李松林，李忠城，王利娜，段 靜，向 念

壽陽區(qū)塊高階煤煤體結(jié)構(gòu)及破裂壓力測井解釋方法

李松林1，李忠城2，王利娜2，段 靜2，向 念1

(1. 中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452；2. 中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司，北京 100022)

煤體結(jié)構(gòu)及破裂壓力直接影響煤層氣開發(fā)的工程設(shè)計和產(chǎn)氣效果，其中煤體結(jié)構(gòu)評價方法較多，但針對壽陽區(qū)塊高階煤，地質(zhì)強度因子(GSI)法效果最好，但其具有很強的地域適用性；煤層的非均質(zhì)性極強，破裂壓力預(yù)測效果并不理想。針對上述問題，通過引入取心率、連續(xù)心長等參數(shù)優(yōu)化地質(zhì)強度因子法，進而建立適用于本區(qū)的煤體結(jié)構(gòu)定量評價方法，結(jié)果表明，其測井解釋結(jié)果準(zhǔn)確性達到86.3%。同時，在煤體結(jié)構(gòu)評價的基礎(chǔ)上，引入煤體破碎指數(shù)并建立煤層破裂壓力預(yù)測公式，利用公式計算的破裂壓力與實際相對誤差2.5%~16.1%，平均誤差8%。提出的煤體結(jié)構(gòu)及破裂壓力預(yù)測方法對沁水盆地高階煤適用性較好，能夠為煤層氣勘探開發(fā)及壓裂改造提供有力支撐。

測井曲線；煤體結(jié)構(gòu)；地質(zhì)強度因子；煤層破碎指數(shù)；破裂壓力

隨著煤層氣勘探和開發(fā)進程日益加深，煤體結(jié)構(gòu)及破裂壓力因其直接影響煤層氣的開發(fā)效果，其評價越來越受到重視，很多學(xué)者進行了相關(guān)研究，形成了多種理論及方法。煤體結(jié)構(gòu)評價方法主要有采樣標(biāo)本描述法、鉆井取心法、常規(guī)測井方法。常規(guī)測井方法具有連續(xù)性強、成本低、可靠性強的特點，廣泛應(yīng)用于煤體結(jié)構(gòu)識別[1-3]。逐漸形成了聚類分析法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、主成分分析法、對應(yīng)分析技術(shù)等定性評價方法[4-6]。近年來，部分學(xué)者通過引入地質(zhì)強度因子GSI來探討煤體結(jié)構(gòu)精細(xì)描述的定量表達[7-9]，表現(xiàn)出較好的應(yīng)用效果。煤層氣開發(fā)需要儲層改造，而破裂壓力是煤層改造中的重要參數(shù)，很多學(xué)者進行了相關(guān)研究。杜國峰等[10]應(yīng)用黃氏(黃榮樽)模型對地應(yīng)力和破裂壓力進行計算；李劍等[11]、倪小明等[12]開展了煤體結(jié)構(gòu)在射孔優(yōu)化及巖石力學(xué)方面的研究。一方面，不同地區(qū)受沉積、構(gòu)造環(huán)境影響，煤儲層非均質(zhì)性強，煤體結(jié)構(gòu)差異大，前人在他區(qū)開展的煤體結(jié)構(gòu)評價很難直接套用到本區(qū)。另一方面，前人利用縱橫波、密度等參數(shù)基于壓實理論、摩爾庫倫法則計算煤層破裂壓力，但由于煤層超高的聲波時差，其效果并不理想。

針對上述問題，有必要開展壽陽區(qū)塊煤體結(jié)構(gòu)評價及破裂壓力預(yù)測方法研究。沁水盆地壽陽區(qū)塊屬于高煤階煤層，基于已有研究基礎(chǔ)，結(jié)合本區(qū)儲層條件，筆者通過引入取心率、連續(xù)心長、破碎程度、煤體強度表征煤心煤體結(jié)構(gòu)，優(yōu)化地質(zhì)強度因子GSI法后建立了適合本區(qū)的評價方法；而后在煤體結(jié)構(gòu)評價的基礎(chǔ)上，引入煤層破碎指數(shù)，建立煤層破碎指數(shù)與破裂壓力關(guān)系，預(yù)測破裂壓力，以期為煤層氣開發(fā)過程中工程設(shè)計提供依據(jù)。

1 煤體結(jié)構(gòu)評價

根據(jù)煤的碎裂程度、成因類型及結(jié)構(gòu)特征，不同學(xué)者提出了不同的煤體結(jié)構(gòu)劃分方法[8,13-14]。目前，應(yīng)用最廣泛的煤體結(jié)構(gòu)劃分辦法為GB/T 30050—2013《煤體結(jié)構(gòu)分類》，將煤體結(jié)構(gòu)劃分為4類：原生結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、碎粒結(jié)構(gòu)和糜棱結(jié)構(gòu)。壽陽區(qū)塊屬于沁水盆地高煤階煤層，適用上述4類劃分方法。

近年來，部分學(xué)者通過引入地質(zhì)強度因子GSI來探討煤體結(jié)構(gòu)精細(xì)描述的定量表達[7-9]，表現(xiàn)出較好的應(yīng)用效果。地質(zhì)強度因子GSI(Geological Strength Index)是由E. Hoek等[15-17]在1995年建立的巖體分類方法中一種量化指標(biāo)，可有效表征煤體結(jié)構(gòu)。GSI值的確定主要取決于巖體結(jié)構(gòu)的完整度、巖體結(jié)構(gòu)面裂隙、節(jié)理的質(zhì)量狀況等(表1)。

表1 不同煤體結(jié)構(gòu)的GSI估測值(李廣生等[4]，2015)

在此基礎(chǔ)上，本文結(jié)合煤層鉆井及取心情況研究發(fā)現(xiàn)，煤體結(jié)構(gòu)與取心率及連續(xù)心長存在一定相關(guān)性。一方面，由于煤體機械強度低，導(dǎo)致隨著煤層破碎程度增加取心率降低；另一方面，連續(xù)心長越大煤層強度越高，煤體結(jié)構(gòu)越好。因此，取心率及連續(xù)心長也可以作為煤體結(jié)構(gòu)表征參數(shù)。

綜合以上分析研究，確定壽陽區(qū)塊煤體結(jié)構(gòu)及GSI表征參數(shù)為取心率、連續(xù)心長、破碎程度和煤巖強度。表現(xiàn)為：原生結(jié)構(gòu)為完整層狀，取心率高，連續(xù)心長大，煤巖成塊狀；碎裂結(jié)構(gòu)受到一定程度的破壞，取心率較高，煤樣呈厘米級，團塊、碎塊狀，可見外生裂隙；碎粒結(jié)構(gòu)煤取心率較低，煤樣呈粒級，煤體破碎較嚴(yán)重，煤體強度低；糜棱結(jié)構(gòu)煤體受到嚴(yán)重破壞，取心率特低甚至取不到煤心，煤體呈粉末狀、細(xì)小碎粒狀或煤漿狀。研究區(qū)取樣結(jié)果如圖1所示，煤樣地質(zhì)強度因子見表2。

圖1 壽陽區(qū)塊不同煤體結(jié)構(gòu)煤心

煤體結(jié)構(gòu)一般與伽馬、密度、中子、聲波、井徑、電阻率等測井?dāng)?shù)據(jù)相關(guān)[18]。本文對上述參數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，壽陽區(qū)塊煤體結(jié)構(gòu)僅與井徑、伽馬、密度以及電阻率關(guān)系較好(圖2)，其測井曲線響應(yīng)特征為：煤體破碎程度越高，鉆井?dāng)U徑越大，孔隙率越大，電阻率越低，煤體疏松，密度越??；煤體孔隙和裂隙越發(fā)育，單位體積內(nèi)放射性物質(zhì)含量降低，伽馬越低。不同煤體結(jié)構(gòu)測井響應(yīng)參數(shù)值見表3。

通過上述測井曲線響應(yīng)關(guān)系，應(yīng)用Excel數(shù)據(jù)分析模塊，借助多元線性回歸建立GSI計算方法：

GSI=92.399 7–0.162 05×GR–1.458 88×(CALX+

CALY)/2+0.002 938×RD+7.888 8×DEN

2=0.648 5 (1)

式中：GSI為地質(zhì)強度因子；GR為伽馬，API；RD為電阻率，Ω·m；DEN為密度，g/cm3；CALX、CALY為雙井徑，cm。

通過上述方法對研究區(qū)煤層進行評價，如圖3所示。從圖中可以看出，利用測井參數(shù)計算得到的GSI值與煤心GSI值數(shù)據(jù)(綠色點)吻合度較高。對研究區(qū)16口取心井(共183個樣本點)進行吻合度分析，煤體結(jié)構(gòu)解釋結(jié)果與煤心樣品吻合率71.4%~93.2%，平均86.3%，結(jié)果見表4。

表2 壽陽區(qū)塊煤樣地質(zhì)強度因子表征

圖2 不同測井?dāng)?shù)據(jù)與地質(zhì)強度因子交會圖

表3 不同煤體結(jié)構(gòu)測井參數(shù)響應(yīng)值

圖3 測井曲線煤體結(jié)構(gòu)解釋與煤心結(jié)果對比

表4 測井資料煤體結(jié)構(gòu)評價結(jié)果

2 煤體結(jié)構(gòu)與破裂壓力關(guān)系

根據(jù)測井曲線中縱波、橫波及密度曲線，利用壓實理論、摩爾庫倫法則計算常規(guī)儲層(砂泥巖、碳酸鹽巖等)巖石力學(xué)參數(shù)效果較好。部分學(xué)者將該方法引入到煤層地應(yīng)力、破裂壓力計算中來[19-20]，但效果并不理想。其方法是先計算地層壓力，垂向應(yīng)力、最大最小水平主應(yīng)力等巖石力學(xué)參數(shù)后，進而計算地層破裂壓力[15-16]：

通常情況下，H=3h、將式(3)、式(4)代入式(2)，整理得到：

式中：F為破裂壓力，MPa；v為垂向應(yīng)力，MPa；H、h、w分別為最大、最小和水平主應(yīng)力，MPa；為彈性模量，GPa；為泊松比；P為地層壓力，MPa；H、h為構(gòu)造應(yīng)力系數(shù)；Δ、Δn分別為壓實線聲波時差和實測聲波時差，μs/304.8 mm；t為抗張強度，MPa。

由式(5)可知，地層壓力是聲波時差函數(shù)，煤層本身超高聲波時差(并非由孔隙和孔隙流體引起)導(dǎo)致煤層地層壓力計算值過高。由式(3)、式(4)、式(6)可知，破裂壓力與地層壓力正相關(guān)，過高的地層壓力會直接影響地應(yīng)力和破裂壓力的計算。因此，對于煤層這種特殊儲層，測井巖石力學(xué)計算方法需要進一步改進。

本文通過研究分析現(xiàn)場壓裂施工情況，結(jié)合前人研究[21-22]發(fā)現(xiàn)，煤體結(jié)構(gòu)直接影響煤層破裂壓力的大小，這為煤層破裂壓力預(yù)測提供了一種新的途徑。

A1井煤體結(jié)構(gòu)為碎裂結(jié)構(gòu)–糜棱結(jié)構(gòu)，其破裂壓力較高(32 MPa)，A2井煤體結(jié)構(gòu)為原生結(jié)構(gòu)–碎裂結(jié)構(gòu)，其破裂壓力較低(13 MPa)(破裂壓力由圖4中套壓曲線讀取。為統(tǒng)一不同深度、不同井的可對比性，將破裂壓力轉(zhuǎn)化為破裂壓力梯度，進而可以系統(tǒng)地分析其與煤體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。

由圖4發(fā)現(xiàn)，煤層含有糜棱及碎粒結(jié)構(gòu)煤時(圖4b)，對應(yīng)的破裂壓力均會升高。針對這一現(xiàn)象，建立煤層破碎指數(shù)：即糜棱結(jié)構(gòu)及碎粒結(jié)構(gòu)煤層厚度占煤層總厚度比，由于所有煤層本身均存在裂隙，所以煤層均存在一定破碎，故全≥5%。

=(m+b)/(7)

c=g×/100 (8)

式中：c為破裂壓力，MPa；g為破裂壓力梯度，MPa/hm；m、b分別為煤層中糜棱煤厚度和碎粒煤厚度，m；為煤層總厚度，m。

通過對該區(qū)已壓裂井的破裂壓力梯度與煤層破碎指數(shù)(表5，圖5)進行分析研究，并利用圖5中的擬合公式計算了13口參數(shù)井的破裂壓力，計算結(jié)果與真實施工破裂壓力的相對誤差2.5%~16.1%，平均誤差8%(表5)。由表中可以看出，基于煤體結(jié)構(gòu)的煤層破裂壓力預(yù)測方法效果較好。這種方法可有效解決同一地區(qū)、同一煤層不同井間、不同深度煤層的破裂壓力梯度差異較大問題。

圖5 破碎指數(shù)與破裂壓力梯度關(guān)系

表5 煤體破碎指數(shù)與煤層破裂壓力關(guān)系

為進一步驗證該方法的準(zhǔn)確性，對研究區(qū)內(nèi)2口待壓裂井的煤層破裂壓力進行預(yù)測。B1井：煤層埋深1 004 m，煤體結(jié)構(gòu)差，煤層破碎指數(shù)=66.8%，預(yù)測破裂壓力37.1 MPa；B2井：煤層埋深1 202 m，煤體結(jié)構(gòu)好，破碎指數(shù)=5%，預(yù)測破裂壓力20.7 MPa。跟蹤2口井壓裂施工情況，其真實施工破裂壓力分別為35 MPa和20 MPa，與預(yù)測破裂壓力誤差較小(圖6)。

利用煤體結(jié)構(gòu)評價、煤層破裂壓力預(yù)測結(jié)果，可有效為壓裂射孔優(yōu)選、壓裂規(guī)模、造縫模擬、加砂規(guī)模等儲層改造優(yōu)化提供有力支撐[23-24]。

3 結(jié)論

a. 引入取心率、連續(xù)心長等參數(shù)用于表征煤體結(jié)構(gòu)，并對地質(zhì)強度因子GSI法進行優(yōu)化，進而利用多元線性回歸方法建立了適用于壽陽區(qū)塊的煤體結(jié)構(gòu)定量評價方法，測井解釋符合率86.3%。

b. 在煤體結(jié)構(gòu)評價的基礎(chǔ)上，建立煤層破碎指數(shù)與破裂壓力梯度關(guān)系法，預(yù)測破裂壓力相對誤差2.5%~16.1%，平均相對誤差8%，為煤層破裂壓力預(yù)測提供了新的途徑。

c. 煤體結(jié)構(gòu)評價及破裂壓力預(yù)測方法可以為煤層氣勘探開發(fā)及壓裂施工優(yōu)化提供有力支持。研究成果對沁水盆地高煤階煤層適用性較好，其他區(qū)塊及類似煤層有待進一步研究。

[1] 陳健杰，江林華，張玉貴，等. 不同煤體結(jié)構(gòu)類型煤的導(dǎo)電性質(zhì)研究[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù)，2011，39(7)：90–93. CHEN Jianjie，JIANG Linhua，ZHANG Yugui，et al. Study on coal conductive properties of different coal structure[J]. Coal Science and Technology，2011，39(7)：90–93.

[2] 陳躍，湯達禎，許浩，等. 應(yīng)用測井資料識別煤體結(jié)構(gòu)及分層[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2014，42(1)：19–23. CHEN Yue，TANG Dazhen，XU Hao，et al. Application of logging data in recognition of coal structure and stratification[J]. Coal Geology & Exploration，2014，42(1)：19–23.

[3] 倪小明，陳鵬，李廣生，等. 恩村井田煤體結(jié)構(gòu)與煤層氣垂直井產(chǎn)能關(guān)系[J]. 天然氣地球科學(xué)，2010，21(3)：508–215. NI Xiaoming，CHEN Peng，LI Guangsheng，et al. Relations between productivity of CBM vertical wells and coal structure in Encun mine field[J]. Natural Gas Geoscience，2010，21(3)：508–215.

[4] 李廣生，孫明闖，史小衛(wèi)，等. 基于地質(zhì)強度因子的煤體結(jié)構(gòu)精細(xì)描述[J]. 中州煤炭，2015(7)：121–124. LI Guangsheng，SUN Mingchuang，SHI Xiaowei，et al. Fine description of coal structure based on geological strength index[J]. Zhongzhou Coal，2015(7)：121–124.

[5] 馬國棟，陳同俊，崔若飛. 測井曲線識別構(gòu)造煤實例研究[J]. 地球物理學(xué)進展，2017，32(3)：1208–1216. MA Guodong，CHEN Tongjun，CUI Ruofei. Identification of tectonically deformed coal using well logs：A case study[J]. Progress in Geophysics，2017，32(3)：1208–1216.

[6] 侯月華，姚艷斌，楊延輝，等. 基于對應(yīng)分析技術(shù)的煤體結(jié)構(gòu)判別：以沁水盆地安澤區(qū)塊為例[J]. 煤炭學(xué)報，2016，41(8)：2041–2049. HOU Yuehua，YAO Yanbin，YANG Yanhui，et al. Discriminate method of coal structure based on correspondence analysis technology：Acase study in the Anze area，Qinshui basin[J]. Journal of China Coal Society，2016，41(8)：2041–2049.

[7] 李廣生，孫明闖，史小衛(wèi)，等. 基于地質(zhì)強度因子的煤體結(jié)構(gòu)精細(xì)描述[J]. 中州煤炭，2015(7)：121–124. LI Guangsheng，SUN Mingchuang，SHI Xiaowei，et al. Fine description of coal structure based on geological strength index[J]. Zhongzhou Coal，2015(7)：121–124.

[8] 謝學(xué)恒，樊明珠. 基于測井響應(yīng)的煤體結(jié)構(gòu)定量判識方法[J]. 中國煤層氣，2013，10(5)：27–29. XIE Xueheng，F(xiàn)AN Mingzhu. Quantitative identification of deformed coals based on logging response[J]. China Coalbed Methane，2013，10(5)：27–29.

[9] 陶傳奇，王延斌，倪小明，等. 基于測井參數(shù)的煤體結(jié)構(gòu)預(yù)測模型及空間展布規(guī)律[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù)，2017，45(2)：173–177. TAO Chuanqi，WANG Yanbin，NI Xiaoming，et al. Prediction model of coalbody structure and spatial distribution law based on logging parameters[J]. Coal Science and Technology，2017，45(2)：173–177.

[10] 杜國峰，郭大立，薛玲，等. 煤層地應(yīng)力及破裂壓力解釋技術(shù)[J]. 大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2014，33(6)：171–174. DU Guofeng，GUO Dali，XUE Ling，et al. Interpreting techniques of the terrestrial stress and fracture pressure for coal beds[J]. Petroleum Geology and Oilfield Development in Daqing，2014，33(6)：171–174.

[11] 李劍，劉琦，熊先鉞，等. 渭北區(qū)塊煤體結(jié)構(gòu)測井評價及其在射孔段優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2017，45(6)：54–59. LI Jian，LIU Qi，XIONG Xianyue，et al. Evaluation of coal structure by logging and its application in optimization of perforation section of coal reservoir in Weibei block[J]. Coal Geology & Exploration，2017，45(6)：54–59.

[12] 倪小明，蘇現(xiàn)波，張小冬. 煤層氣開發(fā)地質(zhì)學(xué)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009NI Xiaoming，SU Xianbo，ZHANG Xiaodong. Coal bed methane development geology[M]. Beijing：Chemical Industry press，2009.

[13] 張許良，單菊萍，彭蘇萍. 地質(zhì)測井技術(shù)劃分煤體結(jié)構(gòu)探析[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù)，2009，37(12)：88–92.ZHANG Xuliang，SHAN Juping，PENG Suping . Discussion and analysis on geological logging technology applied to divide coal mass structure[J]. Coal Science and Technology，2009，37(12)：88–92.

[14] 姜波，秦勇，葉詩忠，等. 用測井曲線劃分煤體結(jié)構(gòu)和預(yù)測煤儲層滲透率[J]. 測井技術(shù)，2003(2)：140–143. JIANG Bo，QIN Yong，YE Shizhong，et al. Classification of coal structure and prediction of coal reservoir permeability by logging curve[J]. Logging Technology，2003(2)：140–143.

[15] HOEK E，BROWN E T. Practical estimates of rock mass strength[J]. Int. J. Rock Mech. Min. Sci.，1997，34(8)：1165–1186.

[16] BIENIAWSKI VON PREINL Z T，TAMAMES B C，F(xiàn)ERNáNDEZ J M G，et al. Rock mass excavability indicator：New way to selecting the optimum tunnel construction method[J]. Tunnelling and Underground Space Technology，2006，21：237.

[17] HOEK E. KAISER P. K. Support of underground excavation in hard rock[M]. Rotterdam：Balkema，1995：99–105.

[18] 魏迎春，閔洛平，常東亮，等. 基于測井資料的臨汾區(qū)塊煤體結(jié)構(gòu)識別及其分布規(guī)律[J]. 中國煤炭，2017，44(4)：35–40. WEI Yingchun，MIN Luoping，CHANG Dongliang，et al. Structure identification and distribution regularities of coal in Linfen block based on well logging data[J]. China Coal，2017，44(4)：35–40.

[19] 邢力仁，柳迎紅，王存武，等. 基于測井信息的煤層氣地區(qū)地應(yīng)力預(yù)測與綜合評價[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù)，2018，46(10)：216–221.XING Liren，LIU Yinghong，WANG Cunwu，et al. Geostress prediction and comprehensive evaluation based on logging information in coalbed methane block[J]. Coal Science and Technology，2018，46(10)：216–221.

[20] 陳勉. 頁巖氣儲層水力裂縫轉(zhuǎn)向擴展機制[J]. 中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2013，37(5)：88–94. CHEN Mian. Re-orientation and propagation of hydraulic fractures in shale gas reservoir[J]. Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science)，2013，37(5)：88–94.

[21] 趙立強，劉飛，王佩珊，等. 復(fù)雜水力裂縫網(wǎng)絡(luò)延伸規(guī)律研究進展[J]. 石油與天然氣地質(zhì)，2014，35(4)：562–569. ZHAO Liqiang，LIU Fei，WANG Peishan，et al. A review of creation and propagation of complex hydraulic fracture network[J]. Oil & Gas Geology，2014，35(4)：562–569.

[22] 賈奇峰，倪小明，趙永超，等. 不同煤體結(jié)構(gòu)煤的水力壓裂裂縫延伸規(guī)律[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2019，47(2)：51–57. JIA Qifeng，NI Xiaoming，ZHAO Yongchao，et al. Fracture extension law of hydraulic fracture in coal with different structure[J]. Coal Geology & Exploration，2019，47(2)：51–57.

[23] 嚴(yán)成增，鄭宏，孫冠華，等. 基于FDEM–Flow研究地應(yīng)力對水力壓裂的影響[J]. 巖土力學(xué)，2016，37(1)：237–246. YAN Chengzeng，ZHENG Hong，SUN Guanhua，et al. Effect of in-situ stress on hydraulic fracturing based on FDEM-Flow[J]. Rock and Soil Mechanics，2016，37(1)：237–246.

[24] 郭紅玉，蘇現(xiàn)波，夏大平，等. 煤儲層滲透率與地質(zhì)強度指標(biāo)的關(guān)系研究及意義[J]. 煤炭學(xué)報，2010，35(8)：1319–1322. GUO Hongyu，SU Xianbo，XIA Daping，et al. Relationship of the permeability and geological strength index(GSI) of coal reservoir and its significance[J]. Journal of China Coal Society，2010，35(8)：1319–1322.

High rank coal structure and log interpretation method of fracture pressure in Shouyang block

LI Songlin1, LI Zhongcheng2, WANG Lina2, DUAN Jing2, XIANG Nian1

(1. CNOOC Energy Technology-Drilling & Production Co., Tianjin 300452, China; 2. China United Coalbed Methane Corporation, Beijing 100022, China)

Coal structure and fracture pressure directly affect the engineering design and gas production effect of coalbed methane development. There are many evaluation methods of coal body structure, for the high rank coal in Shouyang block, the geological intensity factor(GSI) method has the best effect, but it has strong regional applicability; The heterogeneity of coal seam is very strong, and the prediction effect of fracture pressure is not ideal. In view of the above problems, the geological intensity factor method is optimized by introducing parameters such as coring rate and continuous coring length, and then a quantitative evaluation method for coal structure in this area is established. The results show that the accuracy of logging interpretation is 86.3%. At the same time, based on the evaluation of coal structure, the coal fragmentation index is introduced and the prediction formula of coal seam fracture pressure is established. The relative error between the calculated fracture pressure and the actual value is 2.5%-16.1%, and the average error is 8%. The prediction method of coal structure and fracture pressure is suitable for high rank coal in Qinshui basin, and it can provide strong support for CBM exploration, development and fracturing.

logging curve; coal structure; geological intensity factor; coalbed crushing index; fracture pressure

請聽作者語音介紹創(chuàng)新技術(shù)成果等信息，歡迎與作者進行交流

P618.11；TE377

A

10.3969/j.issn.1001-1986.2020.06.020

1001-1986(2020)06-0146-09

2020-07-15；

2020-10-15

國家科技重大專項項目(2017ZX05064)

National Science and Technology Major Project(2017ZX05064)

李松林，1986年生，男，天津市人，碩士，工程師，從事測井處理解釋及研究工作. E-mail：lisl4@cnooc.com.cn

李松林，李忠城，王利娜，等. 壽陽區(qū)塊高階煤煤體結(jié)構(gòu)及破裂壓力測井解釋方法[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2020，48(6)：146–154.

LI Songlin，LI Zhongcheng，WANG Lina，et al. High rank coal structure and log interpretation method of fracture pressure in Shouyang block[J]. Coal Geology & Exploration，2020，48(6)：146–154.

(責(zé)任編輯 范章群)