煤田地球物理測井應(yīng)用分析

1、<p>　　煤田地球物理測井應(yīng)用分析</p><p>　　摘要：本文作者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，驗(yàn)對煤田地球物理測井在新領(lǐng)域進(jìn)行了研究，供同行參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：煤田；地球物理；測井；應(yīng)用；分析 </p><p>　　Abstract: The authors combined with years of work experience, e

2、xperience in research in new areas of the coalfield geophysical logging, for reference. </p><p>　　Keywords: Coalfield; geophysics; logging; application; analysis </p><p>　　中圖分類號：P641.4+61文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

3、文章編號：2095-2104（2012） </p><p>　　自從一九三一年法國首次在煤田鉆孔中運(yùn)用電阻率測井劃分煤層以來，煤田測井有了一個飛速的發(fā)展。我國自一九五四年建立第一支煤田測井隊伍到今天，從最簡單的驗(yàn)證鉆探取芯，劃分煤層，確定煤層的深度和厚度，到如今已在多方面得到有效應(yīng)用。測井儀器及技術(shù)也從最早的煤田模擬測井時代（1954年-1985年）走進(jìn)了如今的煤田數(shù)字測井時代（1985年以后）?，F(xiàn)代煤田測井除了

4、已實(shí)現(xiàn)測井儀器的刻度化、組合化、輕便化，采用數(shù)字技術(shù)和電子計算機(jī)進(jìn)行測井?dāng)?shù)據(jù)的收錄和處理等之外，在測井資料的應(yīng)用方面的突出特點(diǎn)則是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了僅在單個鉆孔中對煤層進(jìn)行分層、定厚的狹小范圍。如今，測井資料從煤田的普查、預(yù)測到勘探直至開采設(shè)計，都有著廣泛而有效的應(yīng)用。確定煤層的深度和厚度是煤田測井的常規(guī)性任務(wù)。目前解決這一任務(wù)的主要問題是提高分層的精度。 </p><p>　　（1）煤、巖層定性 </p>

5、<p>　　巖煤層定性采用天然伽瑪(GR)、長源距伽瑪伽瑪(GGL)、視電阻率(NR)以及雙收時差(CS)等多種參數(shù)曲線，通過比較分析進(jìn)行解釋。 </p><p><b>　　（2）煤層的定厚 </b></p><p>　　煤層的定厚是在處理過程中，采用物性反映好的GR、NR和GGL等測井參數(shù)，在1:50放大曲線上進(jìn)行解釋。為了更好的擴(kuò)展煤田測井的應(yīng)用領(lǐng)域

6、，筆者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行深入研究，歸納起來，現(xiàn)代煤田測井在以下幾個方面有待進(jìn)一步提高和更好地應(yīng)用： </p><p><b>　　1 鑒定沉積環(huán)境 </b></p><p>　　煤的形成和發(fā)育，無不受著一定的古地理沉積環(huán)境的控制。聚煤盆地的古地理沉積環(huán)境不僅決定了含煤巖系的巖性組合、巖相的類型及其變化的規(guī)律，而且也決定了煤層發(fā)育的一般地段和富集地段的位置。因此，研

7、究沉積環(huán)境對于開展戰(zhàn)略性的煤田普查和預(yù)測具有重要意義。 </p><p>　　在鑒定沉積環(huán)境中，砂體的粒度、分選性及泥質(zhì)含量的變化，是三項(xiàng)重要指標(biāo)。測井曲線（尤其是電阻率曲線、自然電位曲線和自然伽瑪曲線）不僅能區(qū)分不同巖性的地層，而且還可以有效地反映出這三項(xiàng)指標(biāo)的變化情況，所以利用測井曲線的配合使用，在鑒定底層和沉積環(huán)境中幾乎被認(rèn)為是不可缺少的。利用測井資料還可以做出區(qū)域的含砂率圖，這些圖件能清晰地反映出砂體的幾

8、何形態(tài)及其與煤層賦存形態(tài)之間的相關(guān)關(guān)系。一旦掌握了這種相關(guān)性，便可以根據(jù)它們來預(yù)測富集煤區(qū)域的位置，從而指導(dǎo)鉆孔的布置和勘探設(shè)計。 </p><p>　　2 煤質(zhì)分析和巖性分析 </p><p>　　利用數(shù)字測井技術(shù)和計算機(jī)對密度測井、聲波測井、中子測井等測井曲線進(jìn)行數(shù)字處理，可以獲得有關(guān)煤質(zhì)指標(biāo)（如含碳量、揮發(fā)分、灰分、水分、發(fā)熱量等）和巖石組分（如砂、泥的體積百分含量和孔隙度）的定量分

9、析結(jié)果。能夠進(jìn)行煤質(zhì)分析和巖性分析，這是現(xiàn)代煤田測井的重要特點(diǎn)之一。進(jìn)行煤質(zhì)分析和巖性分析的方法有兩種，即體積模型法和數(shù)理統(tǒng)計法。 </p><p>　　3 確定地層的強(qiáng)度特性 </p><p>　　研究巖石的強(qiáng)度特性，這對于煤礦的礦井建設(shè)和開采具有重要意義，尤其是煤層頂?shù)装宓膹?qiáng)度特性，它直接關(guān)系到開采方案的設(shè)計和礦井支護(hù)方案的選擇。測井資料力學(xué)性質(zhì)分析能為工程地質(zhì)勘探提供非常有價值的巖石

10、力學(xué)性質(zhì)參考。并可以借助測井資料降低煤的勘探和礦山開發(fā)的成本與風(fēng)險。利用聲波測井和密度測井資料可以較準(zhǔn)確地提供出巖石的各種動態(tài)彈性模量，即楊氏模量、切變模量、體積模量和柏松比。 </p><p>　　4 進(jìn)行地層對比及勘探區(qū)的評價 </p><p>　　利用測井資料進(jìn)行地層對比和區(qū)域性的綜合分析研究，可以得到煤層對比圖、覆蓋層等厚線圖、全部煤層或可采煤層的等厚線圖、等灰分線圖、頂?shù)装宓雀呔€

11、圖等成果圖件，這些資料可以對煤層的具體層位準(zhǔn)確判定，從而可以準(zhǔn)確地為地質(zhì)方面提供可靠煤層情況，確?？碧絽^(qū)煤層儲量計算的準(zhǔn)確性。并對勘探區(qū)的評價以及今后的開發(fā)設(shè)計都是極為有用的。 </p><p>　　5 確定煤的級別以及計算洗煤產(chǎn)率 </p><p>　　由于火成巖的侵入使煤的級別逐漸增高（即變質(zhì)程度加深）時，各種測井曲線會產(chǎn)生相應(yīng)的變化，如煤的變質(zhì)程度越深，伽瑪-伽瑪曲線的幅值會越小（密

12、度增大），中子曲線會逐漸降低（含氫量減少），電阻率也會相應(yīng)下降等等。因此，利用諸如密度-電阻率或密度-中子、視電阻率-天然伽瑪交會圖板，便會有效地判斷煤層的級別。利用密度測井曲線可以預(yù)測煤的可洗性，即在預(yù)定的某種特定比重條件下洗選原煤時的產(chǎn)率。國外殼牌公司和BPB公司在這方面都已有成功的經(jīng)驗(yàn)。 </p><p>　　6 地質(zhì)年代界面的劃分 </p><p>　　由于地層地質(zhì)年代的改變，在測

13、井曲線上往往表現(xiàn)為曲線形態(tài)的突變，或測井曲線整體基線值發(fā)生改變，即測井曲線整體的抬高或落低，根據(jù)這些特性，通過對同一勘探區(qū)各鉆孔測井曲線的分析對比，結(jié)合地質(zhì)鉆探方面提供的區(qū)域地質(zhì)規(guī)律進(jìn)行分析，測井曲線就能夠有效而準(zhǔn)確地劃分出地質(zhì)年代的界面。 </p><p><b>　　7 斷層點(diǎn)的解釋 </b></p><p>　　正斷層會使地層出現(xiàn)間距明顯縮短或缺失，逆斷層則使地

14、層出現(xiàn)間距明顯增加或重復(fù)現(xiàn)象。這種層間距的明顯縮短或增加，地層缺失或重復(fù)的現(xiàn)象也會反映到測井曲線上，據(jù)此可以從曲線上判斷斷層的大致位置及其性質(zhì)。通過曲線的對比和分析，確定勘探區(qū)不同巖性的地層斷層破碎帶的測井曲線特征類型。 </p><p>　　8 工程測井的應(yīng)用 </p><p>　　地球物理測井在煤田勘探的工程測量上也起著舉足輕重的作用。井斜的測量確保了煤層真厚計算的準(zhǔn)確性。井溫的測量，

15、可以繪制出全區(qū)的地溫梯度圖，對煤層火燒區(qū)的圈定以及地?zé)豳Y源的勘探有著重要的意義。同時利用煤田測井技術(shù)，在工程領(lǐng)域（如高層建筑地基孔巖性的測量、水井含水層測量等）也同樣起著積極的作用。地層傾角測井儀可有效地反映出地層傾角的變化，通過對全區(qū)各鉆孔測井結(jié)果的對比分析，可以對全區(qū)地質(zhì)構(gòu)造有一定的了解和確定。如今井下流速儀、超聲成像、井下成像測井等測井技術(shù)逐漸成熟 ，這對今后工程開發(fā)有著舉足輕重的作用。 </p><p>

16、　　9 計算聲阻抗與合成地震記錄 </p><p>　　利用測井資料計算出的聲阻抗曲線和人工合成的地震記錄，可以研究合成的反射波組與相應(yīng)的地層之間的關(guān)系，提供目的層反射波的存在及其波形特點(diǎn)，從而提高地震資料的解釋水平。在現(xiàn)代煤田地質(zhì)勘探中，利用測井資料（尤其是利用地層聲速測井資料）來校正地震資料的準(zhǔn)確性已廣泛應(yīng)用，其效果非常顯著。 </p><p>　　10 自然電位曲線 </p&g

17、t;<p>　　10.1 劃分滲透性巖層 </p><p>　　砂巖層滲透性的好壞和巖石中含泥質(zhì)多少有直接關(guān)系，而自然電位曲線也受巖石中泥質(zhì)含量的影響。一般滲透性好的地層（顆粒粗、分選好、含泥質(zhì)少），在地層水礦化度大于泥漿礦化度的情況下，自然電位為較大的負(fù)異常；滲透性差、致密的地層（顆粒細(xì)、分選差、含泥質(zhì)多），自然電位為較小的負(fù)異常。因此，根據(jù)自然電位曲線可以粗略地判斷巖層的滲透性。在砂巖中含有泥質(zhì)

18、夾層時，如果夾層的厚度不是很薄，在自然電位曲線上往往也能比較清楚地反映出來。所以，在一些地區(qū)不僅利用自然電位曲線定性地劃分滲透性地層，而且還利用自然電位曲線和微電極曲線相配合，來確定儲集層的有效厚度。利用自然電位曲線確定地層水電阻率時，要選擇地層厚度足夠大、泥漿侵入不深、地層泥質(zhì)含量很低的含水砂巖層。再根據(jù)已知巖層電阻率、泥漿電阻率、地層厚度和井徑等數(shù)據(jù)，把自然電位曲線校正到靜自然電位。 </p><p>　　由

19、以上所述的地球物理測井在煤田上的需要擴(kuò)展和廣泛應(yīng)用，不難看出，現(xiàn)代煤田測井在煤田的普查、預(yù)測、勘探以至開發(fā)設(shè)計中都已有了不可缺少的成功應(yīng)用。通過測井幾代人的努力，如今在技術(shù)與研究方面已達(dá)到世界先進(jìn)水平，并在煤層氣勘探測井中有了長足的進(jìn)展，測井技術(shù)也不斷完善，需要在更多的領(lǐng)域得到有效的應(yīng)用，為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出積極的貢獻(xiàn)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p>