坤寧煤礦瓦斯抽采井的測井解釋應(yīng)用

趙 巖

（山西省煤炭地質(zhì)148勘查院，山西 太原 030053）

1 概況

對(duì)山西省盂縣坤寧煤礦瓦斯地面抽采項(xiàng)目KN-01井實(shí)施測井工作，現(xiàn)場提供了鉆井井斜、井徑、煤層成果、最大測量井深以及固井質(zhì)量項(xiàng)目的測量數(shù)據(jù)。根據(jù)鉆井施工程序和測井設(shè)計(jì)的要求，鉆井完鉆后進(jìn)行了第一次測井——裸眼井測井，占用井場時(shí)間5h。測井目的主要是劃分地層、判別巖性；解釋煤層深度、厚度及結(jié)構(gòu)；求取目的煤層的固定碳、灰分、水分的重量百分比含量；求取其他巖層的砂質(zhì)、泥質(zhì)和水分（孔隙）的體積百分比含量；進(jìn)行主要煤層及其圍巖的含水性、滲透性分析；測量鉆孔井徑變化和井溫情況，確定鉆孔井眼軌跡變化及靶點(diǎn)位置等。固井48h以后進(jìn)行了第二次測井——固井質(zhì)量檢查測井，占用井場時(shí)間1h。測井的主要目的是檢查固井質(zhì)量，評(píng)價(jià)水泥環(huán)膠結(jié)情況，確定水泥返高、短管位置及人工井底。

2 測井項(xiàng)目及曲線質(zhì)量

測井所使用的儀器為PSJ-2型系列數(shù)字測井儀器。嚴(yán)格按照《煤層氣測井作業(yè)規(guī)程》，對(duì)所使用的各種測井方法儀器進(jìn)行刻度標(biāo)定，保證測井?dāng)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。取全取準(zhǔn)各種原始資料，并對(duì)單條測井曲線和全井測井資料進(jìn)行質(zhì)量評(píng)級(jí)。單條測井資料質(zhì)量為優(yōu)的評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：測速、深度誤差、儀器刻度和曲線重復(fù)度優(yōu)于規(guī)范規(guī)定容限，圖頭填寫齊全、準(zhǔn)確、清晰；全井測井資料質(zhì)量為優(yōu)的評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：單條測井資料合格率為100%，密度、聲波、深側(cè)向、井徑、自然伽瑪五種皆為優(yōu)等。

3 煤巖層的定性、定厚解釋

不同巖層有不同的物性特征，在曲線上呈不同的幅值、形態(tài)反映，通過對(duì)測井資料進(jìn)行對(duì)比，并參照鉆孔取芯資料，對(duì)巖層進(jìn)行定性解釋和層組劃分。巖、煤層的定性解釋是根據(jù)幾種不同物性參數(shù)曲線的異常幅值、形態(tài)特征、物性值的差異進(jìn)行綜合分析和解釋，區(qū)分不同巖性的巖、煤層，劃分地層單位，進(jìn)行全井地質(zhì)剖面解釋。巖、煤層的主要物性反映特征見表1。

表1 巖、煤層的主要物性反映特征表

依據(jù)煤層的中～高雙側(cè)向電阻率、低密度、低自然伽瑪?shù)奶卣鬟M(jìn)行煤層的定性解釋。對(duì)煤層夾石來說，若自然伽瑪有高于煤層平均幅值或三側(cè)向電阻率有明顯的低值反映，補(bǔ)償密度曲線有接近或低于總幅值（從根部算）1/2的反映，以上兩種情況對(duì)應(yīng)良好時(shí)可視為夾層；若不滿足以上幅值則可視為煤質(zhì)變化，不作夾石處理。

巖、煤層定厚解釋以補(bǔ)償密度、自然伽瑪和雙側(cè)向電阻率為主，巖、煤層定厚解釋原則為自然伽瑪（GR）曲線取幅值的1/2作為分層點(diǎn)；雙側(cè)向電阻率（DLL）曲線取幅值的切點(diǎn)作為分層點(diǎn)。煤層補(bǔ)償密度（DEN）曲線定厚解釋原則為取煤層幅值的1/3作為分層點(diǎn)。煤層中夾矸的定厚解釋原則為：DEN曲線取夾矸幅值的1/4～1/5作為分層點(diǎn)；GR曲線取夾矸幅值的1/3～1/2作為分層點(diǎn)；DLL曲線取夾矸幅值的切點(diǎn)作為分層點(diǎn)。斷層、破碎帶層段，結(jié)構(gòu)疏松，裂隙發(fā)育，其補(bǔ)償密度在曲線上呈高低不均勻變化，雙側(cè)向電阻率的幅值很低，井徑曲線較為凌亂，以此為斷層、破碎帶層段的主要定性解釋依據(jù)。

4 綜合解釋成果

9、15號(hào)煤層頂?shù)装寰鶠槟鄮r，富水性弱，滲透性差；而9、15號(hào)煤層富水性強(qiáng)，滲透性好。該井最大斜度為1.92°，深度350m；最大全角變化率為1.25°/25m，深度375m，最大水平位移3.45m，該點(diǎn)位于孔底377m，方位相對(duì)于井口327.14°。從雙井徑曲線看，本井井眼較為規(guī)則，全井井徑變化不大。全井段井徑擴(kuò)大率為6.20%，9#煤層段井徑擴(kuò)大率為15.1%，15#煤層段井徑擴(kuò)大率為28.8%。本井地溫偏低，對(duì)煤礦生產(chǎn)不會(huì)造成影響。

本井固井參數(shù)中水泥漿密度為1.81g/cm3，套管下深376.11m，阻流環(huán)深度366.66m，實(shí)測遇阻深度365.60m，鉆井短套深度分別為212.55～214.45m及305.75～307.65m，而測井解釋為213.00～214.90m及305.95～307.85m。固井質(zhì)量情況是本井聲幅變密度，測量井段為0～365.60m，水泥返深為0m，返高面以下大部分聲幅值低，變密度顯示為強(qiáng)的地層波，缺失套管波，故第一、二界面水泥膠結(jié)以優(yōu)良為主。本井9#煤層附近水泥膠結(jié)優(yōu)良，15#煤層上部附近水泥膠結(jié)合格。測井解釋中未出現(xiàn)異常情況。第一界面固井質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)聲幅值≤10%為優(yōu)良，10%＜聲幅值≤20%為合格，以此類推。第二界面固井質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)地層波強(qiáng)、清晰時(shí)為優(yōu)良，地層波較強(qiáng)、較清晰時(shí)為合格。表2為本井固井質(zhì)量解釋成果表。

表2 KN-01井固井質(zhì)量解釋成果表

5 結(jié)論

本井測井工作原始記錄準(zhǔn)確、齊全，測井曲線反映正常，重復(fù)性良好，圖紙清晰，煤層及其他巖層物性特征明顯。本井目的層為石炭系太原組9、15#煤。煤層物性特征反映明顯，解釋精度符合要求，其頂、底板巖性均為泥巖或砂質(zhì)泥巖，具有滲透性差、隔水性良好的特點(diǎn)，為煤層氣提供了良好的存儲(chǔ)條件。目的煤層的工業(yè)分析以及其他巖層的巖性分析是依據(jù)前面所述的體積模型及測井響應(yīng)值，通過交會(huì)圖技術(shù)選取參數(shù)，采用最小二乘法求解所得，具有一定的參考價(jià)值。