煤层气储层测井评价方法及其应用

章　　煤层气储层地质特征分析第（据等修改，

自，其中，俄罗斯、中国和美国等根据国内外大量的煤田与油气勘探开发工作可知，地球上的煤层中蕴藏着丰富的煤层气资源。据估算，世界上主要产煤国的煤层气资源约为（

国的煤层气资源潜力最大（见表

表世界上几个主要产煤国煤炭与煤层气资源数据表世纪年代以来，人们深刻认识到合理开发与利用煤层气，不仅能够解决煤矿开采中瓦斯爆炸问题，而且还可以为人类提供一种洁净能源。因此，对煤层气的勘探开发已经引起国内外的广泛重视，而且相继开展了相关的勘探开发研究工作。目前美国等西方国家已开始商业性开发，我国也已进行了相关的勘探开发工作。因此，关于煤层气储层地质和储集特征等方面已取得了

许多可喜成果，下面就介绍有关这方面的研究成果。

其主要成分是煤层气就是指在煤层内产生和赋存的天然气煤层气储集特征和产出机理

℃时，腐植型干酪根受厌氧微生

），约占甲烷以上，又称煤层甲烷煤层吸附气或煤层瓦斯，它是煤层气的一种，是一种非常规天然气。煤层气与常规天然气最大不同点就在于煤岩既是它的储集岩又是生气原岩，它是煤层煤化作用的结果。煤的储集性和煤中天然气的储集是整个成煤作用过程的结果。因此，在研究煤层气储集和产出机理时应首先简述一下成煤作用过程；其次，讨论煤化作用与煤层气形成的关系；最后，讨论煤层气的储集和产出机理。

煤化作用与煤层气的形成

个阶高等植物经化学作用和热演化作用形成煤一般要经历段，即泥炭化、成岩和变质（煤化）阶段。植物遗体在有水存在和微生物参与下经分解化合等复杂生化过程形成泥炭，然后被覆盖，在温、压影响下，经过压实、脱水、胶结成岩，逐渐固结成褐煤；随着温度和压力的继续增高，煤内部分子结构和物化性质作有规律的变化，褐煤就变成烟煤、无烟煤。

煤化作用的结果除形成煤之外，还形成了甲烷、二氧化碳、氮气和水等产物。由此可见，煤既是生气原岩，又是煤层气的储集岩。甲烷的产生有两种机制：生物成因和热成因。早期阶段（成岩作用）煤层埋藏浅，在温度低于℃以上时，开始热降

物的降解作用生成气体，称为降解型煤层气（仅占煤层气的；埋深增加或地温增加而使温度达到℃左右，解的生气过程，随着煤的变质加深，在温度达到

气体大量生成，与常规天然气和石油生成门限温度基本相似，此时的镜煤反射率在

号，镜煤反射率量约占从以上褐煤到无烟煤总产量的生成，至无烟煤煤层气的储集方式天然气。这些气体煤化过程中每吨成熟煤大约可生产

一部分扩散进入大气层，另一部分运移到煤层附近的其他岩层，形成常规天然气藏，剩余的则残留在煤层中称为煤层气。常规天然气主要是呈游离和溶解状态存在于储层中（例如，砂岩和灰岩），而之间（肥煤到焦煤阶段），生成的气。之后气体仍在继续

，逐步停止生气。

）。其表面有大量过剩自由能。固体表面煤层气除少量以游离态和溶解态存在外，以上是以分子状态呈单分子层吸附在煤的表面上。也就是说，储集在煤层中的煤层气，绝大部分以单分子层的形式在压力作用下吸附在微孔隙的内表面。是吸附在煤颗粒的表面上。一般认为，微孔隙中不为水所充填。在未降压解吸前，微孔隙中也几乎无游离气体。即在微孔隙中只有吸附气体。煤层通过吸附作用，比常规砂岩具有更高的储气能力。

煤比在生成甲烷的同时，凝胶化作用使煤以芳香核为基本单元的聚合体，致使煤成为具有大量内表面积的多微孔物体（每

表面积可达倍。分子的剩余力场能对碰到固体表面上来的气体分子产生吸引力，使得气体分子在固体表面上发生相对聚集，以减少剩余力场，降低固体表面能，使具有较大面积的固体变得较为稳定。因此，煤与同体积常规储集岩相比，其储集天然气的能力是它们的

煤层气的产出特点

基质界面上发生。解吸的气体通过由于煤层气是在压力作用下吸附的，所以当煤层的压力降低到一定程度时（对应的压力称为“临界解吸压力”），煤层中吸附的气体就与微孔隙内表面分离，称为“解吸”。由于割理中的压力降低，解吸作用也可在煤的割理的煤基质和微孔隙扩散进入裂缝网络中，再经网络流向井筒。

煤对甲烷吸附依靠的是范德华力。属物理吸附，是个阶段（见图

可逆过程，即在一定条件下，吸附的甲烷会与煤的内表面脱离进入游离相，这叫做煤层气的解吸。煤层甲烷气的解吸主要受压力控制，降低煤层内的压力，则可使吸附气解吸释放。煤层中维系甲烷吸附的压力是静水压力和气体压力。静水压力下的煤层气产出大致要经历）非饱和单相流动阶段。储层压力逐渐下降，

单相流动阶段。水从割理系统中进入井筒被排出，储层压力开始逐渐下降。两相流动阶段。甲烷已开始解吸，形成气泡，阻碍水的流动，水相相对渗透率下降，

但由于气泡是孤立的，尚未出现气体流动。

煤层甲烷产出的三个阶段（据杨建业等，

图着压力下降到一定程度和气体不断解吸，气饱和度提高，气泡互相连接，形成连续气流，气水同时进入井筒。

一旦两相流动开始，似乎有两种气体运移机理控制煤层甲烷气的运移。其一机理指游离气穿过裂缝和微孔隙体系的流动；其二机理指气体穿过固体煤的微孔隙空间的扩散流动。从根本上讲，是压差，即井眼与地层之间的压差值直接控制气的解吸与扩散。美国两个主要煤层气田圣胡安气田和黑勇士气田目前均是通

过排水降压达到产气目的。

煤层气为自生自储式非常规天然气。因此，控制煤层储集性控制煤层气富集的主要因素

，中低挥发分烟煤（镜煤反射率能的主要因素是煤岩性质、煤岩储集空间发育程度、煤层埋藏深度、煤层厚度及地质构造和圈闭条件的优劣等等。

煤岩性质对煤层气富集的影响

煤岩性质对煤层气富集的影响主要表现在煤岩三大组分，即镜质组、壳质组、惰性组的产气能力的差别。研究表明，壳质组产无烟煤阶段，镜质组惰性组。产烃气的比率在焦煤瘦煤），不同组分的吸附也有人研究认为镜质组产气略大于壳质组，原因是镜质组分气态烃产率较高，而壳质组所有成分产气能力各有不同。另外，从对甲烷的吸附能力看，一般认为煤的吸附能力随煤阶的增高而增加，在烟煤阶段（长焰煤

号变质阶段，显微组分的组能力变化是：惰性组（具有胞腔结构而无充填物的丝质体）＞镜质惰性组（无结构丝质体）；在无烟煤

吸附能力是镜质组＞惰性组。壳质组在三个组分中吸附能力最低。

以煤阶来分析，美国的研究与实践表明，煤化过程生气量较大的煤阶，一般储气量也较大（表

气能力

大致为实际的研究认为从长焰煤到无烟煤，总趋势是煤层甲烷含量随煤和我国煤炭系统通过分析矿井瓦斯分布和。从脱气试验结果看，中低挥发分烟煤的解吸量最高，分别是

和

）的生气量最大，分别为不同煤层的气体生成量数据表

表

。裂缝孔隙的主

图）的生化程度增高而增加，其中焦煤到无烟煤

，这

产量最大，实测长焰煤到无烟煤的解吸量为

与国外的研究结果基本一致。

煤岩储集空间对煤层气储集的影响煤岩中孔隙分为两种，一种是基岩孔隙，第二种是裂缝孔隙。因此煤层是具有双重孔隙结构的储集层，见图煤层双重孔隙结构示意图

要部分是指其内生裂隙，特称为割理。它是煤化作用过程中，由于煤层脱水，干化收缩，而产生的大致互相垂直的两组微裂隙。主要的一组可以延伸较远（可达几百米），称为“面割理”；次要的一组只发育于两条面割理之间，称为“端割理”。这两组割理与煤层层面正交或陡角相交。割理是很细微的裂缝，其张开度一般以微米计。裂缝孔隙将煤分为许多块，称基岩块。基岩孔隙和割理在煤层气的储集和产出中起的作用不同。割理在储集气方面作用不大，它主要作用在于提高煤层气的采收率。割理密度与煤阶的变化有关，从长焰煤到中低级挥发分烟煤，割理密度不断增加，到无烟煤有减少的趋势。割理在富含镜质组的煤岩中相对较发育，垂直层理小裂缝发育是镜质组煤的特点。割理主要是煤化作用中产生的

内部收缩裂缝，此外局部构造应力也可引起裂缝，前者叫内生割

条割理，长焰煤只有几条，无烟煤少于内有，对煤的的那部分孔）以理，后者叫外生割理。以煤阶而论，焦煤的内生割理最发育，度低于条，此外密（取决于灰分含量）的煤有利于割理发育。另外，煤层中还有构造形成的较大的裂隙，如断裂、褶皱、压实等引起的。

一般认为，未开采前的原地裂缝中，不含有气体，因此与含气量无关。这些裂隙、孔隙只是流体流动的通道，只与渗透率有关。

基质孔隙是指煤层被大致互相垂直的面割理和端割理划分成，中孔（小块体中的孔隙。在这些基质块体中发育着孔洞孔隙，按直径大小划分为大孔（）和微孔（小于孔隙喉道大小研究表明，孔隙容积主要与中孔无关，而孔隙的内表面积主要与微孔有关。基质孔隙是吸附气体的主要场所，与含气量有关，基质块体可认为是供给裂隙系统的气源。这样，煤层的全部介质就以三个相互作用的系统为特征：煤颗粒、孔隙和割理。

维索之基岩孔隙是煤层气储集的主要空间。前苏联学者

茨基认为煤吸附甲烷最有效的孔隙半径在（

间的孔隙体积占总，若再加上（间，压汞试验表明，煤半径在（

体积的号（隙，则比例就更大。但是并非所有不同变质程度（煤阶）、不同显微组分的煤对甲烷都具有同等程度的吸附能力，实验证明，从褐煤到无烟煤，基岩的有效孔隙不断增加，到无烟煤

后，有效吸附孔隙有所降低。

从煤的显微组分看，惰质组和镜质组的有效吸附孔隙都比较发育，而壳质组的有效吸附孔隙相比之下显得不太发育。此外，实验证明煤中无机矿物（粘土矿物和黄铁矿等）含量增高，灰分增高，有效吸附孔隙则减少，不利于煤层气的储集。

煤层埋深、圈闭类型与煤层气的储集

以上，煤层甲烷的随着煤层埋深加大，地层温度增加，一方面煤的变质程度增加，生气量加大，另一方面封闭条件变好，煤层中甲烷气体分压增加，煤的吸附能力变大，煤层对甲烷的保存量在一定压力范围内显

著增加。全煤脱气实验结果表明，埋深在

煤层气储层参数及评价概论

深度内平均含量为

，埋深在量为的煤层甲烷平均含气。但是当达到一定深度以后，煤层甲烷含量不再为以上为瓦斯风化带，煤层埋深的函数，因为地温升高，导致煤层对甲烷的吸附能力下降。就我国情况而言，煤层含气量除受埋深影响外，煤阶的变化是其主导因素。一般的煤的演化程度好，有煤层吸附气的大量聚集。

，而活动区仅用

煤层气藏与常规天然气藏不同，它是一种特殊的压力圈闭气藏，可以分为水压圈闭和气压圈闭两种类型。水压圈闭是目前形成大型煤层气田的主要圈闭形式。水填充在煤层的割理中，并有足够的静水压力，使吸附气不能解吸而得以保存。因为一般情况下，受重力影响，水向低处流，先聚集在构造低部位，向斜、单斜低部位是形成这类气藏的有利地区，也是勘探的主要方向。美国两大含煤盆地都在向斜、单斜低部位形成大的煤层气田就是很好的证明。气压圈闭气藏，填充在煤层割理空间的若为气体，则气体达到足够压力时，同样使煤层中的吸附气不能解吸，无法向割理运移，因而得以保存。因此，气压圈闭必须在煤层之上有比较好的不渗透层。其形成机理同一般气藏相似，不同的是其储层为煤层，储集空间为微孔隙。从地质构造总体分析上看，在构造相对稳定的沉积盆地才能容易形成以上两种煤层气藏的圈闭形式。因此，大地构造稳定区是煤层气的主要保存地区。为此，美国在评价煤层气资源时，使用聚煤气系数，稳定区用为了经济合理地开采煤层气资源，必须了解煤层气储层的一些评价参数。这些评价参数主要包括如下几类：

煤层含气量。煤层总含气量应为解吸气量、逸散气量和残余气量之和。在井场用普通取芯工具钻取煤芯，当煤芯提出井口后，立即用密封罐采取煤样，利用解吸仪测定煤样中甲烷气随时间变化规律，求出解吸气量，根据提钻到采样过程中煤样暴露时间计

算采样过程中的逸散气量，然后在实验室将煤样粉碎并测定残余

）吸附理论描述甲烷的含气量为气量，上述

（种气量的总和除以煤样可燃质质量即得出气量。这只相当于实际含气量的下限值。目前美国采用密闭等压取芯测解吸量，比较接近实际含气量。此外通过吸附等温线可间接求得最大饱和含气量，通过含气量与煤阶、温度的关系以及用测井方法也可粗略估计出含气量。准确的含气量数据是煤层气评价中优先考虑的因素。如果含气量测定结果有误，就不能提供可靠的煤层气资源依据。

吸附特性实验参数。它是在实验室用静态容量法通过煤芯的等温吸附试验，用传统的兰氏（

吸附规律，记录不同压力下的吸附量，以求得煤的吸附等温线，同时得出解吸曲线以分析含气量和解吸压力。

煤样储层评价中往往通过吸附等温线求得的最大含气量（理论含气量）与井场解吸求得的实际含气量比较，以确定煤层是否被气饱和。因为在许多情况下，由于地壳上升剥蚀等原因，气体自然解吸或煤的组成变化不同，产生不同的重烃类，使得煤层没有饱和气，这对于确定开发方案是非常重要的。见图

，因为煤被甲烷饱和，当煤被钻穿

，储层压力为，则在现有储层压力后，钻孔压力开始下降，甲烷很快从基质中解吸出来。相反，煤样没有达到饱和含气量，含气量为

下（，甲烷不会解吸，

只有降低储层压力到

等温线上的关系（据杨建业等，图饱和气煤的含气量与储层压力在吸附

，富含镜煤的煤层；煤层的密度小于后，大量的气体才开始解吸。由此可见，吸附特性好的较低煤阶比低饱和度和兰氏压力高的煤阶更好。此外，就吸附等温线的形态分析，接近线性较陡的吸附等温线，对于提高甲烷产量更有利。

煤层物性参数。煤层物性参数通常指煤层的渗透率（包括绝对渗透率和相对渗透率）和孔隙度。煤岩渗透率主要是指煤岩裂隙的渗透率，它是决定储层气水流动的主要因素，也是煤层中最重要而难以测定的参数。除了通过岩芯测试外，还常常采用不稳定试井、测井和通过油藏模拟生产史谐配等方法求得。

，煤层气的开实验证明，煤层的渗透率只有大于

煤层埋深小于约采才能成功。具有较高渗透性的条件是：

煤阶

构造条件：褶皱轴的最裂隙或断裂发育部位。

，密度低的煤有利于割理发育；

大曲率点最有利于裂隙的发育；）来确定。其煤储集岩石学方面的参数，主要指煤阶、煤的显微组分、煤的显微硬度。煤阶通过测定煤中镜质组反射率（

余则用反光显微镜区分，同时亦可以求得割理宽度和密度。

煤岩工业分析参数，该类评价参数是指煤的固定碳、挥发分、灰分、水分，目的是对煤岩性能质量作出评价以及在储层评价中校正含气量。

其他储层评价参数，诸如煤层埋深、煤层厚度（有效厚度）、储层压力、温度、机械特性、水文特性及煤的资源量等参数亦是储层评价不可缺的资料。其中煤层厚度较为重要。一般认为煤单层厚度必须大于）公司采用清水，若太薄不利于甲烷保存及压裂构造。对于厚

煤层可用空腔完井的方法以降低生产成本。例如美国圣胡安盆地，煤的单层厚度达到几十米，除阿莫克（

加砂压设计外，其他公司均采用了空腔完井这一完井方法。

为了确定上述煤层特性评价参数，目前所使用的非测井方法主要包括岩芯、试井和定向取芯等。对于现行确定煤层特性的非。这几种方测井方法及相关事项见表据内部交流资料，

法可取得较准确的煤储层评价参数，但是它们只能得到局部数值，

煤层气储层与常规天然气砂岩储层的比较

确定煤层气储层评价参数的非测井方法

表而且具有方法费用高等不足。测井方法与非测井方法相比，不仅可以获得井及其周围各处的煤储层评价参数，而且是一类较为经济和快速的方法，因此，测井方法在煤储层评价中可发挥重要作用。

通过上面的讨论可以看出，煤层气储层是一种非常规天然气储层，它与常规天然气砂岩储层有明显的差异。例如，在储层岩石成分、生气能力、气源、储气方式、储气能力、储层物性、力学性质、以及开发等方面都有明显的差异，现将其不同的详细情况汇总，见表。因此为了有效评价煤层气储层，必须结合煤层气储层地质

地球物理特点开展有关煤层气储层的评价研究工作。

常规天然气砂岩储层与煤层气储层的比较表

（据钱凯等修改，续表

参考文献

煤层气藏的储集特征及储层评价西安地质学北京：石油工业出版社裂缝性油气藏测井解释模型与评价方法谭廷栋：

北京：地质出版社，

赵庆波，刘兵，姚超等编世界煤层气工业发展现状北京：石油工业出版社，

煤层甲烷气勘探开发理论与实验测试技术钱凯，赵庆波，汪泽成等编著郑州：河南科技出版社，煤层气译文集地矿部华北石油地质局编院学报，

杨建业，杜美利，苏小鹏等

章　　煤层气测井技术与储层

测井评价概论

引言

第由于煤层气工业的发展，煤层气资源的勘探开发已经引起国内外的广泛重视，并且相继开展了有关的勘探开发研究工作。我国目前已把煤层气资源的勘探开发作为能源发展的战略重点之一，并且，地矿、煤炭和石油三系统将联合开发煤层气资源，这预示着我国煤层气的勘探开发将进入一个新的发展时期。

章的讨论可知，煤层气储层与常规油理论研究和实际应用表明，地球物理测井技术具有方法种类多和较高的异常分辨率等特点，因此，它在煤层气资源的勘探开发中可发挥重要作用。由第气储层相比有明显的差异，其最大特点就是前者既是煤层气的储集层，又是它的生气源岩，并且煤层气储层包含了极为发育的自然裂隙。因此，煤层气储层具有包括基质孔隙和裂缝孔隙的双重孔隙结构。基于上述特点，必然导致其物性结构的非均质性和各向异性等特征，而且造成储层地质特征与测井响应之间的关系进一步复杂化，表现出更加明显的非线性特征以及给测井资料解释造成更大的困难和给解释结果带来更强的多解性、模糊性和不确定性。因此，国内外地球物理测井工作者紧密结合煤层气储层的特点，相继开展了有关的研究和探索，其研究范围包括了煤层气储层评价的地球物理测井数据采集技术和煤层气储层地球物理测井资料处理及解释技术（评价技术）两个方面。本章就煤层气储层评价的地球物理测井数据采集技术和煤层气储层地球物理测井评价技术等方面进行较详细地综合分析。并指出煤层气常用的测井系列

和测井评价的基本内容。

煤层气地球物理测井技术

利用测井方法提供的一些重要的储层性质信息

表专门为探测煤层气储集层而设计的，但是，经过近

多年的发展应用，基于石油测井数据采集技术和煤田测井数据采集技术，已经逐步形成了一门相对独立的测井技术

煤层气地球物理测井技术（简称煤层气测井技术）。煤层气测井技术的测井系列类似于其他测井技术，可以分为如下

种类型：为了进行煤层气储层性质、产能评价以及指导设计经济有效的煤层气完井和压裂措施等问题，地球物理测井技术可为其提供一些重要的储层性质信息（见表，因此测井技术在煤层气勘探开发中占有重要地位。尽管到目前为止，还没有一种测井方法是

套管井煤层气测井系列；

裸眼井煤层气测井系列；煤层气生产测井系列。

裸眼井煤层气测井系列选择合理的裸眼井煤层气测井系列对于整个煤层气勘探开发过程是至关重要的。根据国内外的大量生产实践和有关的理论研究都表明，为了进行煤层气（储层）识别和确定煤层厚度，

可采用如

电位测井和温度测井（见图和图下测井技术：

密度测井、高分辨率密度测井与岩性密度测井；

井径测量；

自然伽马测井；

双侧向、双感应、浅感应测井；

高分辨率感应测井（例如，相量感应测井、阵列感应测井等）。

为了进行煤岩工业分析、计算煤层气储层的（基质和裂缝）孔隙度、含气量、（基质和裂缝）渗透率和岩石力学参数等，除了使用密度测井、井径测量、自然伽马测井之外，可增加使用如下测井技术：

微电阻率测井；

双侧向测井、微球型聚焦测井；

）自然电位测井（

超热中子测井；

）补偿中子测井、中子）微电阻率扫描测井（

声波全波列测井、陈列声波测井；

（）地球化学测井（自然伽马能谱测井、铝测井等）；碳氧比）能谱测井；

）井下电视（

温度测井。

）和其中最常用的测井系列是密度测井、声波时差测井、自然伽马测井、电阻率测井和井径测量。例如，我国华北石油地质局数字测井站在其煤层气试验区，标定煤层所使用的最佳测井系列即为密度测井、声波时差测井、自然伽马测井、电阻率测井（

井径测量（）四种测井方法，其他辅助性测井包括自然

；辽河油田除使用上述基

和表本测井方法，还使用了补偿中子测井等；根据美国黑勇士煤层气田的测井实践，为了获得有关的煤储层信息，可以采用表

所示的测井系列。对比我国与美国的煤层气测井系列可以看出

两者使用的主要测井方法是基本类似的。

图

表美国黑勇士煤层气田所使用的裸眼勘探井测井系列华北柳林煤层气试验区井煤层气测井曲线（

华北柳林煤层气试验区井煤层气测井曲线（

美国黑勇士煤层气田所使用的裸眼开发井测井系列

图

表

套管井煤层气测井系列

从原则上讲，为了获得准确的煤系地层信息测量结果，应该尽可能进行裸眼井测井。如果条件不允许或者其他客观条件不能进行裸眼井测井，我们仍可以进行套管井测井，以便解决套管井煤层气储层评价以及井筒动态监测等问题。根据美国煤层气测井的实

煤和岩石的地球物理性质

践，为了解决套管井煤层气储层的识别，确定储层厚度以及检查水泥胶结情况等，可以采用如下测井技术：

密度测井、补偿中子测井、脉冲中子测井；

自然伽马测井、自然伽马能谱测井；

水泥胶结测井、声波变密度测井。

煤层气生产测井系列

煤层气生产测井是在煤层气井进入生产开发阶段之后，人们为了了解该阶段井筒流体的动态参数和井内环境故障情况等的一种测井组合。它是以测量流体动态参数为主，综合了工程测井和借鉴了勘探井中常用的一些测井方法组成的。目前，煤层气井最常用的生产测井技术包括如下几个方面：

流量测井（例如使用连续流量计）；

流体识别测井（例如使用压差密度计）；

温度测量；

）井下照相（

）其他。

煤层是煤层气产出和储存的场所，煤及其围岩的地球物理性质既是选择最佳煤层气综合测井方法的依据，也是正确进行煤层气储层地球物理测井资料处理与解释的基础。目前，在煤层气储层测井技术中常使用的煤岩地球物理性质主要有：密度、光电吸收指数、电阻率（电导率）、自然放射性（伽马总强度和伽马能谱）、中子孔隙度以及弹性波传播速度（声波时差）等。常见岩石和煤的地球物理性质见表

。煤层的密度在煤岩的密度是一个极为重要的物性参数。相对于一般岩石来说，煤具有明显的低密度特性（见表

之间，因之间，而一般岩石的密度却在此，煤与它的周围岩石相比有明显的密度差异。不仅如此，不同煤

阶的煤也有不同的密度，并且煤的密度与它的灰分之间还存在着

之间，其中无可知，煤的电阻率在表常见煤和岩石的地球物理性质

相当密切的线性关系，这就为利用密度测井信息确定煤阶和计算煤岩的灰分奠定了物性基础。

由表烟煤的电阻率最低。经研究表明，煤及其围岩的电性特征与煤化作用程度有着十分密切的关系。根据前苏联的研究结果，煤化作用（即由褐煤向烟煤、无烟煤的转化过程。）包括煤的成岩作用阶段和变质作用阶段。

在成岩作用阶段，煤的电阻率随煤化作用的加深而显著上升。在变质过程阶段，各种岩石的孔隙度均随埋深的增加而进一步减小，但不同粒度岩石的压实速度亦不相同。因此，在孔隙度曲线上显示出砂岩的孔隙度最小，泥岩的孔隙度最大，而粉砂岩介于其间。在密度曲线和弹性波传播速度曲线上，也有相应的关系。随埋深的增大，煤的围岩的电阻率进一步增高，且砂岩、粉砂岩、泥岩

在电阻率上的差别越来越大。岩石，特别是砂岩的电阻率明显增

煤层气储层测井评价的基本内容

加，是由于胶结作用使岩石的孔隙度进一步减小的缘故。

）的电阻率是所有牌号的煤中电阻率最高的。从瘦随着变质作用的加深，内在水分的减小，烟煤的电阻率越来越高。瘦煤

煤）开始，变质作用使煤中自由电子数量明显增多，故煤的电阻率急剧下降。无烟煤含有大量的自由电子，它的电子导电性良好，因此无烟煤的电阻率极低。

在通常情况下，矿物杂质的电阻率低于褐煤和烟煤有机质的电阻率，而高于无烟煤有机质的电阻率。因此，褐煤和烟煤的电阻率随灰分的增高而降低，无烟煤的电阻率则随灰分的增高而增大。

岩石和煤的自然放射性基本上不受成岩作用和变质作用的影响。在一般情况下，煤的自然放射性很低，而围岩的自然放射性则主要取决于地层中泥质含量的多少。

一般情况下，煤的自然放射性是很弱的。但是，由于矿物杂质的主要成分是粘土矿物，所以煤的自然放射性随灰分的增高而增强，表现出较好的线性关系。某些高灰分煤层甚至具有比围岩还要高的自然放射性。

煤层的声波时差明显高于围岩的声波时差，反映在测井曲线上十分清楚，因此，声波时差是煤层识别的重要的地球物理测井信息。

煤的性质除与煤化作用程度有关，还与煤岩成分，挥发分，特别是矿物杂质（灰分）的含量等因素有关。

根据煤层及甲烷的地球物理性质可知，煤层具有低密度、高声波时差、高中子孔隙度、高电阻率、低自然放射性等特征，但是直接利用地球物理测井信息识别煤层甲烷有一定难度。

煤层气储层测井评价概述

煤层气储层地球物理测井评价技术总体上可以分为煤层气储层定性识别技术、煤层气储层参数定量解释技术以及煤层气储层综合评价分析技术。其中煤层气储层参数定量解释技术是测井评价研究的

核心。关于煤层气储层参数，目前利用测井方法可以确定的储层参数

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