测井资料在阜新刘家区煤层气开发中的应用

杜国军

（东北煤田地质局一○七勘探队，辽宁 阜新 123000）

刘家区位于辽宁省阜新市市中心南5km，勘探面积19.85km2，施工钻孔30个，获得煤炭储量5.571×1010T，煤层气储量5.2×1010m3，目前该区以进行煤层气地面钻井商业性开发工作，日产煤层气8×105m3。区内各钻孔测井资料显示，煤层及围岩物性特征存在着一定的内在联系，通过对各井测井资料的分析研究，对各孔煤岩层进行综合对比，划分煤层层位，确定目的煤层的深度、厚度及结构，确定完井层位，指导钻井无芯钻进施工，为煤层压裂施工提供基础资料，节约生产成本，提高经济效益。

1 刘家区煤岩层物性特征

刘家区地层物性特征与阜新其它勘探区的地层物性特征基本相似，煤层、天然焦及岩层物性差异明显，变化有一定规律，煤岩物性特征简述如下：

1.1 煤层的地球物理特征

煤层在电阻率曲线上呈高阻，高异常反映；在密度曲线上呈低密度，高异常反映；在自然伽玛曲线上呈低伽玛值，负异常（相对平均基线）反映。煤层物性特征见表1。

表1 刘家区煤层、天然焦及岩层测井曲线特征值

1.2 岩层的地球物理特征

1.2.1 泥岩、砂质泥岩、粉砂岩在电阻率曲线上呈低阻，曲线接近于零线且比较平直或略有抖动，在密度曲线上呈中或中高密度反映，曲线变化幅度小；在自然放射性曲线上呈高伽玛值或较高伽玛值（见表1），曲线异常反映比较明显。

1.2.2 砂岩（细、中、粗）或砾岩，在电阻率曲线上呈高阻、高异常反映；在密度曲线上呈高密度，曲线幅度变化不大（砾岩相对基线异常明显）；在自然放射性曲线上呈低伽玛值反映，曲线幅值随着岩性粒度增大而降低，出现负异常（相对平均基线）反映，见表1。

1.2.3 天然焦电阻率曲线呈低阻，曲线接近零线，其电阻率值低于泥岩；在密度曲线上呈低密度，其密度值高于煤层密度值；在自然放射性曲线上伽玛值呈低值，有明显负异常（相对平均基线）反映，见表1。

2 标志层的地球物理特征

2.1 煤层标志层

刘家区煤层气开发工作主要目的煤层位于白垩系下统阜新组中段，主要可采煤层为高德、太平、中间、孙家湾本层及水泉五大可采煤层群，其中太平煤层群、中间煤层群和孙家湾本层煤层群为该区煤层气开发工作的目的煤层，高德煤层群为完钻层位。

2.1.1 孙家湾本层全区发育，煤层较厚，其下部通常带有3个可采层，沉积稳定，煤层厚度最小1.05米，最大39.86米，平均值15.88米，北部、西部煤层合并增厚（LJ-16、LJ-17），结构简单，南部和东部（LJ-21）分叉变薄结构复杂。该层一般有1～10个分层。孙家湾本层密度曲线形态呈箱型。见图1。

图1 刘家区孙家湾本层煤层群物性特征图

2.1.2 中间煤层群全区发育，煤层较厚，沉积稳定，煤层厚度最小1.76米，最大22.21米，平均值10.09米。轴部（LJ-19）较厚，南（LJ-20）北（LJ-21）两翼分叉变薄其物性特征见图2。

图2 刘家区中间煤层群物性特征图

2.1.3 太平煤层群分太平上煤层群和太平下煤层群。煤层最小厚度2.54米，合并区煤层厚度最大38.24米，平均16.03米。太平煤层群结构复杂，夹矸多且岩性复杂，一般具有10～20多个分层。太平上煤层群与太平下煤层群间砂岩体呈高阻层，曲线呈阶梯状，是划分太平上煤层群和太平下煤层群的物性标志层。见图3。

图3 刘家区太平上、太平下煤层群物性特征图

2.2 岩层标志层

2.2.1 太平下组底部有一低阻层。该段电阻率值下降，形成一条直线，为本区打穿太平下层煤层群进入高德煤层群的主要依据。见到该标志段标志着该钻孔已经打穿太平下煤层群，进入高德煤层群，达到完钻层位。见图4。

图4 太平下组底部低阻层物性特征图

结语

刘家区煤层气开发主要目的煤层为孙家湾本层煤层群、中间煤层群、太平煤层群，完钻层位为打穿太平煤层群进入高德煤层群。运用测井曲线综合对比分析研究，结合刘家区的煤层富存规律，确定目的煤层层位、深度、厚度及结构，确定是否进入完井层位高德煤层群。该区的煤层、测井标志层物性特征明显，分布广泛，使用方便，地质效果显著。

(1)孙家湾本层煤层群全区发育，为钻遇地层见到的第一组厚煤层群，煤层厚度最小1.05米，最大39.86米，平均值15.88米，密度曲线呈箱型。(2)中间煤层群全区发育，钻遇地层见到的第二组厚煤层群，其厚度小于孙家湾本层煤层群，煤层厚度最小1.76米，最大22.21米，平均值10.09米。(3)太平煤层群分太平上煤层群和太平下煤层群。煤层最小厚度2.54米，合并区煤层厚度最大38.24米，平均16.03米。太平煤层群结构复杂，夹矸多且岩性复杂，一般具有10～20多个分层。依据太平上煤层群与太平下煤层群间高阻砂岩体可划分太平上煤层群和太平下煤层群。(4)钻遇太平下组底部低阻层段，标志着已经打穿太平煤层群，进入高德煤层群，达到完钻层位。

[1]黄作华.叶庆生.西安矿业学院.煤田测井综合解释[M].北京:煤炭工业出版社.1980.

[2]中国矿业学院.西安矿业学院.煤田地球物理测井[M].北京:煤炭工业出版社.1979.

[3]李思田.断陷盆地分析与煤聚积规律[M].北京：地质出版社.1988.