當(dāng)砂巖孔隙中含有水和煤成氣時，根據(jù)體積模型，密度測井的響應(yīng)方程可表示為
　　
　　ρb=（1－φ－Vsh）ρma+φSgρg+φ（1－Sg）ρw+Vshρsh（2）
　　
　　式中ρb為體積密度，φ、S、V分別代表總孔隙度、飽和度、和相對體積；下標(biāo)ma、sh、w、g分別代表骨架、泥質(zhì)、地層水、和煤成氣。
　　
　　由于水、煤成氣的密度遠(yuǎn)小于砂巖骨架與泥質(zhì)的密度，由（2）式可知，與致密砂巖相比，具孔隙的砂巖在密度測井曲線上表現(xiàn)為曲線幅度降低，利用這一特點(diǎn)可以定性判斷砂巖地層孔隙度的大小。
　　
　　中子—中子測井：中子—中子測井的核物理基礎(chǔ)是高能中子與地層介質(zhì)連續(xù)發(fā)生彈性散射，使高能中子不斷減速直至變成熱中子，并最終被原子核俘獲。理論和核實(shí)驗(yàn)均證明氫是最強(qiáng)的減速劑，因而，中子—中子測井主要反映的是地層含氫量。
　　
　　地層的含氫量用含氫指數(shù)表示，規(guī)定淡水的含氫量為1個單位，1cm3的任何巖石和礦物的含氫量與同體積淡水含氫量的比值，稱為該巖石或礦物的含氫指數(shù)，[6]用公式表示為
　　
　　（3）
　　
　　式中H為含氫指數(shù)；M、nh分別為介質(zhì)化合物的克分子量和每個分子中的氫原子數(shù)。
　　
　　由（3）式可以看出地層的含氫指數(shù)不僅與地層中每個分子所含氫原子的數(shù)量有關(guān)，亦與地層密度有關(guān)，所以中子—中子測井應(yīng)該看作是對地層氫濃度的測量。盡管煤成氣每個分子（主要成分為CH4）中的氫原子數(shù)較多，但其密度遠(yuǎn)小于水，所以砂巖中煤成氣的含量降低了地層的含氫指數(shù)。
　　
　　當(dāng)砂巖孔隙中含有水和煤成氣時，根據(jù)體積模型，中子—中子測井孔隙度的響應(yīng)方程可表示為
　　
　?。?）
　　
　　式中φN為中子孔隙度，H、φ、S、V分別代表含氫指數(shù)、總孔隙度、飽和度、和相對體積；下標(biāo)ma、sh、w、g分別代表骨架、泥質(zhì)、地層水、和煤成氣。
　　
　　由（4）式可知：①砂巖的中子孔隙度φN與含氣飽和度Sg成反比，當(dāng)孔隙地層具有較高含氣飽和度時，由于孔隙空間的含氫密度低，高孔隙度的氣層表現(xiàn)為較低中子孔隙度，因而，[4]中子—中子測井儀也稱為“氣探測器”。②砂巖的中子孔隙度φN與地層的泥質(zhì)含量Vsh有正比關(guān)系，因而影響了中子—中子測井對含有泥質(zhì)的煤成氣砂巖儲層的探測靈敏度。
　　
　　長、短源距聲波時差測井：短源距（近探測器8ft與遠(yuǎn)探測器10ft）聲波測井徑向探測深度淺，受沖洗帶含氣飽和度影響程度??；長源距（近探測器10ft與遠(yuǎn)探測器12ft）聲波測井徑向探測深度深，受沖洗帶含氣飽和度影響程度大。當(dāng)長源距縱波時差大于短源距縱波時差時，指示為氣層。反之，當(dāng)長源距縱波時差等于短源距縱波時差時，指示為非氣層[2]。
　　
　　3實(shí)例分析
　　
　　如圖所示為我國某煤田測井探測煤成氣砂巖儲層的實(shí)例，對于煤田測井來說，利用視電阻率、自然電位、自然伽馬和密度等測井方法劃分鉆孔巖性剖面是比較成熟的方法，而本文重點(diǎn)討論測井探測煤成氣砂巖儲層的方法，所以圖中僅顯示了聲波時差（△tc，單位μs/ft）、中子—中子孔隙度（φN，單位%）、密度（ρb，單位g/cm3）三種方法的測井曲線，以便于進(jìn)行討論和分析。
　　
　　4結(jié)論與討論
　　
　　由上述分析可知：煤田中在煤層附近有煤成氣砂巖儲層、泥質(zhì)砂巖儲層的存在，聲波、密度、中子—中子三種孔隙度測井是進(jìn)行煤成氣砂巖儲層探測的有效方法。但是，當(dāng)煤成氣砂巖儲層、泥質(zhì)砂巖儲層含氣飽和度較小時，其分辨能力較低，這時可以通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算區(qū)內(nèi)煤成氣儲層下限值的方法，或者利用孔隙度挖補(bǔ)法，提高識別能力。