基于元素指纹的深部煤层水平井微观结构识别方法：中国西北部鄂尔多斯盆地石炭纪本溪组 8 号煤层案例研究

《Petroleum Exploration and Development》：Elemental fingerprint-based microstructure identification method for deep coal-seam horizontal wells: A case study of No. 8 coal seam of Carboniferous Benxi Formation in Ordos Basin, NW China

　　

摘要

为了解决鄂尔多斯盆地石炭系本溪组深部 8 号煤层高精度微构造识别的问题，构建了深部煤层及其顶底板岩层的“元素指纹”，并将水平井沿线的测点映射到先导井垂直剖面上的相应参考位置，从而能够识别深部煤层气水平井水平段沿线的微构造特征。首先，基于元素测井数据并受岩性框架约束，确定了用于区分煤层与其顶底板岩层以及识别不同煤岩类型的候选元素。然后，利用变异系数筛选候选元素，获得用于微构造识别的特征元素。使用 Z 分数标准化调整特征元素的浓度，并将同一测点的特征元素浓度组合表示为向量，称为“元素指纹”。随后，将先导井的元素指纹与水平段的元素指纹进行匹配，以确定水平段的垂直剖面位置和分布变化。最后，整合水平井钻进信息，确定水平段沿线发育的微构造的位置和类型，从而指导钻头钻进方向的调整。现场钻探和水力压裂实践表明，基于元素指纹的微构造识别方法能够准确识别水平段沿线的微构造特征（如小型褶皱、叠加断层和构造扰动带），并为深部煤层气水平井钻井和水力压裂的优化设计提供技术支持。

何佳源 | 张士城 | 郭旭生 | 王祥 | 刘旭刚 | 尹正军 | 吴裕书 | 牟建业

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