非煤系地层每2～4m捞取1包；煤系地层每1～2m1包；目的层段（煤层）每0.5m1包。2）钻时录井非煤系地层每1～2m记录1个点；煤系地层每0.5～1m记录1个点；目的层井段每0.1m记录1个点。3）钻井循环介质录井准确记录测点井深的钻井循环介质性能资料，如钻井循环介质的类型、密度、粘度、失水量、泥饼、切力、pH值、含砂量、氯离子含量等。煤层气录井•所谓钻时录井，指在钻井过程中把钻头每钻进单位深度的岩层所需要的时间记录下来，即钻时录井。•当钻头钻遇不同性质的岩层时，由于各种岩层的坚硬程度及破碎程度不同，表现在钻时上有明显的差异。所以，在钻压、转速、排量等钻探工程参数以及在钻井液性能、钻头类型与新旧程度基本相同的情况下，钻时的高低变化在一定程度上反映了不同的岩性特征。对于同一地区，其钻时和岩性之间有一定的相互关系。例如：砂岩为灰质或硅质胶结，岩层较硬，不易破碎，钻时相对较慢；泥质岩层则相对较软，易于破碎，钻时相对较快；灰岩岩层致密坚硬，钻时最慢；煤层由其自身特性决定，性脆、易碎、内生裂隙发育，因此，煤层钻时最快。钻时录井煤层气录井2015-09-087岩屑录井岩石在孔下被钻头破碎后，随钻井液带到地面的岩石碎块叫岩屑。按照一定的间距、一定的顺序时间将岩屑连续收集起来，进行系统的观察描述、分析，恢复地下原始地层剖面的过程叫岩屑录井。在勘探过程中，为了节省时间、节约财力，在没有必要进行钻井取芯的井段采用岩屑录井。在快速钻进条件下，根据岩屑录井研究剖面，适时判断钻遇岩层，并进行地层分析对比，预告下部将要钻达地层，卡准取芯层位，岩屑录井就显得尤其重要了。往往用煤屑样代替煤心样，不仅可以减少对煤层的取心，节约财力，而且用煤屑做煤层含气量测试比用常规取心煤样所做含气量测试相对准确可靠。其理论依据是:煤层含气量的测定中，需要计算煤层的损失气量，这部分气量是指从钻遇煤层到煤样装罐密封前的解吸气量，目前这部分解吸气量主要以通过直接法(作图法)和史威法计算获得，而煤层气在开始的解吸速度是较快的，从解吸曲线图看几乎是呈直线关系之后逐渐减慢，因此在做煤层含气量测试中，要求煤样装罐密封前的时间越短越好。时间越短，求得的损失气量误差越小。由于煤层气井一般较浅，岩屑上返地面所需迟到时间较短，1000m以内的井一般只需5~15min。如果通过取心，在设备正常、起钻速度较快时，少则也要1~2h。所以用煤屑代替煤心做煤层含气量测试应相对准确经济。不足之处是，做煤层含气量测试要求煤屑样较纯，采样难度较大。煤层气录井中国矿业大学煤层气技术课件-黄华州岩屑录井岩屑录井作业流程煤层气录井2015-09-088气测录井气测录井是直接测定钻井液中可燃气体含量的一种测井方法。如果地下岩层中含有可燃性气体，钻进过程中，由于钻头破碎岩石，岩石中所含气体也同样会进入钻井液中。如果岩层中气体压力过大，即岩石所含气体的压力大于井筒内钻井液柱压力，它同样也会扩散至井筒内的钻井液中。采用脱气器使钻井液中的气体脱出，通过仪器进行化验分析，可以间接地发现岩石中含有的可燃性气体及其成份。通过定量分析钻井液中的含气量多少，判断煤岩层含气量的大小。这种录井方法，同样不需要停钻就能及时发现气层。并可通过对钻井液含气量的定量分析，计算出单位体积岩石中的含气量，以确定油气藏的工业价值，估算气藏的地质储量。气测录井还能及时判断地下油气层，并预告井喷事故的发生。由气测录井可以定性预测煤层的含气量气测录井可以监测和定性评价设计外和因故未取到煤心的煤层含气量煤层气录井由气测录井可以定性预测煤层的含气量在煤层气井中当钻遇煤层时，由于钻头对煤层的破碎，有部分游离气进入钻井液。在煤屑上返过程中，随着钻井液柱压力降低，当降至低于煤层气临界解吸压力时，大部分吸附气解吸出来进入钻井液中，在气测录井中表现出煤层段气测值明显增高。相对常规砂岩储层，在气测录井中，无论煤层含气好坏都有明显的气显示（气测仪测定）。在好的煤层气层中，气测全量和甲烷含量可升至很高，甚至达到饱和状态，此外，有少量的乙烷、二氧化碳、氨气等气体成份，几乎不含重烃气体。由于煤层气主要以吸附状态存在，在其返至地面过程中尚不能完全解吸出来，气测录井只能检测到进入钻井液中的游离气和部分解吸气。因此，通过气测录井无法对煤层含气量做定量分析。但是，采用气测录井可以监测气体的存在，并可根据气测显示值的大小定性判断煤层含气量的大小。气测录井可以监测和定性评价设计外和因故未取到煤心的煤层含气量气测录井仪对钻遇地层中的全烃及组分具有很灵敏的监测能力，煤层中都含有不同量的吸附烃和游离烃，在往年的油气普查勘探钻井中发现，很薄的煤层在气测录井时都会出现明显的气测显示。气测录井煤层气录井2015-09-089岩、煤心录井是对取心钻进中钻取的岩、煤心进行分层、鉴定、描述，达到建立岩性剖面目的的一种录井方法。在煤层气勘探开发初期，为了解岩层性质及其变化规律，特别是关于煤储层含气性、物性、结构构造、裂隙发育等资料，有必要对目的层段采用岩心录井。采用岩心录井尽管可以获取最直观、最实际的第一手资料，但是取心成本较高，取心作业技术要求较为严格，煤层段取心收获率低，施工风险较大。岩芯录井作业流程岩心录井煤层气录井岩、煤心要求及测试项目取心钻进的岩、煤心采取质量要求应达到《煤层气钻井工程质量验收标准》，确保岩、煤心收获率高，结构清楚，无烧、变现象，无污染，无混入杂质。提取煤心速度和至井口后装罐时间要符合要求。煤心样主要测试项目解吸测试煤层含气量测定（直接法）煤质分析工业分析、固定炭、真密度、视密度、孔隙度、元素分析等。煤岩分析煤岩显微组分和矿物含量的测定、镜质组最大反射率测定。气组分析气成分及含量测定。等温吸附等温吸附实验。顶、底板岩石样测试项目物理性质力学性质抗压强度、剪切模量、杨氏模量、泊松比等。岩心录井煤层气录井2015-09-0810钻井液录井及简易水文观测由于煤储层的独特吸附性，且煤层大多处于负压状态，决定了它容易受外来液体(如钻井液、压裂液等)的伤害。一旦形成伤害，将严重影响煤储层的渗透性和气井产气能力。为了保证钻井液不伤害或尽量少伤害煤储层，必须对钻井液的使用和性能变化情况进行监测，按照一定的间距测定并记录钻井液密度、粘度等的性能及槽面显示情况，对钻井中发生的煤屑悬浮现象、涌漏水速度、性能等做详细的观察和记录。在钻遇煤层后，煤屑在液面的悬浮性、地层的涌漏水现象可以作为判断煤层含气性及煤储层压力大小的辅助依据。应准确记录测点井深的钻井循环介质性能资料，如钻井循环介质类型、密度、粘度、失水量、泥饼、切力、pH值、含砂量、氯离子含量等。处理钻井循环介质时，应记录时间、井深、处理剂名称及用量，更换钻井循环介质时注明类型。当钻井循环介质中出现气显示时，应记录井深、层位、气显示特征等。发生井涌或井漏时，