[发明专利]基于测井资料计算煤岩工业组分含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气勘探开发中的测井评价技术，具体地指一种基于测井资料计算煤岩工业组分含量的方法。

背景技术

煤岩工业组分包括固定碳、灰分、挥发分和水分，煤储层含气性与灰分含量密切相关。明确煤岩工业组分含量，有助于了解煤储层煤质特征、优选煤层气富集区块，可提高对工区煤和煤层气资源的综合利用率。

目前煤岩工业组分含量主要由对取心进行试验测定，存在如下问题：

①分析精度取决于煤心采取率，实际采取率低往往导致分析结果误差；

②取心煤样不是原始地下环境，煤粉污染对分析结果有很大影响；

③实验分析工作中成本过高且操作复杂。

测井资料分析工业组分具有简便、迅速、及时和经济等优越性。测井资料包含地层信息丰富且简单易得，可以弥补取心不足或丢失煤层的情况，可提高经济效益。开展利用测井资料计算工业组分含量的工作具有现实意义。

目前针对利用测井资料计算煤岩工业组分含量的研究不足。有学者利用工业组分的内在联系，分别建立煤心密度与灰分的线性关系及各工业组分间的线性关系，得出煤层四元工业组分的测井计算模型；有学者利用测井数据、岩心分析数据及生产数据等资料，应用相关数学方法及经验，并采用复合参数来建立煤层含气量及工业组分的测井预测模型；有学者基于测井资料与工业组分间的关系，采用回归分析法对沁水盆地南部煤层气勘探目标层进行了工业组分含量的计算；有学者采用神经网络和支持向量机算法基于测井资料对工业组分含量进行预测。这些测井解释方法精度不高，且方法可操作性不强。目前没有一个适用于各个地区的通用公式。

现有方法中尚未有一种基于测井参数简单直接准确计算煤岩工业组分含量的方法应用于现场。

发明内容

本发明目的提供了一种基于测井资料计算煤岩工业组分含量的方法，该方法研究得到4条对工业组分敏感测井曲线GR、DEN、CNL、AC；该方法是基于测井资料多元回归计算灰分和水分含量的方法；该方法是灰分与固定碳含量极好的线性关系，利用此关系能有效简化解释模型。该方法解决了现有利用测井资料计算工业组分含量的不足，准确度不高，方法可操作性不强的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种基于测井资料计算煤岩工业组分含量的方法，包括以下步骤：

1)从测井响应机理研究出发，结合实验数据和实际资料统计，从9条常规测井曲线中优选得出反映煤岩工业组分的敏感测井参数；

2)测量4条敏感测井参数，并对其进行环境校正；

采用现有测井仪器测量目的层4条敏感测井曲线，读取所采煤样所在深度段测井值，并对其进行环境校正，得到4条敏感测井曲线的校正值；

3)建立煤岩工业组分含量的定量计算公式

步骤1)中优选了煤岩工业组分敏感测井参数，在此基础上进行煤岩工业组分与明测井参数的数理统计和数值模拟计算，建立计算工业组分的方程组。

依据工业组分体积模型：

FC+Ad+Vm+Mad＝1(1)

结合大量数理统计及工业组分测井响应机理分析，为了减少计算量同时提高计算精度，四种工业组分中灰分和水分和测井多元回归关系最好，分别建立灰分和水分含量的测井计算公式如下：

Ad＝6.3879+3.8879DEN+0.0691GR-0.0186AC+0.1141CNL(2)

Mad＝-0.0301+0.9003DEN-0.0047GR-0.0002AC+0.0048CNL(3)

统计分析发现灰分与固定碳具有极好的相关性，得到灰分与固定碳关系式：

FC＝93.692-1.179Ad(4)

由(1)、(2)、(3)、(4)最终可得：

Vm＝1-Ad-FC-Mad(5)

上面各式中：Ad为工业组分中灰分的百分含量，％；

FC为工业组分中固定碳的百分含量，％；

Mad为工业组分中水分的百分含量，％；

Vm为工业组分中挥发分的百分含量，％；

CNL为补偿中子测井值，％；

GR为自然伽马测井值，API；

AC为声波时差测井值，μs/m；

DEN为体积密度测井值，g/cm³；

4)测量待测井敏感测井参数，将校正后的测井值代入步骤3)中公式(2)(3)(4)(5)中，计算该待测井的四种工业组分含量。