一、簡介
中煤科工集團(tuán)西安研究院自1994年依托執(zhí)行聯(lián)合國項(xiàng)目（UNDP）引入煤層氣試井技術(shù)以來，長期堅(jiān)持科研和技術(shù)服務(wù)相結(jié)合，測試方法、技術(shù)、設(shè)備不斷更新。先后完成了2300余口煤層氣參數(shù)井的實(shí)驗(yàn)測試任務(wù)、1500口煤層氣井1600多層煤的注入/壓降試井測試服務(wù)，其特點(diǎn)是服務(wù)對(duì)象多、地域廣闊、地質(zhì)條件多樣；足跡遍及黑龍江、遼寧、山西、陜西、河南、貴州、江西、安徽、四川、新疆、云南等地，幾乎覆蓋全國主要含煤礦區(qū)。在完成測試任務(wù)的同時(shí)，不僅豐富了自己的理論、實(shí)際操作水平，而且積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)及大量的第一手資料。
執(zhí)行了煤層氣“六五”至“十二五”國家攻關(guān)項(xiàng)目，國家“973”項(xiàng)目等科研項(xiàng)目。編制了《煤層氣井注入/壓降試井方法》（GB/T24504-2009）、《煤層氣井試井方法-鉆桿地層測試法》（GB/T34229-2017）、《煤層氣含量測定》（GB/T 19559-2008）、《等溫吸附試驗(yàn)》（GB/T 19560-2008）、《煤層氣氣含量測定-加溫解吸法》（GB/T 28753-2012）等一批國家標(biāo)準(zhǔn)。
二、煤層氣試井測試
煤層氣試井測試技術(shù)是認(rèn)識(shí)煤儲(chǔ)層，進(jìn)行儲(chǔ)層評(píng)價(jià)和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測以及評(píng)估完井效率的重要手段。通過對(duì)目標(biāo)煤層進(jìn)行試井測試，獲取煤儲(chǔ)層參數(shù)值，為煤層氣生產(chǎn)潛能評(píng)價(jià)和開發(fā)試驗(yàn)提供可靠的參數(shù)依據(jù)。煤層氣試井測試主要包括以下測試技術(shù)。
1、注入壓降試井技術(shù)（IFO）
煤層氣注入/壓降試井測試是一種不穩(wěn)定試井，它遵循不穩(wěn)定試井的基本原理：當(dāng)儲(chǔ)層中流體的流動(dòng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，若改變井的工作制度即改變壓力，則在井底將造成一個(gè)壓力擾動(dòng)，此擾動(dòng)隨著時(shí)間的推移不斷向井壁四周儲(chǔ)層徑向擴(kuò)展，最后達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)。這種壓力擾動(dòng)的不穩(wěn)定過程與地層、流體的性質(zhì)有關(guān)。因此，用測試儀器將井底壓力隨時(shí)間的變化規(guī)律記錄下來，通過分析，可以判斷和確定儲(chǔ)層的性質(zhì)。
方法特點(diǎn)
a.適合各種儲(chǔ)層壓力測試；
b.測試過程始終是單相流；
c.能做原地應(yīng)力測試。
2、DST試井測試技術(shù)
DST試井測試又稱地層測試、鉆桿測試、中途測試等，它是指用鉆桿（或油管）將地層測試儀器送入待測試井段，通過地面操作，直接獲得地層流體、壓力、溫度等資料，通過分析，獲得地層參數(shù)，進(jìn)一步對(duì)地層做出評(píng)價(jià)的一種臨時(shí)性完井方法。
DST試井原理
鉆井過程：P地層≈P靜
測試過程：P地層＞P墊
方法特點(diǎn)
在以下情況下本方法更適合煤層氣井試井測試：
（1）在鉆完井過程中，鉆井液、巖屑、煤粉等對(duì)近井及井壁造成污染；
（2）煤儲(chǔ)層較松軟，注入會(huì)造成儲(chǔ)層擠壓變形的。
3、生產(chǎn)井壓力恢復(fù)試井技術(shù)
方法原理
該方法以穩(wěn)定的產(chǎn)量，生產(chǎn)一段時(shí)間，在井筒周圍產(chǎn)生一個(gè)低于原始儲(chǔ)層壓力的壓力降漏斗，然后關(guān)井，使得井底壓力逐漸恢復(fù)到原始狀態(tài)。生產(chǎn)和恢復(fù)階段采用壓力計(jì)記錄井底壓力隨時(shí)間的變化。通過分析數(shù)據(jù)，求取目的層的參數(shù)。
技術(shù)條件
井具有足夠的穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間，地層達(dá)到穩(wěn)定或擬穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)。
方法特點(diǎn)
可以獲得：井底完善程度、流動(dòng)效率、儲(chǔ)層流動(dòng)系數(shù)、地層系數(shù)、滲透率、儲(chǔ)層壓力、邊界信息等。
4、煤層氣干擾試井技術(shù)
干擾試井是多井試井的一種方法, 也是多井條件下不穩(wěn)定試井的一種特殊形式。通過干擾試井測試確定激動(dòng)井和觀測井之間的連通性、各井的滲透率及區(qū)域滲透率大小和方向、裂縫走向和測試區(qū)域的斷層分布，因此可解決勘探開發(fā)區(qū)塊內(nèi)相關(guān)的油田開發(fā)和生產(chǎn)井布置等問題。
方法原理
壓力疊加原理
干擾試井是多井條件下不穩(wěn)定試井的一種特殊形式。它是在至少一口井或數(shù)口井（激動(dòng)井）中改變工作制度，造成壓力變化（又叫干擾信號(hào)），然后在另外一口或數(shù)口井（觀測井）中下入高靈敏度的測壓儀表，記錄由于激動(dòng)井改變工作制度所造成的壓力變化，通過壓力變化時(shí)間和規(guī)律，計(jì)算流動(dòng)參數(shù)。通過干擾試井可以確定激動(dòng)井和觀測井之間的連通性,計(jì)算儲(chǔ)層參數(shù)及最大滲流方向。
方法特點(diǎn)：
a)井組試井，可以獲得區(qū)域儲(chǔ)層信息；
b)可檢測儲(chǔ)層優(yōu)勢滲流方向，指導(dǎo)井網(wǎng)布置。
三、煤層氣含量及分析化驗(yàn)
煤層氣含量測試技術(shù)的實(shí)驗(yàn)分析項(xiàng)目主要包括：氣含量測試（自然解吸氣含量、損失氣含量、殘余氣含量、吸附時(shí)間）、煤巖分析（宏觀描述、顯微組分定量、鏡質(zhì)體反射率、裂隙統(tǒng)計(jì) ）、工業(yè)分析、煤質(zhì)化驗(yàn)（元素分析、視密度、真密度、孔隙度、灰成分分析、灰熔點(diǎn)等）、等溫吸附、力學(xué)性質(zhì)（抗拉、抗壓、泊松比）、礦物性質(zhì)（壓汞、掃描電鏡）等測試。
致密砂巖氣、頁巖氣實(shí)驗(yàn)分析項(xiàng)目主要包括：有機(jī)炭含量、干酪根、成熟度、孔隙度、同位素、實(shí)驗(yàn)儲(chǔ)層滲透率、含氣飽和度、等溫吸附性能、巖樣宏觀描述、顯微組分、鏡質(zhì)體反射率、裂隙統(tǒng)計(jì) 、力學(xué)性質(zhì)（抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、泊松比）、壓汞、掃描電鏡、X-射線、薄片鑒定等測試。
1、煤與頁巖氣含量測試
氣含量測試采用自然解吸法。要求必須用繩索取心鉆具。提升時(shí)間、裝罐時(shí)間按國標(biāo)《煤層氣含量測定方法》GB/T 19559-2008執(zhí)行。該方法是用繩索取心鉆具將煤心提至井口，快速將煤樣裝入解吸罐中，解吸罐置入恒定在儲(chǔ)層溫度的恒溫水浴中進(jìn)行自然解吸、計(jì)量；待自然解吸結(jié)束后，煤樣置入球磨罐中進(jìn)行殘余氣測定；根據(jù)鉆遇煤層時(shí)間，提鉆時(shí)間，煤心提至地面時(shí)間，裝罐時(shí)間和最初的解吸速率計(jì)算損失氣。
2、煤巖等溫吸附實(shí)驗(yàn)
煤的吸附能力是溫度、吸附質(zhì)、壓力和煤性質(zhì)的函數(shù)。在溫度和吸附質(zhì)一定的情況下，煤對(duì)氣體的吸附量可用Langmuir方程描述。煤層氣以吸附狀態(tài)儲(chǔ)存于煤顆粒的內(nèi)表面，煤層氣的吸附能力由煤質(zhì)、煤階（成熟度）、埋藏深度等因素所決定。等溫吸附曲線是指在某一溫度條件下，以逐步加壓的方式使已脫氣的煤巖重新吸附而建立的壓力與含氣量（吸附氣量）關(guān)系曲線，等溫吸附曲線成為煤層氣勘探開發(fā)決策依據(jù)之一。
依據(jù)實(shí)驗(yàn)程序可以根據(jù)各平衡壓力點(diǎn)吸附量V和壓力p繪制等溫吸附曲線。不同曲線形狀（或者說是煤巖的吸附性質(zhì)）表現(xiàn)降壓過程中不同的解吸氣量，其中起主要作用的是Langmuir壓力。通常Langmuir壓力越大越有利于降壓過程中吸附氣的產(chǎn)出，對(duì)于后期的排采井具有重要的指導(dǎo)意義。
3、氣成分測定實(shí)驗(yàn)室
氣成份測試實(shí)驗(yàn)室主要是利用氣相色譜法對(duì)其進(jìn)行測試，適用于氫氣、氧氣、氮?dú)�、氬氣、氦氣、一氧化碳、二氧化碳等無機(jī)氣體，甲烷、乙烷、丙烯及C3以上的絕大部分有機(jī)氣體的分析。用氣相色譜法分析標(biāo)準(zhǔn)氣體，要想獲得準(zhǔn)確可靠的分析結(jié)果，首先必須建立分析方法，選擇合適的操作條件和操作技術(shù)。