一种基于地球物理测井信息的构造煤预测方法

摘要

本发明涉及一种基于地球物理测井信息的构造煤预测方法，包括以下步骤：将煤芯煤体结构划分为多种类型，并确定各井各煤层煤芯的构造煤类型、深度和厚度；将各井的同类测井数据统一到相同刻度水平；进行煤芯深度‑测井深度的匹配归位；分别统计区内未破坏的原生煤的多个测井参数的标准值；引入相对结构指数RCSI；引入构造煤流体侵入指示参数RLM；确定不同类型构造煤的RCSI、RLM的定量取值门槛；计算RCSI和RLM曲线，进行构造煤的厚度解释；计算每口井中不同煤层原生煤和碎裂煤的占厚比，勾绘等值线图，对构造煤的发育区进行解释和评价。本发明可大大降低对解释人员的经验要求，实现对构造煤简便快速、准确的自动化解释预测，可以很好地满足实际应用的需要。

说明书

技术领域

本发明属于构造煤预测技术领域，具体涉及一种基于地球物理测井信息的构造煤预测方法。

背景技术

获取煤体构造变形信息的主要方法包括：矿井下煤壁观测、钻井取芯、地球物理测井曲线判识3种。煤矿井下观察多局限在浅部煤层，无法获得中、深部煤层的结构破坏信息；取芯井的数量有限，且取芯率不一，难以获得构造煤的发育程度及其分布特征全貌；测井曲线可完整记录钻孔揭露的煤层的多种物理信息，是目前最经济、有效判识煤层气开发井内煤体结构的方法。

然而，构造煤在测井曲线上有很多异常响应，主要表现为低电阻率、低密度、高声波时差、井径扩大等，其中尤以构造煤相对低电阻率异常响应特征的应用最为广泛。总的来看，目前在构造煤测井响应异常解释中关注的是各个指示参数绝对量的大小，而不是煤体结构发生变化后与原生煤相应参数相对量的变化，因而在很多情况下依赖于解释人员，受专业水平和经验等人为的因系影响较大；在定性判识过程中，需要结合多个参数曲线，必须逐井逐层解释，效率很低；此外，由于未考虑钻开煤层后不同类型构造煤的变形及其泥浆滤液的流体交换作用，电阻率法判识构造煤的标准差异较大；各区块之间的定量解释参数和量化标准不一，需要结合各区块的实际数据条件，建立相应的地区经验公式。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可避免出现上述技术缺陷的基于地球物理测井信息的构造煤预测方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

一种基于地球物理测井信息的构造煤预测方法，包括以下步骤：

步骤1)将煤芯煤体结构划分为多种类型，并确定各井各煤层煤芯的构造煤类型、深度和厚度；

步骤2)采用预处理方法，消除系统误差，将各井的同类测井数据统一到相同刻度水平，实现井间测井数据的可靠对比；

步骤3)采用煤灰分-自然伽玛相关的方法，进行煤芯深度-测井深度的匹配归位；

步骤4)分别统计区内未破坏的原生煤的多个测井参数的标准值；

步骤5)引入相对结构指数RCSI；

步骤6)引入构造煤流体侵入指示参数RLM；

步骤7)对归位后煤芯的构造煤类型与RCSI、RLM两个参数做交汇分析，确定不同类型构造煤的RCSI、RLM的定量取值门槛；

步骤8)计算RCSI和RLM曲线，进行构造煤的厚度解释；

步骤9)计算每口井中不同煤层原生煤和碎裂煤的占厚比，勾绘等值线图，对构造煤的发育区进行解释和评价。

进一步地，在步骤1)中，将煤芯煤体结构划分为原生煤、碎裂煤、碎粒煤、碎粉煤四种类型。

进一步地，在步骤3)中，进行煤芯深度-测井深度的匹配归位的方法包括以下步骤：

步骤一：将灰分值按取芯深度与自然伽玛曲线叠置；

步骤二：对样点只做整体的平移，或者是在不改变样点的相对位置关系的情况下，对单个或多个样点进行移动；

步骤三：确定灰分极值及其对应的测井深度；

步骤四：按照高灰分的样点对应高自然伽玛值、低灰分对应低自然伽玛值的原则，确定样点位置。

进一步地，所述相对结构指数RCSI的计算公式为：

其中，R_cal为煤样井径平均值与给定标准井径值之比；R_den为煤样补偿密度平均值与给定标准密度值之比；R_imp为煤样波阻抗平均值与给定波阻抗标准值之比。

进一步地，在步骤7)中所确定的不同类型构造煤的RCSI、RLM的定量取值门槛分别为：碎裂煤：RCSI＜125and RLM＜15；碎粉煤：50＜RCSI＜145 and 15＜RLM＜110；糜棱煤：RCSI＞160or RLM＞200。

本发明提供的基于地球物理测井信息的构造煤预测方法，通过构建相对结构指数和相对电阻率变化指数，进行构造煤测井定性判识和半定量解释，可大大降低对解释人员的经验要求，实现对构造煤简便快速、准确的自动化解释预测，可以很好地满足实际应用的需要。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于地球物理测井信息的构造煤预测方法，包括以下步骤：

(1)利用煤层气或煤矿的钻井取芯成果，根据其形状、裂隙、割理等指标将煤芯煤体结构划分为原生煤、碎裂煤、碎粒煤、碎粉煤四种类型，并确定各井各煤层煤芯的构造煤类型、深度和厚度；

(2)在优选井的基础上，以厚度5m以上的海相泥岩和灰岩层为标准层，可采用直方图和趋势面等预处理方法，消除由于不同施测时间、施工单位和不同类型仪器测量而造成的系统误差，将各井的同类测井数据统一到相同刻度水平，实现井间测井数据的可靠对比；

(3)采用煤灰分-自然伽玛相关的方法，进行煤芯深度－测井深度的匹配归位；匹配归位方法包括以下步骤：

步骤一：将灰分值按取芯深度与自然伽玛曲线叠置；

步骤二：对样点只做整体的平移，或者是在不改变样点的相对位置关系的情况下，对单个或多个样点进行移动；

步骤三：确定灰分极值及其对应的测井深度，其中：灰分低于10％，GR响应在12-25API之间；灰分大于40％，对应的GR响应在120API以上；灰分值的范围10％-20％、20％-30％分别对应的自然伽玛响应为30-40API、80-100API；

步骤四：按照高灰分的样点对应高自然伽玛值、低灰分对应低自然伽玛值 的原则，确定样点位置；

(4)分别统计区内未破坏的原生煤的密度、声波时差、井径、波阻抗等测井参数的标准值；

(5)引入相对结构指数RCSI(Relative Coal Structure Index)，其计算公式为：

其中，RCSI为相对结构指数，表示相对于原生结构的波阻抗、密度、井径等测井响应的物的变化量；R_cal为煤样井径平均值与给定标准井径值之比；R_den为煤样补偿密度平均值与给定标准密度值之比；R_imp为煤样波阻抗平均值与给定波阻抗标准值之比；

(6)引入构造煤流体侵入指示参数RLM，即深测向与微球型聚焦电阻率的比值：RLLD/RMSFL；

(7)对归位后煤芯的构造煤类型与RCSI、RLM两个参数做交汇分析，确定不同类型构造煤的RCSI、RLM的定量取值门槛；如：不同类型构造煤的RCSI、RLM的定量取值门槛分别为：碎裂煤：RCSI＜125and RLM＜15；碎粉煤：50＜RCSI＜145and 15＜RLM＜110；糜棱煤：RCSI＞160or RLM＞200；不同区域、煤类具体门槛值会有变化；(8)计算RCSI和RLM曲线，根据上述定量解释标准，进行构造煤的厚度解释；

(9)计算每口井中不同煤层原生煤和碎裂煤的占厚比(原生煤和碎裂煤厚度之和与煤层总厚度的比值)，勾绘等值线图，对构造煤的发育区进行解释和评价。

本发明提供的基于地球物理测井信息的构造煤预测方法，通过构建相对结构指数和相对电阻率变化指数，进行构造煤测井定性判识和半定量解释，可大大降低对解释人员的经验要求，实现对构造煤简便快速、准确的自动化解释预测，可以很好地满足实际应用的需要。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。