黃科，萬(wàn)金彬，苗秀英，李玲芝

（中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司，陜西 西安710077）

0 引 言

中國(guó)非常規(guī)油氣資源中煤層氣可采資源量為10.9×1012m3［1－3］。目前在煤層氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，煤層氣儲(chǔ)層測(cè)井資料的采集和評(píng)價(jià)基本上沿用石油天然氣工業(yè)測(cè)井采集技術(shù)與儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法。煤層氣儲(chǔ)層具有低孔隙度低滲透率、非均質(zhì)性強(qiáng)，雙重孔隙結(jié)構(gòu)、割理發(fā)育且易碎等特點(diǎn)，給測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)［4－5］。煤層氣測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)在煤層工業(yè)分析、含氣量、物性參數(shù)的計(jì)算和煤階判別與結(jié)構(gòu)分析等方面取得了一定的效果［6－19］?？傮w而言，煤層氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)還不夠成熟，研究不夠深入，且缺乏系統(tǒng)性，難以滿足煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的需求。本文系統(tǒng)論述了目前常規(guī)測(cè)井方法在煤層氣藏評(píng)價(jià)過(guò)程中的局限性，并提出了煤層氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)的新方法與新思路。

1 測(cè)井評(píng)價(jià)煤層氣藏面臨的挑戰(zhàn)

1.1 測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集

1.1.1 井眼環(huán)境

圖1 擴(kuò)徑段煤層測(cè)井曲線圖

煤層氣藏開(kāi)發(fā)主要采用井眼鉆孔和地面采集的方式進(jìn)行開(kāi)發(fā)［5］。由于煤層極易破碎，在鉆井過(guò)程中容易造成煤層段井眼垮塌，影響測(cè)井儀器井下數(shù)據(jù)采集，導(dǎo)致測(cè)井儀器測(cè)量值的不準(zhǔn)確。圖1為擴(kuò)徑段煤層測(cè)井曲線圖。對(duì)于貼井壁的儀器影響更加明顯，由于儀器無(wú)法很好地推靠在井壁上，測(cè)量值主要反映井內(nèi)流體性質(zhì)，給煤層氣儲(chǔ)層參數(shù)測(cè)井評(píng)價(jià)帶來(lái)很大誤差。對(duì)于反映井壁信息的電成像測(cè)井以及測(cè)量沖洗帶的核磁共振測(cè)井等成像測(cè)井儀，擴(kuò)徑會(huì)直接導(dǎo)致測(cè)井資料失真。對(duì)于大斜度井以及水平井等定向井，煤層（尤其是構(gòu)造煤）井壁穩(wěn)定性差，容易造成垮塌堵塞井眼，導(dǎo)致測(cè)井儀器無(wú)法正常在井眼內(nèi)運(yùn)動(dòng)。

1.1.2 儀器參數(shù)

1.1.2.1 縱向分辨率

煤層厚度是煤層氣儲(chǔ)量計(jì)算的關(guān)鍵參數(shù)之一。在泥炭堆積過(guò)程中，沼澤基底在較短時(shí)間內(nèi)下降速度超過(guò)了植物遺體堆積速度而被其他沉積物所代替，形成了煤中的泥巖、粉砂巖等夾矸層［20］。在煤層氣儲(chǔ)量計(jì)算過(guò)程中，煤層夾矸需要從煤層總厚度中扣除。但是煤層夾矸厚度普遍較薄，有的甚至低于0.4m，常規(guī)測(cè)井縱向分辨率偏低，難以準(zhǔn)確劃分夾矸層，導(dǎo)致儲(chǔ)量計(jì)算的誤差。圖2為煤層夾矸測(cè)井曲線圖，從煤層段自然伽馬和密度測(cè)井曲線上看，夾矸發(fā)育并且普遍較薄，在常規(guī)測(cè)井曲線上難以準(zhǔn)確劃分夾矸層厚度。更高縱向分辨率的電成像測(cè)井儀由于井眼垮塌和成本等因素，也難以大范圍應(yīng)用。

1.1.2.2 測(cè)量精度

度量煤層中含甲烷多少的指標(biāo)是含氣量，用單位重量煤的可燃質(zhì)所含甲烷在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（1個(gè)大氣壓，0℃）下的體積表示，單位為 m3／t［21］。密度測(cè)井作為一種常用測(cè)井方法在煤層評(píng)價(jià)過(guò)程中應(yīng)用廣泛，煤層含氣量的低豐度對(duì)密度測(cè)井測(cè)量精度提出了挑戰(zhàn)。高緒晨［22］在理論上分析了煤層含氣在密度測(cè)井上的響應(yīng)，假設(shè)煤層氣成分為甲烷，甲烷含氣量在密度響應(yīng)上的增量如表1所示。

表1 不同甲烷含氣量在密度響應(yīng)上的增量

中國(guó)煤層含氣量普遍低于25m3／t，部分煤層甚至低于10m3／t［5］。中國(guó)密度測(cè)井儀測(cè)量精度普遍為0.03g／cm3，中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司最新研制的高精度巖性密度測(cè)井儀器精度可達(dá)到0.015g／cm3［23］。由表1可知，國(guó)內(nèi)煤田含氣量導(dǎo)致密度響應(yīng)的增量在儀器誤差范圍內(nèi)，難以利用現(xiàn)有密度測(cè)井儀準(zhǔn)確計(jì)算煤層含氣量。

圖2 煤層夾矸測(cè)井曲線圖

1.2 煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)

煤層氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)面臨著諸多挑戰(zhàn)，主要有低孔隙度、超低滲透率、與常規(guī)氣藏完全不同的氣體賦存狀態(tài)等問(wèn)題。

1.2.1 孔隙度測(cè)井

常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)基于巖石物理體積模型，利用密度、中子和聲波等3條測(cè)井曲線計(jì)算儲(chǔ)層孔隙度。在煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)過(guò)程中，基于巖石物理體積模型的孔隙度測(cè)井在諸多方面存在較大局限性。

（1）低孔隙度。基于巖石物理體積模型，由于孔隙度變低，孔隙內(nèi)流體對(duì)測(cè)井響應(yīng)的貢獻(xiàn)相對(duì)骨架的貢獻(xiàn)變小，同樣孔隙度測(cè)井響應(yīng)值的誤差會(huì)導(dǎo)致孔隙度計(jì)算誤差成倍增加，其中孔隙度越低，誤差放大倍數(shù)越大［24］。

（2）非均質(zhì)性強(qiáng)。煤巖在煤化過(guò)程中會(huì)排出大量的氣體和水，其中H元素和O元素的原子個(gè)數(shù)降低、C元素的原子個(gè)數(shù)增加，不同煤化程度煤層的骨架礦物成分、孔隙結(jié)構(gòu)差異明顯，相應(yīng)測(cè)井響應(yīng)值變化明顯［20］。考慮不同煤質(zhì)煤層，基于巖石物理體積模型的多礦物測(cè)井骨架值難以準(zhǔn)確獲得，最終導(dǎo)致孔隙度計(jì)算的失敗。

（3）有機(jī)質(zhì)骨架。一般認(rèn)為，常規(guī)儲(chǔ)層巖石骨架不含H核，對(duì)中子減速明顯的H核全部來(lái)自孔隙流體。在煤層中，高中子測(cè)井響應(yīng)主要是由于煤層有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)，煤層有機(jī)質(zhì)中含有大量H核。不同煤階不同煤質(zhì)煤巖有機(jī)質(zhì)中所含H核不同，導(dǎo)致中子測(cè)井難以計(jì)算孔隙度。

1.2.2 飽和度測(cè)井

常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)過(guò)程中地層電阻率是確定孔隙流體飽和度最常用也是最有效的方法。最經(jīng)典的模型是基于Archie公式的測(cè)井定量計(jì)算油氣飽和度模型［25］。煤層氣儲(chǔ)層氣體主要吸附在煤顆粒表面，不同煤階煤層骨架電性特征復(fù)雜，Archie公式在這里已不適用。

煤層氣主要吸附在煤顆粒的表面，有些甚至以固態(tài)的晶體形式存在于煤基質(zhì)中［26－27］，常規(guī)儲(chǔ)層飽和度的概念在煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中是不是應(yīng)該沿用都值得商榷。氣體賦存狀態(tài)的不同導(dǎo)致煤層骨架電性特征復(fù)雜，基于電阻率測(cè)井的氣體飽和度計(jì)算方法已不適用于煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)。

2 測(cè)井評(píng)價(jià)煤層氣藏新方法與新思路

煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)應(yīng)該從以下2個(gè)大的方面進(jìn)行研究，一是進(jìn)行基礎(chǔ)理論研究，發(fā)展配套巖石物理實(shí)驗(yàn)與裝備，奠定測(cè)井評(píng)價(jià)基礎(chǔ)；二是建立在測(cè)井新技術(shù)基礎(chǔ)上研究新方法、發(fā)展新思路。

2.1 基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)裝備

雖然測(cè)井評(píng)價(jià)煤層氣儲(chǔ)層工業(yè)分析、含氣量以及孔隙度等參數(shù)上取得了一定的成果，但是這些進(jìn)展主要是利用概率統(tǒng)計(jì)方法或者神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等線性／非線性方法［6－10］。測(cè)井評(píng)價(jià)煤層氣儲(chǔ)層基礎(chǔ)理論依然沒(méi)有取得突破，依然需要進(jìn)行攻關(guān)研究。本文從煤心實(shí)驗(yàn)裝備、數(shù)字巖心技術(shù)、解釋等3個(gè)方面進(jìn)行闡述。

2.1.1 煤心實(shí)驗(yàn)裝備

目前國(guó)內(nèi)煤心實(shí)驗(yàn)主要利用煤田勘探開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，難以滿足石油天然氣工業(yè)煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的需求。煤層具有雙重孔隙結(jié)構(gòu)，包括煤層的基質(zhì)孔隙和割理孔隙，其中，煤層氣主要吸附在基質(zhì)孔隙的表面。要判斷煤層氣儲(chǔ)層好壞，重點(diǎn)在于煤層基質(zhì)孔隙、割理孔隙、含氣量以及煤層的滲透率等關(guān)鍵參數(shù)。煤層氣儲(chǔ)層基礎(chǔ)理論的進(jìn)步需要煤心實(shí)驗(yàn)裝備的支撐，需要新的實(shí)驗(yàn)裝備與手段。①煤層基質(zhì)孔隙測(cè)量：基質(zhì)主要為納米級(jí)孔隙，常規(guī)孔隙度測(cè)量裝備難以準(zhǔn)確測(cè)井煤層基質(zhì)孔隙，急需新的孔隙度或者面孔率實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝備。②含氣量的準(zhǔn)確測(cè)量：含氣量測(cè)量主要利用煤自然解吸測(cè)量，裝備測(cè)量誤差普遍較大，難以滿足研究的需求。③孔隙結(jié)構(gòu)的研究以及孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)吸附／解吸的影響：不同煤巖類型、顯微組分與礦物質(zhì)的煤層孔隙結(jié)構(gòu)的研究，不同孔隙結(jié)構(gòu)煤層氣吸附／解吸特征以及吸附／解吸對(duì)煤層孔隙結(jié)構(gòu)的影響等。④煤層割理滲流能力：煤層割理在煤層氣儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)過(guò)程中起到重要的滲流通道，找準(zhǔn)有利儲(chǔ)層，需要先進(jìn)的裂縫導(dǎo)流能力測(cè)定裝備，用于測(cè)試分析割理對(duì)煤心滲透率的貢獻(xiàn)。⑤應(yīng)力對(duì)煤層物性和解吸的影響：不同應(yīng)力情況下基質(zhì)收縮對(duì)于煤層割理孔隙和割理滲透率的影響還不夠深入等?？傊簩託鈨?chǔ)層基礎(chǔ)理論的進(jìn)步離不開(kāi)煤心實(shí)驗(yàn)裝備的發(fā)展。

2.1.2 數(shù)字巖心技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可以根據(jù)巖石微觀結(jié)構(gòu)信息重建反映巖石真實(shí)孔隙空間的三維數(shù)字巖心，基于三維數(shù)字巖心借助于數(shù)值算法可以進(jìn)行巖石物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M［28－30］。數(shù)字巖心技術(shù)正是基于此逐漸發(fā)展起來(lái)，目前可以進(jìn)行巖石的電、聲、核、核磁共振以及滲流特性等數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)。在非常規(guī)油氣領(lǐng)域，數(shù)字巖心技術(shù)已成功用于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)分布以及孔隙連通性等方面評(píng)價(jià)［31］。

數(shù)字巖心技術(shù)主要利用高倍光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡或者CT成像儀等高精度儀器對(duì)實(shí)際巖心進(jìn)行測(cè)量得到數(shù)字巖心，分辨率可以達(dá)到納米級(jí)。煤層氣在煤層基質(zhì)孔隙空間主要是納米尺度孔隙，再加上煤層易碎，取心難度大，煤層低孔隙度、超低滲透率給巖石物理研究帶來(lái)諸多困難。利用高分辨率的三維數(shù)字巖心技術(shù)有望在煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)過(guò)程中發(fā)揮獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)利用數(shù)字巖心技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)：①孔隙系統(tǒng)分析，包括連通孔隙、孤立孔隙、有機(jī)質(zhì)孔隙以及割理孔隙；②顯微組分以及有機(jī)質(zhì)含量分析、元素分析與煤階判別；③滲流能力、氣水兩相相對(duì)滲透率分析；④基質(zhì)吸附能力與解吸分析，包括甲烷等溫吸附、注CO2開(kāi)發(fā)以及氣體解吸對(duì)煤層物性影響等。基于數(shù)字巖心技術(shù)可以進(jìn)行巖石物理模擬實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行煤層測(cè)井理論基礎(chǔ)研究。

2.1.3 解釋評(píng)價(jià)模型

煤層氣儲(chǔ)層氣體豐度低對(duì)測(cè)井響應(yīng)貢獻(xiàn)小以及氣體主要以吸附態(tài)存在于煤顆粒表面等特殊問(wèn)題存在，導(dǎo)致常規(guī)測(cè)井解釋評(píng)價(jià)方法和模型無(wú)法適用于煤層氣儲(chǔ)層含氣量評(píng)價(jià)。研究表明，煤層氣的吸附態(tài)是通過(guò)分子間的引力實(shí)現(xiàn)的，滿足Langmuir方程［32］

式中，Vgas為含氣量，m3／t；VL為吸附達(dá)到飽和時(shí)所吸附的氣體體積，又稱蘭氏體積，m3／t；pL為吸附量達(dá)到飽和吸附量一半時(shí)的壓力，又稱蘭氏壓力，MPa；p為地層壓力，MPa。Langmuir方程是評(píng)價(jià)煤層含氣量的基本模型，其中蘭氏壓力和蘭氏體積決定著煤巖的吸附能力。煤層氣主要以吸附態(tài)存在于煤基質(zhì)孔隙的內(nèi)表面，微孔越發(fā)育則煤層吸附能力越強(qiáng)，其中微孔發(fā)育程度與煤巖類型、顯微組分、礦物質(zhì)含量等諸多因素有關(guān)。此外，地層溫度等外界因素也影響著煤吸附能力。通過(guò)不同煤階、不同煤巖組分等溫吸附實(shí)驗(yàn)，找準(zhǔn)影響煤層吸附能力的主要因素，建立蘭氏壓力和蘭氏體積的計(jì)算模型評(píng)價(jià)煤層含氣量是下一步研究的重點(diǎn)。

2.2 發(fā)展測(cè)井新技術(shù)與新方法

2.2.1 煤層氣版測(cè)井儀器

由于煤層氣儲(chǔ)層面臨的特殊問(wèn)題，常規(guī)測(cè)井儀器已不能充分適應(yīng)煤層氣儲(chǔ)層測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集和儲(chǔ)層評(píng)價(jià)，需要根據(jù)煤層氣儲(chǔ)層特點(diǎn)開(kāi)發(fā)新的測(cè)井儀器。①煤層易破碎，容易造成井眼嚴(yán)重垮塌，常規(guī)測(cè)井儀器不能準(zhǔn)確測(cè)量地層真實(shí)信息，需要在儀器探頭、貼井壁方式等方面進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)以使儀器探頭能夠靠近煤層，實(shí)現(xiàn)井眼垮塌下的數(shù)據(jù)采集；②煤層氣儲(chǔ)層勘探開(kāi)發(fā)深度大都小于1 500m［5］，對(duì)于測(cè)井儀器的溫度和壓力指標(biāo)相對(duì)于常規(guī)油氣儲(chǔ)層要低，對(duì)于大范圍使用的煤層氣測(cè)井儀器，可以適當(dāng)降低儀器溫度和壓力指標(biāo)，以有效降低成本；③儀器的測(cè)量范圍不適用于煤層氣儲(chǔ)層，以密度測(cè)井為例，由于煤層密度很低，接近密度測(cè)井儀器下限，導(dǎo)致密度測(cè)井儀器誤差偏大，需要調(diào)整密度測(cè)井測(cè)量范圍，適應(yīng)煤層氣儲(chǔ)層的特點(diǎn)；④需要提高測(cè)井縱向分辨率和測(cè)量精度以滿足煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的需求。

2.2.2 元素俘獲譜測(cè)井

元素俘獲譜（ECS）測(cè)井方法在世界范圍內(nèi)非常規(guī)儲(chǔ)層的使用正呈現(xiàn)強(qiáng)勁增長(zhǎng)趨勢(shì)。元素俘獲譜儀器通過(guò)晶體探測(cè)器探測(cè)并記錄非彈性散射伽馬能譜和元素俘獲伽馬能譜，經(jīng)過(guò)解譜得到H、Cl、Si、Ca、Te、S、Ti、Gd、Mg和C等地層元素的相對(duì)產(chǎn)額，通過(guò)氧化物閉合模型定量求取礦物類型和含量，提供了一種地層評(píng)價(jià)的新技術(shù)［33］。

在煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中，元素俘獲測(cè)井有明顯優(yōu)勢(shì)，①多種礦物組分（方解石、黃鐵礦、砂質(zhì)、黏土、菱鐵礦等）、灰分、有機(jī)質(zhì)含量的確定，有效解決煤層非均值強(qiáng)的難題；②依據(jù)測(cè)量H和C等元素含量，可以有效判別煤階類型，指示煤層成熟度；③確定黏土礦物類型，分析沉積環(huán)境等；④對(duì)于煤層氣儲(chǔ)層精細(xì)評(píng)價(jià)中關(guān)鍵參數(shù)以及煤粉產(chǎn)出敏感參數(shù)的挖掘具有獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì)。

元素俘獲譜測(cè)井可以直接得到多種地層元素的含量，從而擺脫了多礦物巖石物理體積模型的局限性。對(duì)于元素俘獲譜測(cè)井提供的信息尚未充分利用，還需要充分挖掘，發(fā)展相應(yīng)的評(píng)價(jià)技術(shù)。

2.2.3 電成像測(cè)井

電成像測(cè)井可以清晰地反映井壁特征，具有較高的縱向分辨率，在裂縫、縫洞以及薄互層評(píng)價(jià)等具有突出優(yōu)勢(shì)。微電阻率掃描成像測(cè)井可以有效判斷裂縫性油藏的裂縫和儲(chǔ)集性能；進(jìn)行高分辨率薄層評(píng)價(jià)（有效劃分砂泥巖薄互層儲(chǔ)層）、復(fù)雜巖性油藏參數(shù)的正確評(píng)價(jià)及地層沉積環(huán)境分析、地層層內(nèi)結(jié)構(gòu)分析和地質(zhì)構(gòu)造分析等。

利用電成像測(cè)井可準(zhǔn)確劃分夾矸層的厚度、分析頂?shù)装辶芽p發(fā)育情況、評(píng)價(jià)煤層裂縫以及煤層結(jié)構(gòu)定性評(píng)價(jià)等，但是電成像測(cè)井豐富的地層信息依然沒(méi)有充分提取和利用。在利用成像測(cè)井資料研究地層應(yīng)力方向、分析煤層沉積環(huán)境、建立煤層結(jié)構(gòu)電成像特征庫(kù)都還需要系統(tǒng)地研究與完善。

2.2.4 核磁共振測(cè)井

核磁共振（NMR）測(cè)井在常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中可以提供用于地層評(píng)價(jià)的孔隙度、束縛水飽和度、滲透率、孔徑分布以及流體類型等豐富的地層信息。NMR測(cè)井主要測(cè)量地層中H核在磁場(chǎng)中的響應(yīng)，煤層中有機(jī)質(zhì)、氣體和水中都含有大量H核。有機(jī)質(zhì)中H核弛豫時(shí)間短，不能被觀測(cè)到，NMR測(cè)井所得到的信息主要來(lái)自于氣體和水的信息，可以用來(lái)計(jì)算孔隙度和流體信息，并在煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中計(jì)算孔隙度、孔徑分布以及滲透率等方面取得明顯效果［34－35］。煤層氣在煤中賦存狀態(tài)的多樣性、氣體含氫指數(shù)低、不同流體在不同煤質(zhì)表面弛豫等關(guān)鍵問(wèn)題沒(méi)有得到更好的解決，以及核磁共振測(cè)井探測(cè)深度淺、煤層極易垮塌、成本等因素，極大地限制了核磁共振測(cè)井在煤層解釋評(píng)價(jià)中的應(yīng)用。

核磁共振測(cè)井可以提供與骨架無(wú)關(guān)的地層流體信息，在煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中的作用依然值得深入研究。該方法依然是一種有效評(píng)價(jià)煤層孔隙度、流體類型、孔徑以及割理特征的有效手段。

2.2.5 陣列聲波測(cè)井

多極子陣列聲波測(cè)井可以得到地層縱波、橫波以及斯通濾波等信息，可以計(jì)算巖石力學(xué)參數(shù)、計(jì)算破裂壓力、判斷地層各向異性以及地層應(yīng)力分析等，近年來(lái)在儲(chǔ)層壓裂施工、鉆井指導(dǎo)等工程方面發(fā)揮越來(lái)越大的作用［36］。

在煤層氣儲(chǔ)層鉆井、評(píng)價(jià)、壓裂以及開(kāi)采過(guò)程中，陣列聲波測(cè)井都能提供豐富的信息指導(dǎo)煤層氣藏勘探與開(kāi)發(fā)。①泥漿比重的選擇：由于煤層極易破碎，在鉆井過(guò)程中對(duì)于泥漿比重的選擇尤其需要注意，陣列聲波測(cè)井可以根據(jù)井眼周圍應(yīng)力情況對(duì)于泥漿比重的選擇給出合理的范圍，既能保證井眼不垮塌又能保證煤層不被破壞。②預(yù)測(cè)裂縫高度，指導(dǎo)煤層氣儲(chǔ)層壓裂：煤層滲透率極低，開(kāi)采過(guò)程中需要進(jìn)行壓裂；由于煤層較軟，容易被壓開(kāi)，破裂壓力不明顯，如果壓裂過(guò)程中壓力選擇不恰當(dāng)，容易把上下圍巖壓開(kāi)，開(kāi)采過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致上下圍巖中的水通過(guò)壓裂縫竄到煤層，增加煤層氣的解吸時(shí)間，降低了煤層氣儲(chǔ)層排采效率。③鉆井軌跡優(yōu)化：陣列聲波測(cè)井可以提供地層應(yīng)力大小與方向，對(duì)鉆井軌跡提供技術(shù)支持。④定量評(píng)價(jià)煤層頂?shù)装澹宏嚵新暡y(cè)井可以計(jì)算煤層頂?shù)装鍘r石力學(xué)參數(shù)，定量評(píng)價(jià)頂?shù)装鍘r石機(jī)械特性，對(duì)煤層及頂?shù)装暹M(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。隨著非常規(guī)天然氣儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)的深入，研究重心越來(lái)越偏向工程技術(shù)，陣列聲波測(cè)井利用其在工程技術(shù)方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)將在煤層氣儲(chǔ)層勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)揮更大作用。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）煤層易碎造成井眼垮塌、夾矸發(fā)育、氣體響應(yīng)不明顯等問(wèn)題，對(duì)常規(guī)測(cè)井儀器測(cè)量方式、縱向分辨率和測(cè)量精度都提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。煤層具有低孔隙度、非均質(zhì)強(qiáng)、有機(jī)質(zhì)骨架以及氣體賦存狀態(tài)多樣等特點(diǎn)，在常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中形成的成熟理論、方法和模型已不適用于煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)，急需發(fā)展新的測(cè)井技術(shù)和方法。

（2）現(xiàn)有的煤心實(shí)驗(yàn)裝備在測(cè)量方法和測(cè)量精度上都難以滿足煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的需要，針對(duì)煤層氣儲(chǔ)層關(guān)鍵問(wèn)題，發(fā)展新的煤心實(shí)驗(yàn)裝備將極大推動(dòng)測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)的進(jìn)步。數(shù)字巖心技術(shù)由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，為煤層氣儲(chǔ)層基礎(chǔ)理論研究提供了一種有效的途徑。

（3）考慮煤層的測(cè)井響應(yīng)特征、測(cè)量環(huán)境以及成本等因素，常規(guī)測(cè)井儀器已不適用于煤層氣儲(chǔ)層勘探開(kāi)發(fā)，需要發(fā)展煤層氣版的測(cè)井儀器。測(cè)井新技術(shù)如元素俘獲譜測(cè)井、電成像測(cè)井、核磁共振測(cè)井以及陣列聲波測(cè)井與常規(guī)測(cè)井相比具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，它們?cè)诿簩託鈨?chǔ)層評(píng)價(jià)和工程應(yīng)用方面都能發(fā)揮明顯的作用。但是這些新技術(shù)和方法在煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的研究還不夠深入，還需要不斷的發(fā)展和完善。

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