[發明專利]一種利用測井數據定量評價煤體結構類型的方法

有效

• 申請號: 201710610611.1
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107576772B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 蔡益棟;王穎晉;劉大錳;李夏偉
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22;G01V11/00
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明公開了一種利用測井數據定量評價煤體結構類型的方法，其步驟為：首先獲取測井數據：選定評價煤體結構的測井曲線，并對所有測井數據進行數值標準化，然后再提取純煤段測井數據；然后進行主成分分析：進行主成分分析并提取主成分，建立綜合得分系數公式；再確定煤體結構的評價模型：選取參照井，劃分煤層的煤體結構，并提取測井數據，通過綜合得分系數公式，得出各種煤體結構的得分區間，即評價模型；最后利用上述步驟的評價模型反推出其他各井的煤體結構，可以克服單一的測井指標不能真實反映煤體結構的缺點，同時又可以篩選出幾條主要的評價指標，之后進行曲線標準化、賦值疊加進行線性組合，使煤體結構的測井反應可以簡化并定量劃分。

技術領域

本發明涉及統計理論應用于煤體結構測井判識技術領域，具體為一種利用測井數據定量評價煤體結構類型的方法。

背景技術

我國含煤盆地形成后經歷多期構造運動，發育了不同程度的構造煤是制約煤層氣產量不可忽視的難題。煤層的煤體結構對于煤層氣的賦存和運移起著內在的控制作用。所以，摸透煤層氣區塊煤體結構橫縱分布對于煤層氣有利區塊的圈定和生產措施的完善具有重要意義。

構造煤是煤層在一定的變形環境下，受到應力作用，致使原生結構、構造受到不同程度改造，從而具有了不同變形特征的煤層或煤體。由于煤體破碎程度不一，煤體結構通常被分為原生結構煤、碎裂煤、碎粉煤和糜棱煤4類。目前對于煤體結構的識別無非三個方面，即鉆孔取芯、礦下識別和測井曲線識別。前兩者無疑是進行煤體結構劃分的最直接方法，但一是構造煤巖性松軟易碎且采取率極低，煤體結構難以描述，二是井巷編錄對未采取的資料無法獲取。所以，利用測井曲線識別煤體結構已成為必要方法。

巖性曲線(GR、CAL、SP)：自然伽馬測井在煤田地質勘探中，主要用來劃分巖性，解釋煤層厚度和結構等。煤性脆，當鉆遇煤層時，煤層易受到鉆頭的破壞，井徑曲線一般表現為擴徑。在煤系地層中煤層與巖層有明顯的密度差異，在密度曲線形態上，煤層表現為密度突然減小，呈指形曲線(薄層)或者箱型曲線(厚層)。聲波時差反映介質的聲傳播速度，煤層聲速較低，在時差曲線上常顯示為高值。補償中子測井主要反映巖石中氫元素的含量，表示為含氫指數，煤中富含氫元素，補償中子測井響應值比較高。煤層電阻率為相對高值，但是，受煤階、煤中灰份、水分含量的不同，煤的電阻率會有很大的變化，曲線表現為高值尖峰或齒裝箱型曲線。微球形聚焦主要探測沖洗帶電阻率，與深淺側向電阻率測井配合，評價地層的侵入特性。

綜上所述，三孔隙度曲線、電阻率曲線、自然伽馬曲線以及井徑曲線在煤層反應比較明顯，能較好的識別煤儲層，確定煤層厚度。但目前對于煤體結構的測井曲線識別僅適用于個別區塊甚至某一層位，或者是通過經驗性總結對于煤體結構的測井曲線的定性識別，并沒有一套普適的方法適用于通過測井曲線對煤體結構的定量識別。因此作者首次提出依靠主成分分析的方法對構造煤區段測井曲線數值進行定量劃分。

主成分分析(PCA)算法作為經典的特征提取方法，其發展是與模式識別學科的發展分不開的。對任何一個系統進行模式識別，為了全面分析它，要考慮影響系統的所有因素，詳細的描述系統，即多選取變量參數，這樣對系統的識別就越準確、越深刻。研究表明在這些眾多變量中一定包含著彼此有聯系的信息，換句話說，這些變量在一定程度上會存在信息重疊，直接使用這些變量進行系統分析，將會使得我們很難掌握系統的主要部分，同時會影響到解決問題的復雜度。除此之外，過多的數據不僅會占用大量的存儲空間，耗費更多的資源，而且還會增加信息處理的時間(耗時)。因此，如何對要分析的系統進行有效的特征提取，就成為模式識別最為核心的一步。PCA法能夠對得到的系統數據進行冗余分析(降噪)和特征提取。