白奮飛，趙 倩，杜 燕，周 康，王菲菲

(陜西延長石油(集團)有限責(zé)任公司研究院，陜西 西安710075)

陜北地區(qū)是一個水資源嚴(yán)重匱乏的地區(qū)，同時也是一個能源富集的地區(qū)，蘊藏著豐富的石油、煤炭、天然氣等資源，平面分布廣，縱向上疊置，同一個鉆孔基本均能見到煤層和油層[1，2]。此外，能源勘查工作耗水量大，投資高，為減少重復(fù)勘查，避免地下水浪費，節(jié)約勘查投資，需進行協(xié)同勘查。陜北地區(qū)石油、煤炭勘探技術(shù)比較成熟，但目前仍以單礦種勘查為主，協(xié)同勘查基本處于理論階段[3，4]，現(xiàn)場實踐很少。測井技術(shù)是“一孔多用”協(xié)同勘查中重要手段，為更好地利用陜北地區(qū)豐富的油田測井資料，本文對目前常規(guī)的陜北油田測井資料識別煤層技術(shù)進行了分析，并針對存在的問題提出了解決對策。

陜北地區(qū)石油主要分布在三疊系延長組和侏羅系延安組，煤炭層位分布較多，主要有石炭系-二疊系太原組和山西組、三疊系延長組頂部(瓦窯堡煤系)和侏羅系延安組。從層位分布可以看出，延安組和延長組都是賦存有石油和煤炭資源的層位，這為協(xié)同勘查提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。

1 油田測井資料識別煤層分析

1.1 煤層定性識別

1.1.1 測井資料定性識別煤層存在的問題

油田測井和煤田測井都是通過測量井壁附近巖石的物理性質(zhì)研究鉆孔地質(zhì)剖面。但由于兩種測井方式采用的測井儀器及采樣間隔不同，導(dǎo)致測井結(jié)果在巖性識別和厚度劃分精度等方面存在著一定差異。

密度曲線為煤層主要判斷依據(jù)[5，6，7]，但陜北地區(qū)多數(shù)油氣探井為了節(jié)約經(jīng)費，三孔隙度測井只測聲波時差一項，缺失煤炭測井必測的密度測井。這就造成了在利用油氣測井資料對煤層的定性存在偏差。

根據(jù)研究需要對子長地區(qū)理A、理B兩口井同時實施了油田、煤田兩種方式測井。大多數(shù)煤層在油田測井圖上呈現(xiàn)出低自然伽馬、高聲波時差、高電阻的特征。實際應(yīng)用中，根據(jù)油田測井曲線組合無法將圖1理A井554～562 m的2個高聲波時差、高自然伽馬、高電阻特征確定巖性，但是通過圖2，利用煤田測井系列中的密度測井可以將上部地層判斷為煤層，下部判斷為泥巖。此外，理A井560 m處的煤層段自然伽馬并沒有降低趨勢呈現(xiàn)高值，這與“低自然伽馬、高聲波時差、高電阻”的普遍特征相悖，只有依靠密度測井來做出判斷。高自然伽馬是瓦窯堡煤系5#煤的測井特征之一[8]。

表1 一些巖石的密度與孔隙率[5]

圖1 理A井油田測井曲線特征

圖2 理A井煤田測井曲線特征

煤田測井方法確定的理A井的煤層，主要是依據(jù)密度測井曲線。其他測井特征也是一種判斷依據(jù)，但不是最直觀的。

1.1.2 測井資料定性識別煤層問題解決對策

大量的巖心實驗數(shù)據(jù)證明地層的聲波時差與其孔隙度呈線性關(guān)系，且為正相關(guān)關(guān)系，即:

n=AΔT+B

式中:A，B為與巖石巖性、孔隙中流體性質(zhì)有關(guān)的系數(shù);ΔT，n-巖石的聲波時差和孔隙度。

從表1可以看出，隨著從褐煤、煙煤到無煙煤的變質(zhì)程度的加深，煤層的孔隙度減小，密度增大。這樣就建立了聲波時差與巖石密度之間的關(guān)系。從前人建立的密度-聲波時差交會圖可以看出[9]，隨著聲波時差的增大，密度減小。煤層密度比大多數(shù)的巖石礦物小，故聲波時差應(yīng)該為高值。

通過對大量探井的巖心與測井資料的對比，認(rèn)為在已有資料的基礎(chǔ)上，可以選擇聲波時差來代替密度測井，達到煤層定性的目的。煤層的曲線特征可以概括為“兩高一低”，即高電阻、高聲波時差、低自然伽馬。此方法在煤層厚度較大的靖邊-定邊地區(qū)得到了很好的推廣應(yīng)用。圖3是定邊地區(qū)定A井的實測資料圖，煤層在測井響應(yīng)上呈現(xiàn)出明顯的“電阻、高聲波時差、低自然伽馬”特征。

1.2 煤層定厚分析

1.2.1 測井資料劃分煤層厚度存在的問題

利用石油測井可以達到劃分煤層厚度的要求。根據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ/T0215-2002)，夾矸小于煤層的最低可采厚度，且煤分層厚度均等于或大于夾矸厚度時，可將上下煤分層厚度相加，作為采用厚度。陜北地區(qū)最低可采厚度為0.8 m。

石油測井系列的采樣間隔為0.125 m，縱向分辨率一般在0.4 m以上。常規(guī)測井中分辨率最高是微電極測井，一般可以分辨0.2 m的薄層和夾層，可以達到識別煤層要求。

圖3 定A井油田測井曲線特征

但在實際的應(yīng)用中，也存在一些問題。例如對0.2 m以下的夾矸識別不夠準(zhǔn)確，對煤層的定厚也達不到規(guī)范要求。

圖4 理B井油田測井曲線特征

圖4為子長地區(qū)理B井油田測井資料，通過聲波時差和微梯度微電位曲線可以識別出3m的煤層和中間兩層共1 m厚的夾矸;但是通過圖5煤田測井資料的電阻率、密度曲線可以將410 m處的煤層劃分出0.78 m厚的夾矸。兩種測井方法煤層和夾矸厚度的讀數(shù)方法產(chǎn)生的差異主要在于讀數(shù)時產(chǎn)生的的誤差[10]。

究其原因，煤田測井采樣間隔小，分辨率高，可以利用1:50精測曲線進行厚度劃分，誤差更小。

1.2.2 測井資料劃分煤層厚度存在問題解決對策

針對油田測井資料劃分煤層厚度不夠精確的問題，在綜合考慮的基礎(chǔ)上認(rèn)為可以引進高分辨率測井系列;同時，由于煤田測井成本較低，也可以在同一個鉆孔中實施油田和煤田兩種測井方式，既節(jié)約鉆井費用，又能滿足油田、煤田勘查要求，避免單一測井方式的缺陷。

2 結(jié)語

協(xié)同勘查的核心理念就是“一孔多用”，減少重復(fù)勘查工作量，節(jié)約勘查投資，避免地下水資源污染。陜北地區(qū)油煤縱向分布疊置，資源量大，具有進行協(xié)同勘查的物質(zhì)基礎(chǔ)。

利用油田測井資料可以達到識別可采煤層的要求，在預(yù)查及普查階段，這種方法無疑是簡潔有效的。在陜北地區(qū)可利用“高電阻、高聲波時差、低自然伽馬”的測井特征來識別煤層，在條件允許的情況下，可以增加高分辨率測井系列，既可以獲得更多的油氣儲層參數(shù)，也可以更好的進行煤層識別評價。

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