煤储层测井分析和精细地质建模技术——以澳大利亚Surat盆地煤层气区为例.pdf

第4 5 卷第5 期 2 0 2 0 年5 月 煤炭学报 J O U R N A LO FC H I N AC O A LS O C I E T Y V 0 1 ．4 5N o ．5 M a y 2 0 2 0 移动阅读 吕杰堂，张铭，淮银超，等．煤储层测井分析和精细地质建模技术以澳大利亚S u r a t 盆地煤层气区为例[ J ] ． 煤炭学报，2 0 2 0 ，4 5 5 1 8 2 4 - 1 8 3 4 ．d o i 1 0 ．1 3 2 2 5 ／j ．c n k i ．j C O S ．2 0 1 9 ．0 5 3 5 L 0J i e t a n g ，Z H A N GM i n g ，H U MY i n c h a o ，e ta 1 ．C B Mr e s e r v o i rl o ga n df i n eg e o - m o d e la n a l y s i st e c h n i q u e s T a k i n g C B Mi nS u r a tb a s i na sa ne x a m p l e [ J ] ．J o u r n a lo fC h i n aC o a lS o c i e t y ，2 0 2 0 ，4 5 5 1 8 2 4 1 8 3 4 ．d o i 1 0 ．1 3 2 2 5 ／j ． c n k i ．j C C S ．2 0 1 9 ．0 5 3 5 煤储层测井分析和精细地质建模技术 以澳大利亚S u r a t 盆地煤层气区为例 吕杰堂1 ，张9 2 淮银超3 ，谭成仟4 ，陈雄涛4 ，王点奥5 1 ．中国地质环境监测院，北京1 0 0 0 8 1 ；2 ．中国石油勘探开发研究院，北京1 0 0 0 8 3 ；3 ．西北大学地质学系，陕西西安7 1 0 0 6 9 ；4 ．西安石油大 学地球科学与工程学院，陕西西安7 1 0 0 6 5 ；5 ．澳大利亚国立大学，新南威尔士州堪培拉2 6 0 1 摘要煤层气储层测井地质分析的深入和建立合理的煤层气精细地质模型对于提高煤层气开发 效果影响巨大。澳大利亚东部S u r a t 盆地煤层气区开发的目的层系是低煤阶的煤系地层，钻井井数 多、测井时间跨度长，准确的单煤层精细识别和岩相定量解释技术需要测井标准化研究，同时，已钻 井井距差别大，产量高低变化大，储层认识仅仅限于煤组和煤组模型，不利于细化开发和进一步提 高单井产量。因此根据现场实际，建立一套煤储层测井地质分析和精细地质模型分析技术，首先以 层序旋回识别为基础，进行多级层序高分辨率的煤小层层序划分和对比，解决单煤层空间分布和单 井泄流面积的认识，同时，建立一套适用于全区的煤储层测井曲线标准化流程，解决煤储层厚度解 释不准确的问题，在此基础上，建立单煤层P L Y - B A S E 为基础的煤层气田精细地质模型，获得煤储 层分布和地质储量基础。该研究建立的煤层序多级高分辨率层序格架，刻画了单煤层储层的尖灭 合并分布特征和单井泄流面积范围。以测井标准化为基础的煤层精细解释和多岩性定量分析确保 了煤层解释的准确性，并确定了包括5 种微相类型的河流相概念模式。建立了气田范围内p l y b a s e d 煤层气精细地质模型，为确定未来在全区进行河流相控煤沼随机模拟的研究重点和开发方 案优化以及优选开发有利区提供依据。 关键词煤层气；煤储层分析；高分辨率煤小层层序；测井标准化流程；p l y b a s e d 精细地质模型 中图分类号P 6 1 8 ．1 1文献标志码A文章编号0 2 5 3 9 9 9 3 2 0 2 0 0 5 1 8 2 4 一l l C B Mr e s e r v o i rl o ga n df i n eg e o - m o d e la n a l y s i st e c h n i q u e s T a k i n g C B Mi nS u r a tb a s i na sa ne x a m p l e L OJ i e t a n 9 1 ，Z H A N GM i n 9 2 ，H U A IY i n c h a 0 3 ，T A NC h e n g q i a n 4 ，C H E NX i o n g t a 0 4 ，W A N GD i a n a 0 5 L 1 ．C h i n aI n s t i t u t eo f G e o l o g i c a lE n v i r o n m e n tM o n i t o r i n g ．8 e ≈i 鸭1 0 0 0 8 1 ．C h i n a ；2 ．R e s e a r c hI n s t i t u t eo f P e t r o l e u mE x p l o r a t i o na n dD e v e l o p m e n t ，＆i j i a g 1 0 0 0 8 3 。C h i n a ；3 ．D e p a r t m e n to f G e o l o g y ，N o r t h w e s tU n i v e r s i t y ，X i ’a n7 1 0 0 6 9 ，C h i n a ；4 ．S c h o o lo f E a r t hS c i e n u sa n dE n g i n e e r i n g ，X i ’a nS h i y o “U n i v e m i - t y ，X i ’a ／／, 7 1 0 0 6 5 ，C h i n a ；5 ．A u s t r a l i a nN a t i o n a lU n i v e r s i t y ，C a n b e r r a2 6 0 1 ，A u s t r a l i a A b s t r a c t D e e pg e o l o g i c a lk n o w l e d g eo fC B Mr e s e r v o i rl o ga n dg e o m o d e la r ev e r yi m p o r t a n ta s p e c t st h a t w i l li n f l u e n c et h ed e v e l o p m e n te f f e c to fC B M g a sf i e l d ．T a r g e t e da tt h el o wr a n kc o a l b e d d i n gs t r a t a ，t h eC B Mp r o j e c ti nS u r a t b a s i nA u s t r a l i ah a dh u n d r e d so fw e l l st h a tw e r em e a s u r e di nl a r g et i m es p a n ．A l s o ，t h e s ew e l l sa r ei nd i f f e r e n tw e l l - s p a c i n gb u ti nb i gv a r i a n c ei np r o d u c t i o nr a t e ．T h er e s e r v o i rs t u d yi no l dd a y sw a so n l yt of o c u so nt h ec o a lm e m b e r ， 收稿日期2 0 1 9 - 0 4 - 2 6修回日期2 0 1 9 0 8 2 8 责任编辑韩晋平 基金项目国家科技重大专项资助项目 2 0 1 6 Z X 0 5 0 2 9 0 0 5 作者简介吕杰堂 1 9 6 8 一 ，男，山东济南人，教授。E m a i l j t l v 1 6 3 ．c o r n 通讯作者张铭 1 9 6 7 一 ，女，福建永泰人，高级工程师。E m a i l 1 0 2 7 2 1 4 2 1 8 q q ．c o r n 万方数据 第5 期吕杰堂等煤储层测井分析和精细地质建模技术以澳大利亚S u r a t 盆地煤层气区为例 18 2 5 w h i c hi st o oc o a r s et om e e tt h en e e do ff i n e rd e v e l o p m e n ta n dh i g h e rp r o d u c t i o nr a t e A c c o r d i n gt oa c t u a lp r o d u c t i o n n e e d ，t h ea u t h o r sp r o p o s eas e to ft e c h n i q u e so fd e e p l yu n d e r s t a n d i n gr e s e r v o i r ．T h ef i r s to n e i st ob u i l dam u l t i l e v e l f r a m e w o r ko fh i g hr e s o l u t i o nc o a ls e q u e n c es t r a t ai no r d e rt or e v e a lt h er u l e so fc o a lp l ys p a c ed i s t r i b u t i o na n dd r a i n a g e a r e a ．T h es e c o n di st oc r e a t eaw o r k f l o wt od ot h el o gn o r m a l i z a t i o ns oa st oa c c u r a t e l yi n t e r p r e tt h ec o a lt h i c k n e s si n w e l l s ．A n dt h e nb a s e do na l la n a l y s i sa b o v e ，ac o a l - p l yb a s e dm o d e li sb u i l tt oe x p l i c a t et h ec o m p l e xo fc o a la n dt h e g a si np l a c eo fg a sf i e l d ．T h i ss t u d yh a sb u i l tac o a l - b a s e dm u l t i s t a g eh i g hr e s o l u t i o ns e q u e n c ef r a m e w o r ki no r d e rt o d e p i c tp i n c h - o u t ，m e r g ef e a t u r e sa n dd r a i n a g ea r e ao fc o a lp l y ．F i n e - c o a ll o gi n t e r p r e t a t i o na n dq u a n t i t a t i v ec o m p l e xl i t h o l o g yb a s e do nl o gn o r m a l i z a t i o ne n s u r et h ea c c u r a c yo fc o a lp l ya n do t h e rl i t h o l o g y ．F i v em i c r o - f a c i e sc o n c e p tm o d e l w a sb u i l t ．G a sf i e l dp l y - b a s e dg e o m o d e lw i l lb eu s e dt ot e s tt h ef u t u r er e g i o n a ls t o c h a s t i cs w a m p b a s e dg e o m o d e lS O a st or e a s o n a b l yo p t i m i z ew h o l er e g i o n a ld e v e l o p m e n tp l a na n di m p r o v ep r o d u c t i o nr a t eb a s e do nt h el e a r n i n gf r o mp l y m o d e l ． K e yw o r d s c o a lb e dm e t h a n e C B M ；c o a lr e s e r v o i ra n a l y s i s ；h i g h - r e s o l u t i o nc o a lp l ys e q u e n c e ；l o gn o r m a l i z a t i o n w o r k f l o w ；p l y - b a s e df i n eg e o - m o d e l 煤层气储层分析和认识深入对于提高煤层气单 井产量、优选有利开发区非常重要，主要研究内容包 括煤层气储层的划分与对比、煤储层的测井解释以及 煤层气储层地质模型研究等内容。对煤层气储层的 划分与对比，白怀东1 利用将不同幅值和形态的自 然伽马曲线作为识别不同煤层的形态异常标志层来 进行煤层的识别和对比；吕俊维心1 分别从岩性标志 层、煤层特有标志层、测井曲线、煤层层间距、煤质特 征等方面对阿尔玛勒井田小西沟群进行了煤层综合 划分与对比分析；张金元【3 1 的煤层对比主要以砂体、 化石层、特殊沉积层做标志进行，同时考虑层序的旋 回性。对煤储层的测井解释方法，原俊红等H 1 选取 1 4 8 口煤层气井煤层段测井响应数值进行统计，得到 自然伽马、深侧向电阻率、声波时差和补偿中子等测 井参数的频数分布，并分析了各测井参数与灰分、裂 隙发育、含气量、致密程度和纯度的关系等；马平华 等”1 提出煤岩类型和测井曲线之间的响应关系十分 复杂，提出了利用多种测井曲线灰色关联法定量划分 煤岩类型的方法。对于煤层气储层地质模型的做法， 马平华∽1 提出四步建模方法，首先建立煤储层空间 格架模型，然后建立煤岩相模型和地应力模型，在三 者的约束下，通过井点试井渗透率和地应力井点计算 渗透率的控制，采用随机模拟技术完成渗透率模型的 建立。 笔者以澳大利亚东部低煤阶 R 。 0 ．6 ％ 煤层气 区为例，研发出一套煤储层测井分析和精细地质建模 技术通过采用多级层序旋回控制的高分辨率小煤层 层序划分和对比技术，搞清楚煤层气田密井区单煤层 储层的歼灭合并分布特征和单井泄流面积，同时，根 据区域地质特征，建立基于测井标准化流程的单煤层 精细识别和岩相定量解释技术，准确解释煤层的厚度 分布，最后，建立气田规模级别的煤层气储层精细地 质模型，并提出未来研究方向，以期为区域开发方案 和提高产量奠定基础。笔者以澳大利亚东部低煤 阶 R 。 0 ．6 ％ 煤层气区为例，研发出一套煤储层测 井分析和精细地质建模技术通过采用多级层序旋回 控制的高分辨率小煤层层序划分和对比技术，搞清楚 煤层气田密井区单煤层储层的尖灭合并分布特征和 单井泄流面积，同时，根据区域地质特征，建立基于测 井标准化流程的单煤层精细识别和岩相定量解释技 术，准确解释煤层的厚度分布，最后，建立气田规模级 别的煤层气储层精细地质模型，并提出未来研究方 向，以期为区域开发方案和提高产量奠定基础。 1 区块地质概况 澳大利亚东部煤层气区为澳大利亚东部洼陷构造 煤层气区的单翼，东北高、西南低。在煤层气气田钻井 密井区井数多，井距一般4 0 0 ～6 0 0m ，其余部位钻井分 布不均，井距大。研究区目的层系为中侏罗统w a l l o o n 亚群低煤阶 R 。 0 ．6 ％ 煤系地层，目的层划分为 J u a n d a h 和T a r o o m 两套大煤层组，6 个中煤层组 C o n d a m i n e ，U t a r o o m ，A r g y l e ，W a m b o ，M a c a l i s t e r 和K o g a n 和上百个小煤层组 图1 。气田区年产气1 0 亿m 3 左 右，含气饱和度高，达到9 0 ％～1 0 0 ％，含天然气纯度 高，主要以甲烷为主，达到9 8 ．4 ％．平均含气量为 3 ．0 ～3 ．5m 3 ／t ，煤储层渗透率大，一般介于1 5 0 1 0 叫5 3 8 0 x 1 0 叫5m 2 。目前在产气田开发井数3 0 0 多 口，开井数2 0 0 多口，开发井位设计一般都是基于煤组 级别储层研究完成。近年来日产气约2 7 0 万m 3 ／d ，日 产水90 0 0m 3 ／d ，水气比约0 ．0 0 34 ，单井产量差别大， 因此急需要建立一套精细煤储层描述和分析技术，进 一步优化井位设计，提高单井产量和总产量。 万方数据 煤炭学报 2 0 2 0 年第4 5 卷 图1 研究区位置图与目的层系 F i g ．1 S t u d ya r e aa n dt a r g e t sc o l u m n 2 多级层序旋回控制的高分辨率小煤层层序 划分和对比技术 煤系的旋回结构是煤系地层的重要特征，反映了 煤系沉积层序中有共生关系的岩性、岩相等特征有规 律的重复交替现象。层序地层学应用于内陆盆地煤 层气地质勘探开发，是对煤层气地质学的新探索新手 段。7 j ，层序旋回识别与对比是煤系地层高分辨率小 煤层层序划分和对比的理论基础。 目的层系中侏罗统低煤阶煤系地层属于河流相沉 积，纵向发育J u a n d a h 和T a r o o m2 套大煤层组，包含6 个小煤层组；埋深跨度0 ～6 0 0m ；上百个单煤层，单煤 层平均厚度0 ．31 T I ，同时存在分叉、合并和尖灭现象。 刻画单煤层空间分布规律难度大，因此，必须进行多级 层序旋回控制的高分辨率小煤层层序划分。 在多级层序旋回识别的过程中，首先识别确定单 旋回特征 图2 ，表现为旋回底部为河道砂岩，向上 变细变为决口扇、点坝砂岩或者湖相泥岩以及沼泽煤 相，总体为正沉积旋回。在此基础上发现，聚煤沉积主 要出现在层序旋回向上变细的上升半旋回的上 部[ 8 。1 ⋯，中级旋回为亚段级别，属于四级层序旋回，是 含一个或多个单煤层的短旋回的叠加，中长旋回为层 组级别，属于三级层序旋回，是多个中级层序旋回的叠 加1 1 1 | 。六级单旋回层序是专门针对单煤层的对比，在 同一中期层序级别中，考虑煤层厚度和韵律的变化，进 行高分辨率六级层序格架对比 图3 b 。六级单旋 回层序的准确划分是单煤层对比准确的基础。 根据实际资料，完善三级层序，识别四级层 序2 I ，建立反映单煤层的高分辨率六级层序格架；共 获得6 个三级层序、2 0 个四级层序 图3 a 和1 2 5 个六级层序 图3 b 。六级层序划分到单煤层，单 煤层具有分叉、合并、尖灭的特点，通过划分出煤层顶 底界面，获得各个煤层侧向连续性变化特征。 向向上变细的组合 部为河道砂体，向 逐渐变为席状砂和 岩，顶部为煤 向向上变细的组合 部为河道砂体，向 逐渐变为席状砂和 岩，顶部为多层煤 泥岩互层 图2 层序对比原贝0 与方法 F i g ．2P r i n t 。i p l ea n dm e t h o d so fs e q u e n c ec o r r e l a t i o n 图3 b 中A 4 一一R 与A 4 - 3 一F 分别是一个单煤 层的顶和底，A r g y l e 煤组和其他5 个煤组一起共划分 了1 2 5 个类似的单煤层。 在此基础上，完成各个单煤层的厚度分布分 析 图4 ，并统计有厚度分布范围内的煤层分布面 积 图4 a 黄绿色区域面积 与该范围内的平均单 煤层厚度关系 图4 a 黄绿色区域平均厚度 ，由于 尖灭单煤层之间为非煤岩相，这种统计相当于单煤层 泄流面积与厚度关系 图4 b 。通过把多数单煤 层厚度结果代入图4 b 公式，发现泄流面积达 2 ．2 5 ～4 ．0 0k m 2 ，平均单煤层泄流范围一般 在15 0 0 ～20 0 0m ，该结果为建立单煤层规模的地质 模型提供参数范围依据。 3 基于测井标准化流程的单煤层精细识别和 岩相定量解释技术 S u r a t 盆地具有上百口井、覆盖面积大，达上万平 方公里、钻井有煤层气井、煤矿井、水井等多类井型， 并且测井服务公司多家、测井时间跨度5 0a 时间长， 导致薄煤储层识别和解释具有困难，通过对测井资料 的复杂性分析以后，建立了一套基于测井标准化流程 的单煤层精细识别和岩相定量解释技术，主要包括以 下几个方面。 3 ．1 预处理后拾取高、低标准参数的标准化流程 首先对于收集到的测井曲线包括自然伽马 G R 、 密度 D E N 等曲线做预处理，包括将不同时间段采集 的测井曲线合并，消除测井曲线的奇异值，然后根据不 同的井眼状况，将测井曲线拆分为裸眼井段 一O H 和 套管井段 - C A S E D 进行测井曲线标准化。 常规储层的测井曲线标准化方法有标志层法和 趋势面法3 。，邵才瑞、王志章等分别利用多套非渗透 性致密泥岩层或多套标准砂岩层作为“视标准层”， 有效解决标准层的选取问题。还有一些学者采用希 尔伯特变换频谱分解及井震联合测井数据标准化处 理新技术等来提高测井曲线标准化的精度4 ‘1 6 | 。 万方数据 第5 期吕杰堂等煤储层测井分析和精细地质建模技术以澳大利亚S u r a | 盆地煤层气区为例 1 8 2 7 A 4 一lR A 4 _ lF A 4 2R A 4 2F A 4 3R A 4 3F A 4 4 F A 4 5R A 4 5F A 牟一6F A 4 _ - 6R A 4 7F A 4 7R A 4 8R A 4 8F A 4 _ _ 9F A 扯9R A3 A 3 1R A 3 1F A 3 2R A 3 2F A 3 3R A 3 4R A 3 3F A 3 4 F A 35R A 3 5F A 3 6F A 3 6R A 3 7R A 3 7F A 3 - 8F A 3 8R a 三级、四级 b 六级 图3 三级、四级和六级层序旋回对比剖面 F i g ．3S e q u e n c ec y c l ec o r r e l a t i o ns e c t i o no ft h i r d o r d e r ，f o u r t h o r d e ra n ds i x t h o r d e r 通常的标志层法是通过在含煤地层中选择广泛 分布，且特点鲜明的层作为标志层，选择测井曲线完 整，测井曲线质量良好的井作为标准井，通过对比，确 定被标准化井与标准井的标准层之间的差值，利用测 井解释软件对测井曲线加以标准化。标志层法和趋 势面法主要区别在于，标志层法认为不同稳定地层单 元的测井响应是一定值，不随井位的变化而变化，即 使变化也是在一个很窄的范围变；而趋势面分析法认 万方数据 1 8 2 8 煤炭 学报 2 0 2 0 年第4 5 卷 1 0 乓I 嚣 璧叫 ■■■■■■■■●■●●■■■■●【二二二]。。 00 ．40 ．8 1 - 21 ．6 2 ．O2 ．42 ．8 I ■■■■■■ 厚度／m面积／k m 2 a b 图4 单煤层 M 3 3p l y 厚度分布与厚度和煤层泄流面积关系分析 F i g ．4P l yt h i c k n e s sm a pa n dt h er e l a t i o n s h i po fp l yt h i c k n e s sV Sd r a i n a g ea l ’e a 为即使是同一标准层，其测井响应也不是一成不变 的，其在平面上的变化往往遵循一定的变化趋势。根 据测井曲线的实际情况结合研究区的区域地质概况， 笔者经过仔细对比分析，以区域砂岩层作为最大峰值 和煤层对应的最小峰值测井值为标准层。其中，砂岩 与煤层在电性上易于识别。 测井标准层和标准井的选择在一定程度上决定着 煤层气储层测井曲线标准化的准确性。。7 I 。为了保留 澳大利亚东部煤层气区的区域地质特征变化性，根据 区域地质单元划分结果，划分多级研究区域，在不同区 域选取适合该区域的关键井，关键井优选的原则是井 深贯穿整个目的层段，具有良好的井眼条件，各类岩性 分布同时具有岩芯和岩芯描述信息，与周围井区域地 质背景相似。在此基础上，根据资料情况，采取了双标 志层进行标准化研究，建立了标准化流程 图5 a 。 国内王千遥等采用过的也是此方程，拾取关键井的泥 岩或粉砂岩标志层的高标准参数’1 引，还有累积煤层标 志层的低标准参数，即选择粉砂岩平均密度值作为最 大峰值，煤层密度平均值作为最小峰值，对被标准井进 行最小峰值、最大峰值两点控制的平移 图5 a ， b ，标准化后的测井曲线分布更加集中，消除了测 井数据的奇异值 图5 c ， d 。 3 ．2 基于岩性与电性定量分析的薄煤储层厚度、岩 性岩相定量精细解释 充分利用连续取心井资料，综合分析岩性与电性 关系，定量识别不同岩性，精确解释薄煤储层，形成精 细定量解释技术。澳大利亚东部煤层气区的煤层测 井曲线特征为低密度、低伽马。在分析连续取芯井并 1 01 0 0 进行岩芯归位以后，砂岩测井曲线特征显示为中高密 度、低伽马，粉砂岩测井曲线特征表现为中伽马、高密 度，而泥岩特征显示为高伽马、高密度，煤层的测井曲 线与岩芯特征对比来看，岩性与电性特征对应性 好 图6 a 。以此为基础，对研究区所有井5 种岩 性的密度和伽马分布进行分析，发现同一岩相在自然 伽马、密度上截止值非常接近 图6 b 。砂岩G R 2 ．0g ／c m ，粉砂岩1 0 2 G RA P I 6 6 ， D E N 2 ．0g ／c n l ～，煤D E N D E NA P I 1 ．8A P I ，泥岩G R 1 0 2A P I ，D E N 2 ．0A P I 。测井解释结果表明，1 2 5 个单煤层厚度范 围0 ．4 ～2 ．7m ，单煤层“尖灭、合并、分叉”特征明显。 6 个煤组中，M a c l i s t e r 和C o n d a m i n e 个煤组的煤层厚 度超过71 3 1 其他煤组厚度略薄。结合岩芯井的岩性 组合、电性，确定河流沉积相类型，进一步分析各个微 相的岩性和电性特征，划分识别5 种微相类型河道、 泛滥平原、湖坪、沼泽、碳质沼泽 图7 a ，建立该 区岩性一相类型图版，并与所有井5 种岩性定量解释 结果比较，发现这5 种岩性解释结果大体与5 种微相 类型相对应弘2 0 。。通过对所有已有钻井微相定量解 释，结合对河道和单煤层分布的研究，提出研究区河 流相概念模型 图7 b 。各类岩性密度、自然伽马 定量的截止值不仅可以准确划分煤层的上下边界、煤 层厚度以及煤层厚度分布特征，同时，还可以确定其 他岩性的厚度和分布，而对测井解释煤层厚度的验证 是通过把测井解释煤层厚度与所有具有岩芯和成像 测井数据井的煤层厚度比较，一致性好或者误差最小 且少 图8 ，该结果为未来建模奠定了数据基础。 万方数据 第5 期吕杰堂等煤储层测井分析和精细地质建模技术以澳大利亚S u r a t 盆地煤层气区为例 数据基础 ● 数据质量检查 ● 研究分区划分与检索 圃圆网圃 t●t’’ 画圆圆圆囤 l 标准井优选l 标准井高低峰值确定t 煤岩平均密度，泥岩平均密度 ● 目标井高低峰值确定煤岩平均密度，泥岩平均密度 待标准井曲线线性变换 ● 标准化结果检查；直方图，交会图 ● 测井曲线标准化结束 D E N ／ k g 1 1 1 1 C D E N ／ k g m3 1 d 图5 测井曲线标准流程 a ， b 和D E N 测井曲线标准化前后对比 C ， d F i g ．5L o gn o r m a l i z a t i o nw o r k f l o w a ， b a n dt h ec o m p a r i s o nm a po fb e f o r ea n da f t e rn o r m a l i z a t i o n C ， d 深度 自然伽马 密度／l 石 ／A P l k g m 。3 _ _ 一 性 岩性描述 ／m 锌01 5 0 0 0 020 0 0 ≤ ≤ _一．一煤⋯⋯一 、、泥质煤 1 7 5 震 一 泥岩⋯⋯ 案毒萄 ■■芒 1 8 0 缫酲 ／7 泥质煤 龋鹾 ■一一粉砂岩 暴暑嗣 、、、’泥质煤 1 8 5 囊≥ l _ ～粉砂岩⋯ 毒． j ‘l ≯蕊薹f 燃 一～～砂者⋯⋯ 】9 0 蕊她i b 一 砸署 E ≤ 胛 星 蘸 皿 怛 S 烘 蜷 图6 单井柱状图与岩性识别模板 F i g ．6 W e l lc o l u m ni n c l u d i n gc o r e sa n dl i t h o f a c i e sc u t o f fm a p 4 建立单煤层级别 P L Y - B A S E 煤层气田 精细地质模型 伴随着2 0 世纪8 0 年代的计算机技术迅速发展， 油藏的三维空间定量描述和预测的综合技术一油藏 描述技术得到了很大的发展，而建立三维定量模型是 现代油藏描述的核心[ 2 1 1 。煤层气三维地质模型和常 规油气藏模型一样‘22 I ，综合了数学地质、地质统计 学、地球物理和油层物理学等各种学科，最大限度的 揭示煤层气储层内部地质结构、外部形态、储集能力、 属性参数分布以及气藏特征等心3 。2 5 j ，使煤层气工作 者更加全面的掌握煤层气藏的内部结构和其中的煤 万方数据 煤炭 学报 2 0 2 0 年第4 5 卷 孓A L l 7 2 54 18 ]深o 里 坐％o持驯 n 。戤峄叫 g “⋯≥_ G R J A P I 度 岩性岩芯微砂岩 O1 5 0／m D E N ／ g ．c m 、 。生8 佃。蚴oS S D ／ g ．c m - l 譬三‘1 6 0 勇 ’毫 】 泛滥_原 三 ≯ 土 I I 1 5 7 m 煤 沼_ 芎 一⋯“ 粉砂岩 亨 1 8 0 翼 ， 皇■■■●I 河国 ≥ ； ■- 罂 炭质泥岩 ， 毒 湖泊 S c C沼泽 河道 } 耋 河道 j 泛滥平原 。 号 沼泽 _ 湖坪 { k 2 9 92 2 m 沼泽 河道 ≥ l ‘ 泛滥平原 工 害 沼泽 享 ．o 一 毒 I } 【l I 道 3 1 9 ．0 m 一』 沼泽 泛滥 ≤ 河道 平原 专 沼泽 ≮ 。2 0 0 萎≥ 釜 { I 河道 ■_ 害 ≥ 。2 2 0 { 2 4 0 普 。2 6 0 ≤ 2 8 0 童 ‘3 0 0 害 ’ 。3 2 0 ‘j 二2 3 4 0 童3 6 0 专 ‘3 8 0 再争 W { ＆ 河道 3 3 8 ．0 m ≯ 4 0 0 蓉 户 f 砂岩沼泽河道 砂岩 ■ 4 2 0 泛滥甲原 图7 测井解释微相类型和概念模型 F i g ．7 M i c r of a c i e st y p e sb a s e do nl o gi n t e r p r e t a t i o na n df a c i e sc o n c e p tm a p N P H I 深度 ／m l 7 5 电阻率／ n m 1G R ／A P l L L D - f n m 1 成像 石J t L ．, 础上，进行综合测井曲线单煤层识别和顶底划分， 0 2 0 0 0 0 0解释 分析 00通过连井对比并与钻井一地震和地面露头的地理信 O ．22 0 结果 结果 息数据 G I S 结合进行综合分析，确定单煤层边界 侵蚀尖灭边界，在此基础上，建立准确的单煤层级 别的构造格架模型，这种方法的重点是充分描述单 煤层的构造变化，与但玲玲的方法不同‘24 I ，为了准 确分析煤层气属性的三维空间分布，综合地质分析 一1 5 5 与算法经验作为模型约束算法，并结合变差函数分 析进行，对不同属性参数采用不同的计算方 法， P L Y B A S E 煤层气田精细地质模型建立能准 ⋯⋯| | 、 _ 确描述密井区气田范围内单煤层的空间分布和变 16_化规律，进一步刻画小煤层组、大煤层组厚度分布， ．Iil ll lI } Il JllI I ●● ， 获得准确储量计算结果，为其他区域大规模开发区 l lI lI lI ≥ 建模和区域优选奠定基础。 4 ．1 地质模型网格设计 il “ iii 1 6 5 根据气田建模区域面积及井位间距，三维精 万方数据 第5 期吕杰堂等煤储层测井分析和精细地质建模技术以澳大利亚S u r a t 盆地煤层气区为例 1 8 3 1 长度长，倾角度数高，延伸范围介于20 0 0 ～50 0 0m ； 所有5 条断层都分布在井之间，没有穿井而过。以气 田范围内地形地理信息数据 G I S ，U p p e rT a r o o m 和 C o n d a m i n e 顶面作为主层面，共建立2 0 0 个层位，包 括1 2 5 个单煤层顶底层和2 5 0 个相邻夹层，分析建立 好的三维地质模型，可以发现整个气田的构造是一个 单斜，北东向高，南西向低；部分地层在北东向遭受侵 蚀 图9 。 4 ．3 多属性建模 煤层气储层的属性有多类，主要包括储层埋深、 煤层厚度、干燥无灰基含气量、朗格缪尔压力与朗格 缪尔体积，渗透率、灰分、湿度和煤样密度心弘3 1J 。本 次建模为了降低地质模型的不确定性，利用确定性信 息来限定随机建模过程，基于岩芯和测井数据，建立 干燥无灰基含气量、渗透率与埋深关系，朗格缪尔压 力与朗格缪尔体积关系，朗格缪尔体积与密度关系， 灰分与密度关系，湿度分布规律等参数定量关系 表 1 、图1 0 。 干燥无灰基含气量的测定方法一般采用快速含 气量测定方法，即在现场采集具有一定块度的煤芯 样品4 0 0 ～5 0 0g 装入球磨罐，并自然解吸8h ，然后 球磨破碎1 5 ～5 0m i n 灰分较高或高煤级的煤破碎 6 0m i n ，放人恒温装置自然解吸；以后重复破碎、解 吸，直到连续两次破碎、解吸的气量均小于1 0c m 3 ，快 速气含量测定结束。每次测定，在记录表中记下球磨 时间、解吸时间、解吸气体积及环境温度、大气压力。 图9 单煤层级别 P L Y B A S E 煤层气田精细地质模型和剖面 F i g ．9P l y b a s eg e o m o d e la n ds e c t i o np r o f i l e 表1 煤层气储