第一章緒論第二章煤層氣儲層特征第三章煤層氣鉆井技術與工程設計第四章煤層氣工程管理與質量控制第五章煤層氣測井第六章煤層氣試井第七章煤層氣增產技術第八章煤層氣排采控制理論與工藝技術第九章煤層氣數值模擬《煤層氣開發與開采》2023/2/32地球物理測井第五章《煤層氣開發與開采》WirelineLoggingofCBMWell2023/2/335.1煤層氣測井種類概述5.2煤層氣測井的任務與項目5.3煤層氣測井技術要求5.4資料處理、解釋5.5煤層氣測井質量要求地球物理測井第五章2023/2/34§5.1煤層氣測井種類概述測井概念及重要性測井概念：通過電纜輸出井下特定儀器測量的井深函數-一種或多種物理特性，由這些物理特性推斷出儲煤儲層性質、泥漿、套管侵蝕、水泥固結質量等。通常測量煤儲層性質有3種方法：取芯實驗室測量，試井測井應用廣泛價格低廉2023/2/35§5.1煤層氣測井種類概述電阻率測井自然電位測井自然伽瑪測井聲波和中子測井密度測井地球化學和碳/氧測井2023/2/36§5.1煤層氣測井種類概述一、電阻率測井電流通過不同巖石時，電阻率不同，電阻率是深度函數種類：

雙側向測井雙感應測井球面聚焦微電極測井作用：測量含氣飽和度雙側向測量煤層厚度-比感應測井更加精確煤垂直裂隙定量測量2023/2/37§5.1煤層氣測井種類概述二、自然電位測井（SP測井）井內某一深度與地表固定電極之間的電位差，來自于電化學反應作用：

測量滲透率三、自然伽瑪測井測量巖層中放射自然伽瑪量，記錄地層中天然放射性，大小取決于地層中含有鈾、釷等放射性元素含量，劃分不同巖性地層的工作2023/2/38§5.1煤層氣測井種類概述四、密度測井測量巖石中吸收的散射伽瑪射線強度，其強度與巖石密度相關，稱為密度測井作用：

煤層與其它巖層吸收強度明顯不同，精確獲取煤層厚度

煤層評價，計算煤特性-工業分析，固定碳、水分、灰分、揮發分2023/2/39§5.1煤層氣測井種類概述五、聲波和中子測井聲波測井：研究聲波在不同巖石中傳播時間及不同變化特性作用：

孔隙度-微孔隙測量不好，精確度低煤層及煤級測量煤層力學性質-泊松比及彈性模量等中子測井：發射中子源來了解煤組成特性補償中子測井可以進行工業分析、估算含氣量2023/2/310§5.1煤層氣測井種類概述六、地球化學測井及碳/氧測井地球化學測井：測定化學元素組成，通過這些測井資料建立煤層模式，進行不同井間矸層對比碳/氧測井：測定地層中碳含量，測量煤的發熱量2023/2/311§5.1煤層氣測井種類概述2023/2/312§5.2煤層氣測井的任務與項目1.煤層工業分析煤層的工業分析是指分析煤層的水分、灰分、揮發分和固定碳四個項目。用至少2種測井參數(如密度和中子),利用體積模型就可以求出包括這四個項目的工業分析。煤層體積模型:把煤層體積分成純煤(包括固定碳和揮發分)、灰分(包括泥質和其它礦物)、水分(孔隙中充滿的水)三部分一、煤層氣測井的作用ρ=Vc·ρc+Va·ρa+Vw·ρw,ΦN=Vc·Φc+Va·Φa+Vw·Φw,1=Vc+Va+Vw。ρ、ΦN分別為煤層對密度、中子測井的響應值;ρc、ρa、ρw分別為純煤、灰分、水分對密度測井的響應參數;Φc、Φa、Φw分別為純煤、灰分、水分對中子測井的響應參數;Vc、Va、Vw分別為純煤、灰分、水分的相對體積（杜翔等，2007年）。2023/2/313§5.2煤層氣測井的任務與項目一、煤層氣測井的作用然后將體積含量換算為重量含量:Qc=Vc·ρc/ρ,Qa=Va·ρa/ρ,Qw=Vw·ρw/ρ。由于固定碳Qg與灰分Qa線性相關:Qg=m·Qa+n,則用測井求得的灰分,利用上式可求出固定碳。揮發分Qv由計算的純煤減去固定碳求得:Qv=Qc-Qv。2023/2/314§5.2煤層氣測井的任務與項目一、煤層氣測井的作用2.含氣量估算各個地區的煤層含氣量和煤的體積密度具有線性關系（據李紀森等，1999年）2023/2/315§5.2煤層氣測井的任務與項目一、煤層氣測井的作用3.滲透率計算利用雙側向電阻率測井可以計算出煤層的滲透率等（杜翔等，2007年）。4.煤層識別利用密度、自然電位、自然伽瑪、中子孔隙度對煤層的響應，可以識別煤層，劃分煤層厚度及含水及夾矸的情況。5.固井質量檢測通過聲波中的聲幅測井可以檢查固井質量。固井質量測井包括聲幅測井、聲波變密度測井、自然伽瑪測井、磁定位測井等。利用補償聲波儀可以直接測量聲幅及聲波變密度。分析聲幅和聲波變密度可以判斷出水泥環兩個界面的膠結情況,從而評價固井質量的好壞;而自然伽瑪測井則用于深度校深,磁定位測井則確定套管接箍的位置,以確定煤層段內有無套管接箍,為射孔和壓裂提供可靠的深度數據。2023/2/316§5.2煤層氣測井的任務與項目裸眼井：

標準測井：用以劃分地層、判別巖性。

綜合測井：用以進行巖性分析、劃分煤層及夾矸、劃分和判斷含水層和含氣層。套管井：

固井質量檢查測井：用以檢查固井質量情況。

壓裂效果檢查測井：用以診斷壓裂裂縫高度，確認壓裂效果。二、煤層氣測井的任務2023/2/317（一）、裸眼井測井1.標準測井測井目的：通過對裸眼井進行全井段標準測井，用以劃分鉆井鉆遇地層和判別巖性。比例尺：1:500。§5.2

煤層氣測井的任務與項目2023/2/3181.標準測井

雙側向（DLL）單位：Ω.m

自然電位（SP）單位：mv

自然伽馬（GR）單位：API

雙井徑（CAL）單位：cm測井項目：§5.2

煤層氣測井的任務與項目（一）、裸眼井測井2023/2/3192.綜合測井測井目的：通過對煤系及有必要井段進行綜合測井，用以判斷測井段的巖性、劃分煤層及夾矸，劃分和判斷含水層。比例尺：1:50。§5.2

煤層氣測井的任務與項目（一）、裸眼井測井2023/2/3202.綜合測井雙測向（DLL）單位：Ω.m微球形聚焦（MSFL）單位：Ω.m自然伽馬（GR）單位：API自然電位（SP）單位：mv雙井徑（CAL1、CAL2）單位：cm補償密度（DEN）單位：g/cm3補償中子（CNL）單位：PU補償聲波（AC）單位：μs/m井溫（TEMP）（連續曲線）單位：℃測井項目：§5.2

煤層氣測井的任務與項目（一）、裸眼井測井2023/2/3213.技術要求采樣間距及回放要求：煤系地層采樣間隔0.05m,非煤系地層采樣間隔0.10m；1:50深度比例尺放大曲線，以精細研究煤層結構。為適應地質研究或生產需要，可選測下列測井項目：地層傾角測井、陣列聲波（或長源距聲波）、核磁共振測井、微電阻率掃描、聲波掃描成像、擬穩態井溫測井等。§5.2

煤層氣測井的任務與項目（一）、裸眼井測井2023/2/322（二）、

套管井測井1.固井質量檢查測井：固井后對全井進行聲幅測井、自然伽馬測井、套管接箍測井、聲波變密度測井，以檢查固井質量。2.壓裂效果檢查測井：通過連續測量井溫儀測井或放射性示蹤劑/伽馬測井，以初步診斷煤層壓裂效果。§5.2

煤層氣測井的任務與項目2023/2/323§5.3

煤層氣測井技術要求測井儀器：地面控制及記錄設備：要求使用數控測井儀，并具有現場刻度、數據采集、現場數據處理及顯示特征等功能。井下儀器：當鉆頭直徑大于200mm的井，宜使用外徑大于86mm的井下儀器及相應強度的放射源，各類測井儀應配有相應的環境校正圖版。2023/2/324井下儀器刻度（1）雙側向及微球聚焦測井儀的儀器常數(K)應采用實測值。（2）補償中子測井儀和自然伽馬測井儀應有本年度在一級刻度井中的刻度資料（刻度井的井徑應與實際井徑相當）。（3）測井前、后在井場用三級刻度器進行刻度和檢驗，其結果應符合儀器出廠指標和附錄A之規定。§5.3

煤層氣測井技術要求2023/2/325附錄A§5.3

煤層氣測井技術要求2023/2/326對測井曲線圖基本要求（1）測井曲線圖上印有主刻度、測井前現場刻度檢查、測井后現場刻度檢驗記錄。（2）各種曲線都要有50m以上井段的重復檢查測量。（3）曲線沒有畸變，沒有與井下條件無關的零值和負值。（4）圖面整潔,線條清晰,數據齊全。（5）除井溫測井外,應自下而上測量。§5.3

煤層氣測井技術要求2023/2/327一、

準備工作1.測井資料質量檢查：對曲線除進行一般質量檢查外，還應用交會圖、直方圖等方法進行質量檢查。2.測井資料校正：深度對齊：同次測井各種曲線深度要取齊，不同次測井深度要銜接好；環境校正：在進行數據處理前，應對有關曲線做井眼環境校正。§5.4

資料處理、解釋2023/2/328二、

測井解釋技術內容和要點1.測井資料質量評價，著重分析各類曲線的可信度。2.分析所用解釋模型的合理性，列出處理程序中所依據的數學方程及所選用的參數。3.劃分煤層及夾矸，估算砂泥質地層中砂、泥、水的體積百分含量。4.評價主要煤層的滲透性（可定性分為好、中、差三級）、含水性（可定性分為強、中、弱三級）。§5.4

資料處理、解釋2023/2/329二、

測井解釋技術要點5對煤層頂、底板地層的力學性質、含水性、滲透性進行分析。6固井質量分析：分井段（著重主要煤層上下各30m井段）分析兩個界面水泥膠結程度。以自由套管的聲幅值（調為100%）、變密度波形的黑度為相對標準。7測井解釋中的難點及其分析。8解釋結論及建議。§5.4

資料處理、解釋2023/2/330§5.4

資料處理、解釋2023/2/331§5.5

煤層氣測井質量要求單條測井曲線質量標準測前、測后刻度與標準值（在10.m—1000.m之間）相比其相對誤差應不大于5%。在井徑規則、不滲透、非裂縫性的厚層泥巖段，深、淺雙側向值應基本重合。在煤層，曲線一般不得出現平直（飽和）現象。重復曲線相對誤差不超過5%。套管內，深、淺雙側向的記錄值應不大于1.m。（1）雙側向2023/2/332單條測井曲線質量標準儀器動態范圍應與雙側向的動態范圍相當。測井前、后刻度值與標準值（在10—1000.m之間）相比，其相對誤差應小于5%。在井徑接近鉆頭直徑的非滲透性厚層泥巖層井段,其平均值應與雙側向電阻率接近。在煤層，曲線不得出現平直（飽和）現象。在滲透層井段，重復曲線形態相似，相對誤差不大于10%。（2）微球聚焦§5.5

煤層氣測井質量要求2023/2/333單條測井曲線質量標準測井前、后刻度與標準刻度值之間的容限誤差為:

當刻度值在100s/m--200s/m時,為1.5s/m

當刻度值在200s/m--650s/m時,為3s/m自由套管內應為1875s/m。重復測量誤差應小于10s/m。如遇周波跳躍，要重復測量，判明原因。（3）聲波時差§5.5

煤層氣測井質量要求2023/2/334單條測井曲線質量標準測井前、后用三級刻度器進行刻度檢查，測前刻度容限誤差不超過0.01g/cm3，測后容限誤差小于0.03g/cm3。在井徑較規則或變化平緩、巖性均勻的厚層井段，所測密度值應符合地區規律。重復測量誤差應小于0.05g/cm3。（4）補償密度§5.5

煤層氣測井質量要求2023/2/335單條測井曲線質量標準補償中子應在一級刻度井內進行刻度。現場測井前、后進行刻度檢驗，與標稱值15P·U相比,誤差小于2P·U。在井徑較規則或變化平緩、巖性均勻的厚層井段，所測中子孔隙度值應符合地區規律。重復曲線允許相對誤差當孔隙度小于20P·U時，為10%，孔隙度大于20P·U時，為15%。（5）補償中子§5.5

煤層氣測井質量要求2023/2/336單條測井曲線質量標準曲線右向為正,左向為負,橫向比例適當。重復曲線間相對誤差小于10%。每100m井段基線偏移小于2cm。（6）自然電位§5.5

煤層氣測井質量要求2023/2/337單條測井曲線質量標準測井前、后用三級刻度器刻度，其允許誤差小于10%。選擇泥巖井段，記錄統計起伏，時間不少于60s，應符合統計起伏誤差規律。重復曲線相對誤差小于10%。（7）自然伽馬§5.5

煤層氣測井質量要求2023/2/338單條測井曲線質量標準兩條曲線在套管內測量值相同,與套管內徑相比允許誤差小于1.5cm。曲線最大值不得超過井徑腿全部張開的值，所測最小值不得小于井徑腿閉合攏值。（8）雙井徑§5.5

煤層氣測井質量要求2023/2/339單條測井資料質量評級標準質量等級評定§5.5

煤層氣測井質量要求2023/2/340全井測井資料質量評級標準質量等級評定§5.5

煤層氣測井質量要求2023/2/341測井解釋報告目錄一前言二測井施工概況三綜合測井解釋成果四井身及固井質量評價五測井解釋中疑難問題分析六結論與建議§5.6測井解釋報告及圖件2023/2/342測井解釋報告一前言簡述測井任務來源、鉆井名稱、鉆井性質、地理位置、所處構造位置、目的煤層、完鉆井深及完鉆鉆遇層位、鉆頭程序、套管程序、測時井深、測量井段等一般性內容。§5.6測井解釋報告及圖件2023/2/343二測井施工概況簡述歷次測井施工日期、測井目的、列表說明測井項目、測量井段、各條曲線質量評價、關于曲線質量問題的說明。測井解釋報告§5.6測井解釋報告及圖件2023/2/344三綜合測井解釋成果1概述綜合測井解釋模型及主要方程、處理軟件名稱、各曲線參數選取值(分井段列表說明)。2列表顯示綜合測井解釋成果（必要時用文字分析說明）。測井解釋報告§5.6測井解釋報告及圖件2023/2/345四井身及固井質量評價1井身情況：根據井身空間投影圖，分析井斜變化情況，給出本井最大全角變化率、最大水平位移以及它們各自出現的深度。2井徑情況：分析煤層及其他巖層井徑變化情況，著重分析井眼擴大或縮小的原因。3固井質量情況：分井段解釋兩個界面水泥膠結程度（要特別注意分析主要煤層上下各30m井段），固井質量評價分為四級：優（聲幅值＜10%，變密度圖上地層波顯示清晰，良（10%＜聲幅值≤20%,合格（20%＜聲幅值≤30%＝，不合格（聲幅值＞30%），自由套管（聲幅值為100%）。測井解釋報告§5.6測井解釋報告及圖件2023/2/346五測井解釋中的疑難問題及分析可就測井方法的選用、解釋模型、儀器刻度、合同、規程內容、調度等問題提出意見和建議。六結論與建議歸納上述分析，提出對該井下步施工意見和建議。測井解釋報告§5.6測井解釋報告及圖件2023/2/347現場提交的資料（1）單條（或單個組合下井儀）井場監視測井曲線圖一套（1：200），供檢查質量用。（2）綜合測井曲線現場合成圖一張（1：200），供現場解釋用，格式見附錄E圖E.8。（3）記錄全套測井曲線的磁性介質（軟盤或光盤）。（4）現場綜合報告（5）井斜測量記錄表§5.6測井解釋報告及圖件2023/2/348§5.6測井解釋報告及圖件2023/2/349§5.6測井解釋報告及圖件2023/2/350§5.6測井解釋報告及圖件2023/2/351§5.6測井解釋報告及圖件2023/2/352§5.6測井解釋報告及圖件2023/2/353§5.6測井解釋報告及圖件2023/2/354§5.6測井解釋報告及圖件第一章緒論第二章煤層氣儲層特征第三章煤層氣鉆井技術與工程設計第四章煤層氣工程管理與質量控制第五章煤層氣測井第六章煤層氣試井第七章煤層氣增產技術第八章煤層氣排采控制理論與工藝技術第九章煤層氣數值模擬《煤層氣開發與開采》煤層氣試井《煤層氣開發與開采》WellTestingofCBMWell煤層氣試井主要方法概述注入/壓降試井主要內容試井主要儀器及技術要求資料分析與解釋評價與建議

滲流力學理論為基礎，通過一定的測試工藝和測試手段，對煤層氣井進行測試，獲得產量、壓力、溫度、時間之間的關系，再利用一定的軟件對上述信息進行分析，確定反映測試井和地層特性的各種煤(1)儲層參數、(2)生產能力、(3)連通性等

試井概念測試部分解釋部分2023/2/358

試井的目的是通過合理的技術手段，正確獲取煤儲層參數，如滲透率、儲層壓力等，為油氣開發和產能評價提供科學依據。試井目的:2023/2/359常規油氣試井分類（1）產能試井（2）不穩定試井①穩定試井②等時試井③修正等時試井①壓降試井②壓力恢復試井③變產量試井④干擾試井⑤脈沖試井⑥DST試井(中途測試或鉆桿測試)§6.1試井方法2023/2/360§6.1試井方法2023/2/361煤層氣試井方法:(1)DST測試（DrillStemTest）(2)段塞流測試（SlugTests）(3)注入/壓降法（Injection/Fall-offTests）(4)壓力恢復試井（PressureBuildupTests）(5)干擾試井（InterferenceTests）§6.1試井方法2023/2/362(1)DST測試（DrillStemTest）DST測試是用鉆桿將測試工具下入井內，在井下進行開關井操作，直接快速獲取井下壓力～時間關系曲線，分析曲線獲得地層參數。§6.1試井方法2023/2/363(1)DST測試（DrillStemTest）§6.1試井方法2023/2/364(1)DST測試（DrillStemTest）§6.1試井方法2023/2/365(1)DST測試（DrillStemTest）§6.1試井方法鉆桿測試工具示意圖2023/2/366(1)DST測試（DrillStemTest）§6.1試井方法2023/2/367(1)DST測試（DrillStemTest）§6.1試井方法2023/2/368(1)DST測試（DrillStemTest）§6.1試井方法2023/2/369結果解釋-半對數horner§6.1試井方法原始地層壓力2023/2/370適用性，為保持單相水流，煤層要求欠飽和及儲層壓力遠高于臨界解析壓力，防止氣體析出§6.1試井方法2023/2/371(2)段塞流測試（SlugTests）

段塞流測試是利用段塞流原理向煤層中注水，當井口達到一定壓力時關井。然后測定壓力變化過程直至液注產生的壓力與地層壓力達到平衡。段塞測試常用的幾種分析方法有典型曲線法和流動期分析法。§6.1試井方法修井機，用于試井準備向井筒中注入一段水的設備(提水吊桶，小泵或真空車)井下壓力傳感器地面壓力數據記錄儀數據分析工具。段塞測試需要的主要設備：2023/2/372(2)段塞流測試（SlugTests）段塞試井是最簡單、最廉價的一種測試，使用最少量的人力和設備，成本低設計和實施簡單用典型曲線分析簡單§6.1試井方法段塞測試的主要優點：

對兩相流無效儲層必須負壓探測半徑有限測試持續時間長難以解釋儲層非均質性

段塞測試的主要缺點：2023/2/373(3)注入/壓降法（Injection/Fall-offTests）

注入/壓降法是通過向煤層恒量注水，分別測定注入期（壓力升高，Pwf-lgt）和關井后壓力降落期（壓力降低，Pws-lg[(t+△t)/t]）的井底壓力隨時間變化關系，通過霍納分析，求得各項儲層參數。§6.1試井方法2023/2/374§6.1試井方法

壓力恢復試井簡稱恢復試井，這是將井從穩定的生產狀態轉入關井狀態，測量并分析關井后壓力上升的一種方法。等產量恢復試井變產量恢復試井關井壓力恢復規律地層中發生的壓力回升過程是井底壓力不斷升高，壓力回升面積不斷擴大，而離井較遠處地層中壓力逐步下降的過程。2023/2/376(4)壓力恢復試井（PressureBuildupTests）§6.1試井方法方法的優點：*操作簡單*相對較廉價(無需修井機工作)方法的不足：*壓力測量精度不大于一根油管的液柱重量*兩相流動可能使分析復雜化*井筒儲集效應通常很顯著*如果液面在一組射孔之下，壓力讀數就會不準2023/2/377(5)干擾試井（InterferenceTests）

干擾試井是一種多井試井，由一口激動井與一口或多口觀測井組成。干擾試井中，通過向激動井注入或從井中抽汲流體對測試地層施加壓力瞬變，在激動井和所有觀察井中連續監測對外加應力的壓力響應。干擾試井設計重要的是選擇低注入排量，不致壓裂地層。多井測試通常比單井測試得到的煤層甲烷儲層資料多。除了儲層靜壓和原始滲透率外，多井測試還能提供定向滲透率，孔隙度和壓縮系數乘積，鄰近含水層通過半滲透阻擋層的滲漏，或煤層中不滲透邊界或常水頭邊界位置。多井測試最有用的是確定定向滲透率。干擾試井既可用典型曲線也可用直線法分析。。§6.1試井方法2023/2/378(5)干擾試井（InterferenceTests）干擾試井的主要優點：

*

煤儲層測試的范圍通常較大

*

提供更多的儲層資料干擾試井的主要缺點為：

*

昂貴

*

測試時間長

*

有時很難分析§6.1試井方法2023/2/379(5)干擾試井（InterferenceTests）干擾試井需如下設備：

*

修井機，做試井準備

*

小排量泵(低達0．04gal／min)

*

小排量水量計

*

供水

*

鋼絲繩(電纜)，用以在測試井和觀察井中安裝壓力計

*

井下壓力計§6.1試井方法2023/2/380§6.2注入/壓降試井設計1.根據設計的施工進程選擇合適的井下存儲電子壓力計,將壓力計編好程序,裝入測試工具下端的篩管中;2.將整套測試工具安裝好,按預定深度下放到測試層的上方,坐封封隔器。并將測試管柱上端與地面流程連接;3.開泵向油管中灌滿水,觀察液面上升情況,檢查測試管柱的密封性;4.打開注入閥,按設計的注入壓力和速率向煤層注水,記錄注入壓力和水量變化;5.按設計的時間停止注水并關井,記錄壓力降落;6.進行地應力測試;7.結束測試,解封封隔器,起出測試工具。通過以上的測試工藝程序,可獲取需要的壓力、溫度和流量數據,采用試井解釋軟件對數據進行處理分析,求取煤層參數。注入-壓降試井流程2023/2/381§6.2注入/壓降試井設計注入-壓降測評分析A點測試工具接好,壓力計開始記錄數據;A—F是分段下入油管過程,中間的停點是向油管內灌水;F—G為連接地面注入設備,向油管內灌水至井口的過程;G點為油管加壓坐封封隔器,再加壓打開井下閥過程,G′點記錄到的瞬間高壓力,表明井下閥開啟正常;H點為注水后,井下壓力上升,H′記錄的是改變注水速率引起的井下壓力的波動;I點停注并關井;I—J記錄壓力降落過程;J—K為地應力測試過程;L—M為起測試管柱過程,至M點壓力計起到井口。2023/2/382

試井設計是依據勘探開發區內被測試井的鉆井資料和鄰近井的試井資料，通過分析計算，確定合適的測試時間、注入排量、最大注入壓力，選擇最佳施工方案及試井設備組合，合理安排施工進度，正確指導現場測試施工。6.2.1設計依據§6.2注入/壓降試井設計2023/2/3831）測試井的基本數據2）注入流體及參數計算3）試井方案的確定4）試井設備技術要求5）施工進度計劃6）施工步驟及技術要求7）資料錄取要求6.2.2設計內容§6.2注入/壓降試井設計2023/2/3846.2.2設計內容1）測試井的基本數據

測試井數據：井號，井別，坐標，地理位置，構造位置，完井層位，井身結構等。測試層數據：層號，厚度，煤層結構，頂、底板深度，頂、底板巖性及厚度等。鉆井液數據：類型，比重，粘度，含砂量，PH值，泥皮厚度等。測井數據：井徑，井深，井斜，測試層厚度、深度，頂底板厚度、深度等。結合鉆井、測井及鄰近井資料，綜合分析，估計測試層的基本參數。

§6.2注入/壓降試井設計2023/2/3852）注入流體及參數計算

（1）注入流體選擇為減小注入流體對煤層的傷害，對于含水煤層，注入流體應優先選擇被測試層中的地層水，在現場條件無法滿足的情況下，可以選擇潔凈淡水。對于不含水和富含游離氣的煤層，應選擇注入氮氣。

6.2.2設計內容§6.2注入/壓降試井設計2023/2/3862）注入流體及參數計算

（2）測試時間選擇測試時間包括注入時間和關井時間。測試時間的選擇原則：對于滲透性好的煤層注入和關井時間可以短些，對于滲透性差的煤層可適當延長注入和關井時間。要求注入時的影響半徑一般不小于5m。測試時間可以通過計算公式求得：

6.2.2設計內容§6.2注入/壓降試井設計2023/2/387注入時間：式中：φ—孔隙度

μ—流體粘度（mPa.s）

Ct—綜合壓縮系數（MPa－1）

ri—影響半徑（m）

k—煤層滲透率（10-3μm2）關井時間：tfall＝2~3

tinj

式中：tfall—關井時間（hr）

tinj—注入時間（hr）6.2.2設計內容§6.2注入/壓降試井設計2023/2/388（3）最大注入壓力選擇最大注入壓力是注入階段的一個重要參數，它的設計應以不壓破煤層為依據，最大注入壓力值可以通過微破裂試驗或采用計算公式求得：

式中：—最大注入壓力（MPa）

—煤層最小主應力（MPa）

—流體密度（g/cm3）

D—煤層中部深度（m）注入階段的注入壓力應控制在80～90%

以下為宜。6.2.2設計內容§6.2注入/壓降試井設計2023/2/389（4）注入排量選擇

注入排量應依據地層的具體情況確定。確定下限時，應使地層中具有足夠的壓力變化值，以保證測量精度；確定上限時，應使注入壓力的上升幅度在設計注入時間內低于煤層破裂壓力。注入過程中要求注入排量穩定，波動值不超過10%。

6.2.2設計內容§6.2注入/壓降試井設計2023/2/390式中：qinj—最大注入排量（m3/d）

k—煤層滲透率（10-3μm2）

h—煤層厚度（m）

pmax—最大注入壓力（MPa）

pi—原始儲層壓力（MPa）

B—流體體積系數（m3/m3）

μ—流體粘度（mPa.s）

tinj—注入時間（h）

φ—孔隙度

Ct—綜合壓縮系數（MPa-1）

rw—井筒半徑（m）

S—表皮系數6.2.2設計內容§6.2注入/壓降試井設計最大注入排量可以通過以下計算公式求得：2023/2/3913）試井方案的確定

對于不同的測試目標煤層，需根據測試的具體要求選擇試井方案。一般應結合試井設備具體情況和設計參數，選擇注入/壓降測試方案。設計有原地應力測試，應在注入/壓降測試后進行。對于新區或資料比較少的地區，在注入/壓降試井前，建議安排一次微破裂試驗，以確定煤層的最大注入壓力，這對注入/壓降測試中注入壓力的設計有指導作用。6.2.2設計內容§6.2注入/壓降試井設計2023/2/392（1）注入／壓降測試根據試井設計的測試時間、注入排量、最大注入壓力等參數值，進行注入/壓降測試施工。（2）原地應力測試原地應力測試采用微型壓裂法，一般進行四個循環周期。注入周期注入時間(min)關井時間(min)

1

0.5

20

2

1

30

3

2

30

4

4

606.2.2設計內容§6.2注入/壓降試井設計2023/2/393設備清單§6.3

試井設備技術要求名稱注水泵水罐高壓注水膠管控制管線鋼絲絞車關井工具座節封隔器電子壓力計油管筆記本計算機2023/2/3941.地層及流體參數選值進行資料分析時，基本參數必須給定，如煤的割理孔隙度（φ）、流體壓縮系數（Cw）、流體粘度（μ）、流體體積系數（B）、及綜合壓縮系數（Ct）等高壓物性參數，在目前條件下尚無法獲得，只能通過產量歷史擬合及實驗室測定得到。高壓物性參數可以依據國內外資料給出。§6.4資料分析與解釋2023/2/395§6.4資料分析與解釋參數數值單位煤層凈厚度（h）m煤層中部深度（D）m孔隙度（φ）%流體密度（ρ）103kg/m3流體粘度（μ）mPa.s流體地層體積系數（B）

流體壓縮系數（Cw）MPa-1綜合壓縮系數（Ct）MPa-1井筒半徑（rw）m注入時間（tinj）h關井時間（tfall）h地面最大注入壓力（P）MPa注入排量（qinj）m3/d試井資料分析所用參數選值2023/2/3962.分析方法

（1）試井解釋模型解釋理論模型包括三個部分：基本模型：均質模型內邊界條件：壓裂井