煤層氣開(kāi)發(fā)中的地質(zhì)錄井方法

李鵬超

摘 要：地質(zhì)錄井是煤氣層開(kāi)發(fā)的重要環(huán)節(jié)，依照所勘探開(kāi)發(fā)的階段以及要求的不同需要采用不同的地質(zhì)錄井方式。例如在煤氣層勘探過(guò)程中需要使用巖屑錄井，而巖芯錄井以及巖屑錄井則是被應(yīng)用在參數(shù)井目過(guò)程中，同時(shí)還要綜合錄井資料以及氣測(cè)資料，準(zhǔn)確的將地下的巖性以及地層進(jìn)行還原。準(zhǔn)確的地質(zhì)錄井能夠?yàn)槊簹鈱涌碧介_(kāi)發(fā)提供準(zhǔn)確的層位資料以及地質(zhì)信息，從而降低開(kāi)發(fā)難度，減少開(kāi)發(fā)投入，提高勘探速率，增加效益的同時(shí)保證生產(chǎn)的安全性。因此文章針對(duì)煤氣層開(kāi)發(fā)中地質(zhì)錄井的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要論述。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)錄井；煤氣層開(kāi)發(fā)；勘探

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步依賴于各項(xiàng)資源的開(kāi)發(fā)，尤其是能源物質(zhì)的開(kāi)發(fā)利用，近些年煤氣層資源的勘探開(kāi)發(fā)得到了國(guó)家的重視。而在煤氣層開(kāi)發(fā)過(guò)程中，地質(zhì)錄井為勘探開(kāi)發(fā)工作提供了有利的數(shù)據(jù)支持，為技術(shù)人員提供了關(guān)鍵的地下信息。

1 地質(zhì)錄井技術(shù)

1.1 概念

地質(zhì)錄井在煤氣層開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用可以被成為煤層氣錄井，該種技術(shù)是在進(jìn)行煤層氣勘探時(shí)，通過(guò)直接方式或者間接方式了解收集地下信息的技術(shù)活動(dòng)。因而煤氣層錄井方式又可以被分為直接錄井法和間接錄井法。直接錄井在實(shí)際應(yīng)用中主要有巖屑錄井以及巖芯錄井。而間接錄井則需要通過(guò)對(duì)鉆井液進(jìn)行觀察以及觀測(cè)鉆時(shí)變化和地層泥漿變化等方式對(duì)地層狀況進(jìn)行研究，達(dá)到錄井的目的。氣測(cè)錄井、鉆井液錄井以及熒光錄井都屬于間接錄井方式。而在煤層氣開(kāi)發(fā)中使用較為方便也是最常用的錄井方式包括鉆時(shí)錄井、鉆井液錄井以及巖芯錄井和巖屑錄井，另外還需要結(jié)合水文觀測(cè)，以及氣測(cè)錄井結(jié)果，從而綜合判斷地質(zhì)狀況。

1.2 錄井目的分析

地質(zhì)錄井在煤層氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中的目的是通過(guò)不同種的錄井方法對(duì)井下信息進(jìn)行收集整理，并通過(guò)錄井信息對(duì)地下?tīng)顩r以及地層性質(zhì)進(jìn)行還原，找到煤氣層的詳細(xì)位置，同時(shí)了解煤氣層的真正儲(chǔ)量以及厚度，提供試氣、固井等活動(dòng)提供重要的理論依據(jù)。在煤層氣的開(kāi)發(fā)利用中，地質(zhì)錄井技術(shù)提供了重要的勘探基礎(chǔ)，為煤層氣勘探手段以及方式方法的選擇提供了理論基礎(chǔ)。

2 錄井方法分析

2.1 資料的收集

地質(zhì)錄井的主要目的是對(duì)煤系地層進(jìn)行各類資料的收集，了解其巖性組成，并掌握其地層特征。通過(guò)地質(zhì)錄井勘探人員可以掌握煤系地層的厚度以及橫向變化、縱向變化特征，了解地層傾角變化，即大量全面的收集地層信息，繪制預(yù)想柱狀圖，為鉆孔提供有利的基礎(chǔ)。然后與預(yù)想柱狀圖對(duì)比，可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)煤層位置。

2.2 鉆時(shí)錄井分析和巖屑錄井分析

鉆時(shí)錄井：指在鉆井過(guò)程中把鉆頭每鉆進(jìn)單位深度的巖層所需要的時(shí)間記錄下來(lái)。當(dāng)鉆頭鉆遇不同性質(zhì)的巖層時(shí)，由于其堅(jiān)硬程度及破碎程度不同，表現(xiàn)在鉆時(shí)上有明顯的差異。同一勘探地區(qū)，其鉆時(shí)和巖性之間有一定的相互關(guān)系。

將巖屑按照順序以及時(shí)間、距離進(jìn)行連續(xù)的收集后，通過(guò)系統(tǒng)的分析描述，對(duì)地下剖面進(jìn)行還原的方式便是巖屑錄井。通過(guò)巖屑錄井的方式可以準(zhǔn)確的還原地下巖層的特點(diǎn)，通過(guò)觀測(cè)可以發(fā)現(xiàn)巖屑顏色隨著鉆井深度的加深，顏色也逐漸的加深，并在進(jìn)入煤系地層中出現(xiàn)大量的植物碎屑，可見(jiàn)黃鐵礦結(jié)合，出現(xiàn)云母發(fā)育，局部出現(xiàn)發(fā)育的裂隙，這些都是煤層出現(xiàn)的主要特征。

2.3 巖芯錄井

在煤層氣勘探開(kāi)發(fā)中，煤層氣參數(shù)井一般要求煤層取芯，以了解巖層性質(zhì)及其變化規(guī)律，特別是關(guān)于儲(chǔ)集層的含氣性質(zhì)。因此，在鉆進(jìn)時(shí)對(duì)目的層段采用取芯鉆進(jìn)是非常必要的。巖芯錄井有大量氣體逸出?？?zhǔn)取芯層位的幾種措施：（1）利用鉆時(shí)變化，預(yù)計(jì)取芯位置；（2）利用氣測(cè)異常，預(yù)計(jì)取芯位置；（3）利用巖性特征，預(yù)計(jì)取芯位置。

取芯要求：（1）取芯層段取芯收獲率按照取芯長(zhǎng)度與取芯進(jìn)尺比值進(jìn)行計(jì)算，全井塊煤取芯收獲率不低于80%，粉煤取芯收獲率不低于60%，其它巖層取芯收獲率不低于90%，巖煤芯直徑大于60mm；（2）使用繩索取芯方法鉆取煤層，每一回次進(jìn)尺不得大于1m，為保證煤芯上提和裝罐時(shí)間，要求上提時(shí)間不大于T=0.02H，煤樣到達(dá)地面后必須在5min內(nèi)按煤層剖面順序裝入解吸罐并迅速密封；（3）詳細(xì)記錄取芯深度、鉆遇煤層時(shí)間、開(kāi)始提芯時(shí)間、煤芯提升至井口時(shí)間及煤樣裝罐結(jié)束時(shí)間。提升過(guò)程中如發(fā)生樣品脫落或提升中斷等情況，要及時(shí)準(zhǔn)確記錄；（4）煤芯采取要做到煤層結(jié)構(gòu)清楚、煤芯不污染、不燃燒變質(zhì)、不混入雜質(zhì)，順序不顛倒；（5）見(jiàn)煤和止煤回次應(yīng)盡可能少取煤芯或巖芯，防止煤芯磨失。

2.4 間接錄井分析

在煤層氣勘探開(kāi)發(fā)中，鉆井液錄井是間接錄井方式之一，也是重要的發(fā)現(xiàn)手段。在勘探中要求每隔八小時(shí)進(jìn)行一次全套測(cè)定。并在兩小時(shí)進(jìn)行以此粘度測(cè)定和密度測(cè)定。從而準(zhǔn)確掌握每層氣體變化狀況，使得獲得資料的連續(xù)性。對(duì)鉆井液的測(cè)定主要對(duì)槽面氣泡的產(chǎn)狀以及大小進(jìn)行觀測(cè)，并詳細(xì)記錄其占槽面的百分比，同時(shí)記錄槽面的變化狀況。

而對(duì)鉆井液中可燃?xì)怏w的測(cè)試主要通過(guò)氣測(cè)錄井的方式進(jìn)行，在鉆井過(guò)程中，利用氣測(cè)錄井設(shè)備和綜合錄井設(shè)備，并使用脫氣器使得鉆井液中氣體拖出，利用相應(yīng)的檢測(cè)儀器進(jìn)行分析，從而對(duì)地下巖石中的氣體含量以及煤層氣成分進(jìn)行分析判斷。通過(guò)鉆井液中含有多少煤層氣，可以準(zhǔn)確的判定每層的成分以及含量。

在地質(zhì)錄井中需要進(jìn)行簡(jiǎn)易的水文觀測(cè)，這也是重要的錄井手段，通過(guò)對(duì)地層壓力進(jìn)行建議的水文檢測(cè)，可以了解煤層滲透率以及地層應(yīng)力，從而為后期的開(kāi)發(fā)作業(yè)奠定穩(wěn)定的基礎(chǔ)。全井鉆進(jìn)過(guò)程中均應(yīng)做好簡(jiǎn)易水文觀測(cè)記錄工作。每次起鉆后、下鉆前測(cè)量一次水位（泥漿池液面、井筒液面）；每鉆進(jìn)2h記錄一次鉆井液消耗量，進(jìn)入煤系地層后每1h記錄一次鉆井液消耗量，不足lh但大于30min時(shí)也應(yīng)觀察鉆井液消耗量。如鉆遇孔涌、漏水時(shí)，應(yīng)觀測(cè)其涌漏水量。在鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)做好與水文有關(guān)現(xiàn)象的觀測(cè)和記錄，主要包括水氣涌出、水溫異常，遇溶洞、大裂隙和流沙、孔壁坍塌、鉆具下落等，并及時(shí)通知有關(guān)人員，經(jīng)同意后方可繼續(xù)施工。

3 綜合判定

3.1 鉆遇煤層氣層的基本特征

在地質(zhì)錄井中鉆到煤層氣所在層次時(shí)就會(huì)出現(xiàn)鉆時(shí)速度加快，氣測(cè)量劇增的狀況，有時(shí)氣測(cè)組分中甲烷含量會(huì)劇增，甚至達(dá)到飽和狀態(tài)。巖屑的顏色也會(huì)急劇由淺變深，并且在巖屑中云母發(fā)育，會(huì)出現(xiàn)大量的植物碎屑，有時(shí)會(huì)見(jiàn)到黃鐵礦結(jié)核。在進(jìn)行巖芯錄井過(guò)程中，可以在巖芯中可以看到溢出大量氣體。并在鉆井口對(duì)鉆井液進(jìn)行觀察，可以看出井口出現(xiàn)大量的氣泡，并伴隨煤粉浮現(xiàn)在鉆井液面上。

3.2 煤層氣厚度判定

對(duì)煤層氣的勘探需要判斷煤層氣厚度，勘探中對(duì)煤層頂進(jìn)行卡取，并對(duì)底板以及夾層深度進(jìn)行卡取，從而對(duì)煤層氣儲(chǔ)量以及厚度予以確定，同時(shí)能夠判定煤巖特性以及煤層結(jié)構(gòu)；通過(guò)巖芯錄井中溢出的氣體可以對(duì)裂隙發(fā)育狀態(tài)進(jìn)行了解，并分析煤氣層中的含氣量、飽和度以及滲透率。此外對(duì)煤層頂板以及底板的相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行分析；結(jié)合相關(guān)水文測(cè)試結(jié)果，對(duì)儲(chǔ)層的地應(yīng)力、儲(chǔ)層壓力予以全面了解。為下一步的開(kāi)發(fā)提供了有利基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在進(jìn)行煤層氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需要實(shí)現(xiàn)進(jìn)行地質(zhì)勘探，而地質(zhì)錄井是勘探的重要環(huán)節(jié)，錄井過(guò)程中需要依照實(shí)際的環(huán)境使用不同的錄井方式，而不同的錄井方式可以提供不同的地質(zhì)數(shù)據(jù)。另外，錄井中還要綜合氣測(cè)、鉆時(shí)以及水文觀測(cè)等方式，準(zhǔn)確判定層位以及煤氣層的厚度、狀態(tài)、成分等。以此降低開(kāi)發(fā)難度以及資金投入量，提高礦井的綜合效益，保證生產(chǎn)的安全性。

參考文獻(xiàn)

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