一种煤层气储层识别与丰度预测的方法技术

本发明专利技术是非常规气藏气勘探综合测井数据对煤层气储层识别与丰度预测的方法，在岩芯上读取特殊岩性地层深度和厚度，在测井曲线上将相应深度的地层层段删除，对工区内的测井数据进行计算得到煤层的物性数据的平均值和方差，标准化处理后建立多参数煤层气丰度预测公式，得到地层含气量变化曲线，根据地层含气量变化曲线，进行煤层气储层识别和丰度预测。本发明专利技术方法简便易行。成本低，运行效率高，可准确识别薄的煤层，煤层气储层丰度预测结果可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种煤层气储层识别与丰度预测的方法
本专利技术涉及油气地球物理勘探技术，属于非常规气藏气勘探与开发领域，是综合测井数据对煤层气储层识别与丰度预测的方法。
技术介绍
目前煤层气产业的发展已经逐渐步入商业化阶段，并已成为非常规气藏勘探的一个重要方向。煤层气俗称“瓦斯”,又称“煤层甲烷”或“煤层瓦斯”,是指煤在形成演化过程中经生物化学和热解作用生成、并储集在煤层内以甲烷为主的天然气。煤层气的赋存状态以吸附态为主，非常独特，与常规储层中的天然气储存机理大不相同，其影响因素多样而复杂。如煤阶、压力(埋深)、煤层厚度、矿物质含量、煤层渗透率等因素。形成的储层为典型的自生自储，低渗透、变形双重介质，具有非均质性强、各向异性强、孔隙及裂隙结构复杂等特点，且多以薄互层为主，煤质结构复杂，储层物性特征纵横向变化较大。因此要进行煤层气藏的识别和丰度预测，存在很多困难。需要进行多方面的岩石物理、测井响应分析和模拟。准确识别煤储层的埋深及其厚度，是煤层气勘探开发的基础。目前，利用测井资料准确地识别煤层，确定煤层厚度的方法已经成熟，并且精度也越来越高。而进行煤层气储层识别以及丰度预测的方法主要是岩芯分析和实验室测定。但是由于岩芯采样间隔大(通常为25cm)，费用高，耗时长。同时煤层硬度小、固结性差，很难进行有效采样和实验室分析。同时井口测量操作时影响因素较多，测量结果误差大。因此获得这类信息的成本高，耗时长，存在系统偏差。地球物理测井是在钻井完成后在井孔内利用测量电、声、热、放射性等物理性质的测井仪器进行地层物理性质探测，用以辨别地下岩石和流体性质的方法。具有分辨率高、种类齐全的特点，可以提供高精度的煤层气储层测井地质信息,是煤层气勘探开发中不可缺少的一个重要组成部分。煤层气储层的测井解释具有快速直观、分辨率高、费用低廉等特点,可弥补取心、试井及煤芯分析在这些方面的不足。在利用测井数据进行煤层含气量的估算方面,国内外采用的方法不外两种方式：一是利用单一的测井数据与实验测试量建立简单数学回归关系,然后估算储层含气量的计算方法。例如，根据密度测井数据估算煤岩成分及煤层气含量；利用空间模量差比法和电阻率比值法来识别煤层气层，根据煤层吸附条件进行含气量估算等方法。这些方法虽然考虑了煤层的特殊岩石物理特点，计算速度快，但是，考虑因素单一，有些参数不易求得。另一种就是开发新的适用于复杂岩性、复杂孔隙结构的高分辨率成像测井技术，如核磁共振测井、成像测井等，建立一套新的煤层气测井评价技术。但是这些先进的技术在煤层气勘探中应用少，设备成本高，资料搜集困难，很难形成成熟技术广泛应用。所以，立足于现有的成熟的测井技术，综合对比分析相关的多种地球物理测井数据，进行煤层气储层的丰度评价，是切实可行的。并且，至今没有文献公开发表利用多种地球物理测井数据，结合实验室测试数据用于储层含气量的计算，进行储层识别和丰度预测。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种准确的煤层气储层识别与丰度预测的方法。本专利技术步骤包括：1)钻井并在井中采集常规地球物理测井数据；步骤1)所述的测井数据包括井径、声波时差、自然电位、密度、电阻率和自然伽马测井曲线。步骤1)所述的井中采集通常在一个工区内多口井采集。2)消除储层埋深和压力对测井数据的影响；步骤2)所述的消除储层埋深和压力对测井数据的影响是：(1)用工区内煤层的孔隙度测井曲线，计算不同井中相同煤储层的平均孔隙度；(2)利用下式计算不同深度沉积物的孔隙度变化量；φ＝φ0e-cz(4)其中，φ0是沉积物在地表的原始孔隙度，C为常数，Z是地层埋藏深度；φ0和C用最小二乘曲线拟合得到；(3)利用下式将不同埋深的孔隙度数据校正到同一埋藏深度Zde，得到埋深为Zde时地层的孔隙度φ1；式中：φ1是埋深为Zde时地层的孔隙度，Z2是地层的实际埋深，φ2是埋藏深度为Z2时地层的实际孔隙度；3)在岩芯剖面上，读取酸盐岩、火成岩等特殊岩性地层深度位置和地层厚度，在测井曲线上将相应深度的地层层段数据删除，使其不参与统计；4)根据煤层的物性分布特点，对工区内的测井数据进行计算得到煤层的物性数据的平均值和方差，利用均值—方差法对测井资料进行标准化处理；步骤4)所述的煤层的物性是密度分布不高于1.9g/cm3，纵波速度不高于3500m/s，孔隙度变化范围在2％—25％。步骤4)所述的标准化处理是：(1)确定工区内目标井中目的层段的深度，将目的层段内的测井数据X(x1，x2，…，xn)作为期望值，计算均值EX和方差V(x)；其中：(x1，x2，…，xn)是在目的层段内按照一定的采样间隔，测井数据X的离散采样数据；即xn是同一类型的测井数据X在目的层段内的第n个点的采样值；所述的测井数据X的数据类型包括声波时差、密度、自然伽马、电阻率、孔隙度。(2)将工区内其他井的需要标准化处理的测井数据作为测量值Y(y1，y2，…，yn)，并计算均值EY和方差V(y)；其中：(y1，y2，…，yn)是在目的层段内按照一定的采样间隔，测井数据Y的离散采样数据；即yn是Y数据在目的层段内的第n个点的数值；所述的Y是工区内其他井中采集的，类型与X数据类型相同的测井数据。(3)按照下式对测量值Y标准化，得到的结果为Z(z1，z2，…，zn)；其中：V(x)是X的方差，Ex是X的均值；Y是需要进行归一化处理的测量值，V(y)是测量值Y的方差；Ey是测量值Y的方差；5)综合工区内多井的测井资料，建立多参数煤层气丰度预测公式；所述的建立多参数煤层气丰度预测公式过程是：(1)选取工区中同时具有测井数据和实验室含气量测试结果的井作为参考井，用于丰度预测公式的建立；对这些井中的测井数据进行步骤1)至4)的处理；(2)建立多参数煤层气丰度预测公式：Vgas＝A0+A1X1+A2X2+A3X3+A4X4+A5X5+A6X6(1)式中：Vgas是煤层气含气量数据，A0是预测公式中的常数项；X1＝{x11，x21，…xn1}是地层的密度测井数据，其中，xn1是密度测井数据在目的层段中第n个点的数值；A1是密度变量的加权系数；X2＝{x12，x22，…xn2}是地层的纵波速度，其中，xn2是纵波速度数据在目的层段中第n个点的数值；A2是纵波速度变量的加权系数；X3＝{x13，x23，…xn3}是地层的孔隙度数据，其中，xn3是孔隙度测井数据在目的层段中第n个点的数值，A3是孔隙度变量的加权系数；X4＝{x14，x24，…xn4}是地层的伽马测井数据，其中，xn4是伽马测井数据在目的层段中第n个点的数值，A4是伽马变量的加权系数；X5＝{x15，x25，…xn5}是地层的电阻率测井数据，其中，xn5是电阻率测井数据在目的层段中第n个点的数值，A5是电阻率变量的加权系数；X6＝{x16，x26，…xn6}是井径变化数据，其中，xn6是井径数据在目的层段中第n个点的数值，A6是井径变量的加权系数；(3)利用参考井中已有的实验室测定的煤层气含量和测井数据作为已知数据，对公式(1)进行多元回归分析，就可得到下列方程组：其中：公式(2)中的A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6为公式1中的加权系数，{Vgas1，Vgas2，…Vgasn}是参考井在目的层段内的实验室测定的煤层气含量数据值，其中的Vgasn是目本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤层气储层识别与丰度预测的方法，特点是采用以下步骤：1）钻井并在井中采集常规地球物理测井数据；2）消除储层埋深和压力对测井数据的影响；3）在岩芯剖面上，读取碳酸盐岩、火成岩特殊岩性地层深度位置和地层厚度，在测井曲线上将相应深度的地层层段数据删除，使其不参与统计；4）根据煤层的物性分布特点，对工区内的测井数据进行计算得到煤层的物性数据的平均值和方差，利用均值—方差法对测井资料进行标准化处理；5）在工区内已有实验室含气量测试结果参考井测井资料基础上，建立多参数煤层气丰度预测公式；6）对工区内没有进行实验室含气量测定的每口井中的测井曲线进行上述步骤2）至4）的处理，利用步骤5）建立的丰度预测公式对工区内没有进行实验室含气量测定的井进行含气量预测，得到每口井的地层含气量变化曲线；7）根据地层含气量变化曲线，进行煤层气储层识别，确定煤层气储层的厚度和埋藏深度，以及储层中煤层气丰度变化规律。

【技术特征摘要】
1.一种煤层气储层识别与丰度预测的方法，特点是采用以下步骤：1)钻井并在井中采集常规地球物理测井数据；2)消除储层埋深和压力对测井数据的影响；3)在岩芯剖面上，读取碳酸盐岩、火成岩特殊岩性地层深度位置和地层厚度，在测井曲线上将相应深度的地层层段数据删除，使其不参与统计；4)根据煤层的物性分布特点，对工区内的测井数据进行计算得到煤层的物性数据的平均值和方差，利用均值—方差法对测井资料进行标准化处理；5)在工区内已有实验室含气量测试结果参考井测井资料基础上，建立多参数煤层气丰度预测公式；6)对工区内没有进行实验室含气量测定的每口井中的测井曲线进行上述步骤2)至4)的处理，利用步骤5)建立的丰度预测公式对工区内没有进行实验室含气量测定的井进行含气量预测，得到每口井的地层含气量变化曲线；7)根据地层含气量变化曲线，进行煤层气储层识别，确定煤层气储层的厚度和埋藏深度，以及储层中煤层气丰度变化规律，步骤5)所述的建立多参数煤层气丰度预测公式过程是：(1)选取工区中同时具有测井数据和实验室含气量测试结果的井作为参考井，用于丰度预测公式的建立；对这些井中的测井数据进行步骤1)至4)的处理；(2)建立多参数煤层气丰度预测公式：Vgas＝A0+A1X1+A2X2+A3X3+A4X4+A5X5+A6X6(1)式中：Vgas是煤层气含气量数据，A0是预测公式中的常数项；X1＝{x11，x21，…xn1}是地层的密度测井数据，其中，xn1是密度测井数据在目的层段中第n个点的数值；A1是密度变量的加权系数；X2＝{x12，x22，…xn2}是地层的纵波速度，其中，xn2是纵波速度数据在目的层段中第n个点的数值；A2是纵波速度变量的加权系数；X3＝{x13，x23，…xn3}是地层的孔隙度数据，其中，xn3是孔隙度测井数据在目的层段中第n个点的数值，A3是孔隙度变量的加权系数；X4＝{x14，x24，…xn4}是地层的伽马测井数据，其中，xn4是伽马测井数据在目的层段中第n个点的数值，A4是伽马变量的加权系数；X5＝{x15，x25，…xn5}是地层的电阻率测井数据，其中，xn5是电阻率测井数据在目的层段中第n个点的数值，A5是电阻率变量的加权系数；X6＝{x16，x26，…xn6}是井径变化数据，其中，xn6是井径数据在目的层段中第n个点的数值，A6是井径变量的加权系数；(3)利用参考井中已有的实验室测定的煤层气含量和测井数据作为已知数据，对公式(1)进行多元回归分析，得到下列方程组：其中：公式(2)中的A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6为公式(1)中的加权系数，{Vgas1，Vgas2，…Vgasn}是参考井在目的层段内的实验室测定的煤...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红英，孙鹏远，钱忠平，赵剑，马光凯，万忠宏，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11