一种利用测井资料计算机自动快速划分煤阶类型的方法

摘要

一种利用测井资料计算机自动快速划分煤阶类型的方法，先选择不同煤阶类型的敏感性测井参数：再利用充分利用声波时差、补偿密度、补偿中子和电阻率来构建视波阻抗、补偿中子增大系数及电阻率差异指数四种组合测井参数：然后建立三维煤阶类型识别图版，再建立煤阶类型判别方程，最后识别煤阶类型；本发明基于煤岩的自然伽马、自然电位、电阻率、声波时差、补偿密度及补偿中子等测井资料，在分析不同煤阶类型的敏感性测井参数的基础上，建立煤岩视波阻抗、补偿中子增大系数、电阻率差异指数等组合测井参数，并以此组合测井参数构建了三维煤阶类型识别图版，程序化该图版进而划分煤阶类型，将为煤矿安全开采和煤层气开发提供钻孔测井技术支持。

权利要求

1.一种利用测井资料计算机自动快速划分煤阶类型的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、不同煤阶类型的敏感性测井参数选择：利用实验室分析化验鉴定的煤阶类型，在煤岩心归位的基础上，提取分析化验的不同煤阶类型所对应的自然伽马、自然电位、电阻率、补偿中子、声波时差及补偿密度测井数据，对其上述六种测井参数两两交会，制作煤阶类型两测井参数交会图，由此组交会图得出，自然电位、自然伽马识别煤阶类型效果差，声波时差、补偿密度、补偿中子和电阻率均能识别煤阶类型；

步骤二、建立组合测井参数：充分利用声波时差、补偿密度、补偿中子和电阻率来构建视波阻抗、补偿中子增大系数及电阻率差异指数三种组合测井参数：RC＝LOG(RLLD-RLLDS)                 (3)式中：Z为煤岩的视波阻抗，无量纲；DEN为地层的密度，g/cm3；Δt为地层的声波时差，μs/m；NC为煤岩的补偿中子增大系数，无量纲；CNL、CNLS分别为煤岩的补偿中子值、顶底板的补偿中子值，％；RC为电阻率差异指数，无量纲；RLLD、RLLDS分别为煤岩的电阻率和顶底板的电阻率，Ω·m；

步骤三、建立三维煤阶类型识别图版：采用上述步骤二构建的相对视波阻抗、补偿中子增大系数及电阻率差异指数来构建三维煤阶类型识别图版；

步骤四、煤阶类型判别方程建立：基于步骤三所构建的三维煤阶类型识别图版，以不同煤阶类型间的中点为分界面，每个煤阶类型分界面对应一个方程，于是，上述三维煤阶类型识别图版可确定出七个判别方程，分别如下：Z＝0.34629-0.00097432×RC+0.01463×NC     (4)Z＝0.37225-0.01829×RC+0.042×NC             (5)Z＝0.33984+0.002×RC+0.02493×NC            (6)Z＝0.08079+0.07686×RC+0.03956×NC         (7)Z＝0.394-0.00824×RC-0.08756×NC             (8)Z＝0.24223+0.04762×RC-0.09047×NC         (9)Z＝0.23031+0.02505×RC+0.03576×NC      (10)步骤五、煤阶类型识别：根据煤岩的视波阻抗、补偿中子增大系数及电阻率差异指数确定的数据点落在上述七个判别方程的哪些界定区域，则可判定煤阶类型；若上述步骤二所示的组合测井参数计算模型、步骤四中的煤阶类型判别方程计算机程序化，挂接在测井处理解释平台上，便可实现煤阶类型的计算机自动处理划分。

说明书

一种利用测井资料计算机自动快速划分煤阶类型的方法

技术领域

[0001] 本发明属于煤矿、煤层气开采过程中的钻孔测井评价技术，特别涉及一种利用测井资料计算机自动快速划分煤阶类型的方法。

背景技术

[0002] 为了精准地划分煤阶类型，本发明的目的在于提供一种利用测井资料计算机自动快速划分煤阶类型的方法。现有的煤阶类型划分方法，多根据煤岩心实验室测试的镜质体反射率值来划分，或采用测井资料来计算煤岩的镜质体反射率来划分煤阶类型。由于煤岩心资料非常有限，实际生产中常用测井资料来划分煤阶类型。然而，由于煤岩的镜质体反射率受诸多地质因素影响，测井资料难以精准地计算煤岩的镜质体反射率。鉴于此，在实际应用中较为有限。为此，该领域的科技工作者将视角转向测井交会图上。对煤岩心进行镜质体反射率测量和归位，进而建立过不同煤阶的两测井参数交会图，但该法凸显了两参数难以精准划分煤阶类型等问题，此外该法也没有考究不同煤阶的敏感性测井参数，更没设法弱化或减小测井参数的影响因素，这给煤矿安全开采和煤层气高效开发施工设计带来不便。

发明内容

[0003] 为了克服上述现有方法的不足，本发明的目的在于提供一种利用测井资料计算机自动快速划分煤阶类型的方法，基于煤岩的自然伽马、自然电位、电阻率、声波时差、补偿密度及补偿中子等测井资料，在分析不同煤阶类型的敏感性测井参数的基础上，建立煤岩视波阻抗、补偿中子增大系数、电阻率差异指数等组合测井参数，并以此组合测井参数构建了三维煤阶类型识别图版，程序化该图版进而划分煤阶类型，将为煤矿安全开采和煤层气开发提供钻孔测井技术支持。

[0004] 一种利用测井资料计算机自动快速划分煤阶类型的方法，包括以下步骤：

[0005] 步骤一、不同煤阶类型的敏感性测井参数选择：利用实验室分析化验鉴定的煤阶类型，在煤岩心归位的基础上，提取分析化验的不同煤阶类型所对应的自然伽马、自然电位、电阻率、补偿中子、声波时差及补偿密度测井数据，对其上述六种测井参数两两交会，制作煤阶类型两测井参数交会图，由交会图得出，自然电位、自然伽马识别煤阶类型效果差，声波时差、补偿密度、补偿中子和电阻率均能在一定程度上识别煤阶类型；

[0006] 步骤二、建立组合测井参数：充分利用声波时差、补偿密度、补偿中子和电阻率来构建视波阻抗、补偿中子增大系数及电阻率差异指数四种组合测井参数：

[0007]

[0008]

[0009] RC＝LOG(RLLD-RLLDS)                (3)

[0010] 式中：Z为煤岩的视波阻抗，无量纲；DEN为地层的密度，g/cm3；Δt为地层的声波时差，μs/m；NC为煤岩的补偿中子增大系数，无量纲；CNL、CNLS分别为煤岩的补偿中子值、顶底板的补偿中子值，％；RC为电阻率差异指数，无量纲；RLLD、RLLDS分别为煤岩的电阻率和顶底板的电阻率，Ω·m；

[0011] 步骤三、建立三维煤阶类型识别图版：采用上述步骤二构建的相对视波阻抗、补偿中子增大系数及电阻率差异指数来构建三维煤阶类型识别图版；

[0012] 步骤四、煤阶类型判别方程建立：基于步骤三所构建的三维煤阶类型识别图版，以不同煤阶类型间的中点为分界面，每个煤阶类型分界面对应一个方程，于是，上述三维煤阶类型识别图版可确定出七个判别方程，分别如下：

[0013] Z＝0.34629-0.00097432×RC+0.01463×NC   (4)

[0014] Z＝0.37225-0.01829×RC+0.042×NC        (5)

[0015] Z＝0.33984+0.002×RC+0.02493×NC        (6)

[0016] Z＝0.08079+0.07686×RC+0.03956×NC      (7)

[0017] Z＝0.394-0.00824×RC-0.08756×NC        (8)

[0018] Z＝0.24223+0.04762×RC-0.09047×NC      (9)

[0019] Z＝0.23031+0.02505×RC+0.03576×NC    (10)

[0020] 步骤五、煤阶类型识别：根据煤岩的视波阻抗、补偿中子增大系数及电阻率差异指数确定的数据点落在上述7个方程的哪些界定区域，则可判定煤阶类型；若上述步骤二所示的组合测井参数计算模型、步骤四中的煤阶类型判别方程计算机程序化，挂接在测井处理解释平台上，便可实现煤阶类型的计算机自动处理划分。

[0021] 本发明为了查明不同煤阶的敏感性测井参数，采用交会图方法翔实分析了不同煤阶与自然电位、自然伽马、补偿密度、电阻率、声波时差及补偿中子测井等参数间的内在关系；基于对煤阶较为敏感的声波时差、补偿密度、补偿中子及电阻率等测井参数，构建了能够有效区分煤阶类型的视波阻抗、电阻率差异系数和补偿中子增大系数三个测井组合参数，并利用此组测井组合参数构建了煤阶类型三维识别图版，进而程序化该图版来自动快速识别煤阶类型。该法从声学、电学及放射性多个方面优选了不同煤阶类型的敏感性测井参数，因此，该发明所述方法更能较准确地划分煤阶类型，进而可为煤矿安全开采和煤层气高效开发提供测井技术支持。

附图说明

[0022] 图1为本发明中的利用测井资料计算机自动快速划分煤阶类型的方法流程图。

[0023] 图2为本发明中的不同煤阶类型自然伽马与声波时差关系图。

[0024] 图3为本发明中的不同煤阶类型补偿中子与补偿密度关系图。

[0025] 图4为本发明中的不同煤阶类型自然电位与电阻率关系图。

[0026] 图5为本发明中的不同煤阶类型相对视波阻抗、补偿中子增大系数及电阻率差异指数三维识别图。

[0027] 图6为本发明中的煤阶类型计算机自动划分成果图。

具体实施方式

[0028] 下面结合附图对本发明的技术方案做详细叙述。

[0029] 参照图1，一种利用测井资料计算机自动快速划分煤阶类型的方法，包括以下步骤：

[0030] 步骤一、不同煤阶类型的敏感性测井参数选择：利用实验室分析化验鉴定的煤阶类型，在煤岩心归位的基础上，提取分析化验的不同煤阶类型所对应的自然伽马、自然电位、电阻率、补偿中子、声波时差及补偿密度测井数据，对其上述六种测井参数两两交会，制作图1～图3所示的煤阶类型两测井参数交会图，由此组交会图得出，除自然电位、自然伽马识别煤阶类型效果较差外，声波时差、补偿密度、补偿中子和电阻率均能在一定程度上识别煤阶类型，但不同煤阶类型间的混类点较多。由此可知，利用常规两测井参数法识别煤阶类型精度较低，难以满足实际生产的需求。

[0031] 步骤二、建立组合测井参数：充分考虑到常规两测井参数法识别煤阶的精度较低这一客观因素，且声波时差、补偿密度、补偿中子和电阻率均能在一定程度上识别煤阶类型，从降低测井误差、提升煤阶识别精度的目的出发，充分利用声波时差、补偿密度、补偿中子和电阻率来构建视波阻抗、补偿中子增大系数及电阻率差异指数四种组合测井参数。

[0032]

[0033]

[0034] RC＝LOG(RLLD-RLLDS)         (3)

[0035] 式中：Z为煤岩的视波阻抗，无量纲；DEN为地层的密度，g/cm3；Δt为地层的声波时差，μs/m；NC为煤岩的补偿中子增大系数，无量纲；CNL、CNLS分别为煤岩的补偿中子值、顶底板的补偿中子值，％；RC为电阻率差异指数，无量纲；RLLD、RLLDS分别为煤岩的电阻率和顶底板的电阻率，Ω·m。

[0036] 步骤三、建立三维煤阶类型识别图版：参照图5，基于地质聚类分析的思想，相同煤阶类型煤岩的测井响应特征基本一致，于是采用上述步骤二构建的相对视波阻抗、补偿中子增大系数及电阻率差异指数来构建三维煤阶类型识别图版。

[0037] 步骤四、煤阶类型判别方程建立：基于步骤三所构建的三维煤阶类型识别图版，以不同煤阶类型间的中点为分界面，每个煤阶类型分界面对应一个方程，于是，上述三维煤阶类型识别图版可确定出七个判别方程，分别如下：

[0038] Z＝0.34629-0.00097432×RC+0.01463×NC   (4)

[0039] Z＝0.37225-0.01829×RC+0.042×NC        (5)

[0040] Z＝0.33984+0.002×RC+0.02493×NC        (6)

[0041] Z＝0.08079+0.07686×RC+0.03956×NC      (7)

[0042] Z＝0.394-0.00824×RC-0.08756×NC        (8)

[0043] Z＝0.24223+0.04762×RC-0.09047×NC      (9)

[0044] Z＝0.23031+0.02505×RC+0.03576×NC    (10)

[0045] 步骤五、煤阶类型识别：参照图5，倘若煤岩的视波阻抗、补偿中子增大系数及电阻率差异指数确定的数据点落在方程(4)和方程(5)界定的区域，则可判定为褐煤；依次同理，便可确定出其他类型的煤岩。将上述步骤二所示的组合测井参数计算模型、步骤四中的煤阶类型判别方程计算机程序化，挂接在测井处理解释平台上，便可实现煤阶类型的计算机自动处理划分。

[0046] 将本发明在实际煤田中试用。在X井的煤阶类型划分应用中，参照图6，该井主力煤层段573.5-577.4m，厚度为3.9m，层中无明显夹矸。从该图第6道可知，该煤层气储层573.5-575.8m井段识别为贫煤，575.8-577.4m井段识别为瘦煤。对比该图第6道煤阶类型识别结果与第7道的煤岩心确定的煤阶类型可知，本发明方法识别的煤阶类型完全与煤岩心分析化验的煤阶类型完全一致。该方法既分析优选了不同煤阶类型的敏感性测井参数，又构建了组合测井参数和三维煤阶类型识别图版，所划分的煤阶类型与实际煤阶较为吻合。该法中的各个组合测井参数都能够从煤田钻孔测井资料来求取，而几乎所有的煤田均具有大量的钻孔测井数据。因此，本发明所述煤阶类型划分方法具有良好的推广应用前景和价值。

[0047] 本领域的技术人员应当理解，由于不同地区的煤层埋深和变质程度差异较大，为了更精准地划分煤阶类型，针对不同的地区构建相应的三维煤岩类型识别图版是十分必要的，且测井资料必须经过环境影响校正。

[0048] 本发明利用测井资料划分煤阶类型的方法，充分利用与煤阶类型较为敏感的测井参数，将其测井参数有机融合来构建组合测井参数，所划分的煤阶类型与实验室分析化验的煤阶类型基本一致，其煤阶类型划分精度较常规方法大大提高。