煤田地球物理测井技术.ppt

煤田地球物理测井,罗忠文2010年12月,内容简介,一、煤田地球物理测井可解决的地质问题二、煤田地球物理测井设计编制应注意的问题三、煤田地球物理测井参数的选择四、煤田地球物理测井资料处理五、煤田地球物理测井资料品质识别六、煤田地球物理测井资料解释七、煤田地球物理测井曲线煤岩层对比八、煤田地球物理测井报告编制方法九、贵州煤田地球物理测井存在的常见问题十、煤田地球物理测井发展方向,一、煤田地球物理测井可解决的地质问题,一、煤田地球物理测井可解决的地质问题1、确定煤层的深度、厚度及结构；计算煤层的碳、灰、水含量；2、划分钻孔岩性剖面，提供煤、岩层的物性数据；解释岩层的砂、泥、水含量；推断解释地层时代；3、进行煤岩层物性对比，建立地层地质剖面；4、测量地层产状，研究煤、岩层的变化规律、地质构造及沉积环境；5、测量地温，评价地温变化特征；6、测算地层孔隙度和地层含水饱和度；确定含水层位置及含水层间的补给关系；,,一、煤田地球物理测井可解决的地质问题,7、测算煤岩层力学参数；8、初步估算目的煤层的煤层气含量、孔隙度、渗透率，定性评价其顶底板岩层的渗透率；9、确定钻孔顶角和方位角；10、固井质量检查评价和套管校深；11、对其他有益矿产提供信息或作出评价。,,一、煤田地球物理测井可解决的地质问题,,二、煤、泥炭地质勘查规范对测井的要求6.3凡地形、地质和物性条件适宜的地区，应以地面物探主要是地震，也包括其他有效的地面物探方法结合钻探为主要手段，配合地质填图、测井、采样测试及其他手段，进行各阶段的地质工作。6.5所有钻孔都必须进行测井工作。B.3.2工程地质勘查应进行必要的工程地质观测及钻孔工程地质编录，还应充分发挥地面物探和数字测井的作用，有针对性地布置采样测试工作。,B.4.6.1普查阶段应收集和分析区内外有关地温资料，根据具体情况选择少部分钻孔进行简易测温。测温钻孔的分布应尽量考虑对不同构造部位和深度的控制。B.4.6.2详查阶段应在地温异常区或可能出现高温的地区，选择不少于50％的钻孔进行简易测温，并在其中选择二至四个钻孔进行近似稳态测温。普查阶段未发现地温偏高，条件类似的相邻地区亦未发现有高温的生产矿井，且煤层埋藏深度小于500m时，本阶段一般可不做地温工作。,一、煤田地球物理测井可解决的地质问题,,一、煤田地球物理测井可解决的地质问题,,B.4.6.3勘探阶段的地温工作，应根据不同情况分别对待a前阶段已确定为无高温异常的地区一般不再做测温工作；b前阶段初步确定属于地温梯度正常为背景的高温地区，应在井田深部的少数钻孔以及选择部分穿过断层或见岩桨岩的钻孔进行简易测温，并选择少量有代表性的钻孔做近似稳态测温，进一步了解地温变化；c在以地温异常为背景的高温区，勘查钻孔一般应做简易测温，并选择二至三个钻孔做近似稳态测温，以查明区内不同深度以及各构造部位的地温变化和地温梯度，并圈定高温区的范围；,表G.1孔隙、裂隙类充水矿床一般所需基本工程量表,一、煤田地球物理测井可解决的地质问题,,表G.2岩溶类充水矿床一般所需基本工程量表,一、煤田地球物理测井可解决的地质问题,,三、煤、泥炭地质勘查规范实施指导意见的要求1.规范的性质规范中凡涉及到煤矿设计、建设、生产过程安全的条款都是强制性的，如有关水文地质、工程地质、煤层瓦斯、煤尘爆炸危险性、煤层自燃发火、地温变化等与开采技术条件相应的条款。规范规定的工作量是可能查明上述地质条件的最低工作量。规范规定的各勘查阶段控制程度及查明程度，是衡量地质勘查报告是否达到该勘查阶段工作程度的基本要求。矿业权人对控制程度及查明程度的要求，不应低于规范规定的该勘查阶段工作程度的要求。,一、煤田地球物理测井可解决的地质问题,,22.2钻孔煤层的原始资料和基础资料的区别原始资料指在钻孔钻进过程中获得的，根据钻孔岩心编录以及测井曲线综合解释所获得的资料。基础资料是以原始资料为基础，经过综合分析研究后,所确定的能够正式提供使用的资料，即所谓的综合定案资料。,一、煤田地球物理测井可解决的地质问题,,一、煤田地球物理测井可解决的地质问题,,四、煤炭地质勘查钻孔质量标准MT/T1042-2007要求4钻孔测井质量标准6钻孔综合质量标准6.2.2废孔c钻孔的终孔深度大于100m，但因钻探原因而无测斜资料者；或钻孔中的任意测斜点的孔斜度大于或等于5，但没有取得系统的方位角资料，使地质资料无法使用者；,二、煤田地球物理测井设计编制应注意的问题,,1地质任务、工作量及质量要求；2对以往测井工作的评价；3区内地质、地球物理特征；4确定试验孔的数量、孔位、试验目的及试验内容；5采用的物性参数、方法、技术条件及技术指标；6资料处理及要求、成果图件内容及报告提交时间；7仪器设备配备、人员组织及管理；8安全措施和经费预算。,一、煤田地球物理测井参数选择原则①满足现行煤炭地球物理测井规范要求；②煤岩层物性差异明显，煤层定性定厚可靠，煤层底板坐标计算可靠；③根据勘查设计，能满足煤层气评价、水文地质评价、工程地质评价、地温评价、固井质量评价等需要；,三、煤田地球物理测井参数选择,,三、煤田地球物理测井参数选择,,二、常规煤田地球物理测井参数选择常规煤田地球物理测井必须测量自然伽马、密度或伽马伽马、视电阻率屏蔽电极较长、屏蔽效果较好的三侧向视电阻率曲线的薄层分辨率较高、自然电位、孔斜。,三、煤田地球物理测井参数选择,,三、非常规煤田地球物理测井参数选择非常规测井是指常规测井以外的测井。要求进行煤层气评价的钻孔必须测量补偿密度、补偿声波、补偿中子、双井径、井温；可选择测量电极电位、地层产状、超声成像、核磁共振等；要求进行水文地质评价的钻孔必须选择扩散法或流量测井；可选择中子中子、超声成像测井；,三、煤田地球物理测井参数选择,,要求进行工程地质评价的钻孔可选择声波时差、超声成像测井；要求进行地温评价的钻孔必须根据地质设计选择简易测温或近似稳态测温或稳态测温；要求进行固井质量检查的钻孔，应选择声幅、全波列、磁定位等测井。,四、煤田地球物理测井资料处理,,①预处理包括建库、曲线读取、曲线深度取齐、纠错与插值、滤波、校正与刻度；②数值计算包括曲线相加减、乘、除、曲线计算、数据统计；③曲线分层包括模拟人工分层屏幕编辑分层、不等式分层、模拟人工分层、统计分层平均值分层、方差分析分层、极值方差分层、活度分析分层；④岩性和煤质分析包括概率统计法、判别分析法、回归分析法、体积模型法、交会图法等；⑤图件输出CAD电子图、纸质图纸。,五、煤田地球物理测井资料品质识别,,一、虚假测井曲线特征重复性、矛盾性、不协调性,五、煤田地球物理测井资料品质识别,,五、煤田地球物理测井资料品质识别,,五、煤田地球物理测井资料品质识别,,二、不可靠的测井曲线不可靠测井曲线主要来自三个方面一是测井设备工作不正常，比如人工放射性曲线和自然放射性曲线技术率不稳定、视电阻率供电不正常；二是工作方法不正确，主要表现在测斜资料和测温资料方面；三是资料处理存在问题，主要表现在密度小于1g/cm3，甚至小于0g/cm3，或者大于4g/cm3，甚至达200g/cm3以上；有些情况是视电阻率、人工伽马计数率、自然伽马计数率出现负值；,五、煤田地球物理测井资料品质识别,,三、质量较差的测井曲线特征薄层分辨率低，细节无反映，煤层界面不清晰,一、测井曲线识别,人工伽马密度曲线煤层处有明显异常反映；视电阻率曲线煤层、灰岩处有明显的高幅值异常，泥岩为低幅值反映；自然伽玛曲线煤层为相对低的幅值，但泥岩、碳质泥岩、铝土岩等为较高幅值；,六、煤田地球物理测井资料解释,,二、岩、煤层定性解释定性解释就是不作定量计算，也不涉及层位问题，而是着眼于曲线反映，根据曲线的异常特征，分析研究钻孔剖面，定性地判断煤层、区分岩性，确定新老地层界面位置等。贵州煤田测井用的定性解释参数曲线有视电阻率、自然伽玛和人工伽玛三条。一定性解释的依据物性差异是岩、煤层定性解释的依据。,六、煤田地球物理测井资料解释,,六、煤田地球物理测井资料解释,,常见岩石的密度见下表,常见岩石的电阻率见下表,六、煤田地球物理测井资料解释,,常见岩石的自然放射性见下表,六、煤田地球物理测井资料解释,,二、定性解释的原则和方法原则从曲线入手，综合解释。方法选择物性差异明显的几条曲线进行综合解释。三、煤层定厚解释一、定厚解释的原则1、选用异常明显、分层点突出易找的两条或两条以上不同参数曲线进行综合定厚解释；2、定厚物性参数是定性物性参数；3、定厚解释采用屏幕曲线人工分层，充分利用放大曲线直观和精度高的优点；4、定厚解释严格按照分层规律进行，不可随意变动，避免解释的人为误差。,六、煤田地球物理测井资料解释,,二、定厚解释的方法1、先定性后定厚；2、根据钻探和测井解释成果对比采用合理的解释点；3、各参数曲线按各自的解释原则独立解释，然后取其算术平均值深度和厚度作为解释成果。贵州煤田测井常用的煤层定厚解释曲线为三侧向电阻率、人工伽马和自然伽马三条，其解释点见下表。,六、煤田地球物理测井资料解释,,四、煤岩层解释实例,六、煤田地球物理测井资料解释,,五、正断层解释正断层在测井曲线上的特征与相邻钻孔测井曲线对比，层间距减小，曲线明显出现缺失段。,,,,,,,六、煤田地球物理测井资料解释,,六、逆断层解释逆断层在测井曲线上的特征与相邻钻孔测井曲线对比，层间距加大，曲线出现明显重复特征,六、煤田地球物理测井资料解释,,七、含水层解释,六、煤田地球物理测井资料解释,,八、井温资料分析一测量地温工作的重要性煤矿安全规程明确规定采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电硐室的空气温度不得超过30℃，并且，当上述两工作地点的空气温度超过30℃和34℃时，必须停止作业。二几个基本概念变温带地温受太阳辐射热影响而具有周期性变化的带。恒温带地温常年保持恒定的层、带称为恒温带或中性层。增温带地温变化受制于地球的内热，随深度增加而增加。地温梯度每100m地温升高的度数。,六、煤田地球物理测井资料解释,,三近似稳态测温近似稳态测温时间为0h、12h、12h、24h、24h，直到24h内温度变化小于0.5℃或总时间达72h。,六、煤田地球物理测井资料解释,,煤炭资源地质勘探地温测量若干规定指出a.平均地温梯度不超过3℃／100m的地区为地温正常区；b.平均地温梯度超过3℃／100m为高温异常区；c.原始岩温高于31℃的地区为一级热害区；d.原始岩温高于37℃的地区为二级热害区。,四地温分析依据,煤田地球物理测井资料解释,,一、测井曲线综合对比的目的测井曲线综合对比是为了追索煤、岩层，了解煤田地质构造，摸清煤层、含水层和其他有用矿层的分布规律，最后计算储量。测井曲线综合对比通常能确定层位，研究煤、岩层变化规律，确定断层，研究火成岩侵入体分布的范围，研究煤层冲刷的范围等。二、测井曲线对比方法测井曲线对比通常是通过测井曲线标志层来进行的，测井曲线标志层就是在测井曲线上具有一定显著的特征、可作追踪的地层包括煤层。测井曲线对比通常有曲线异常幅度和宽度对比法、曲线异常形态对比法、曲线异常组合规律对比法和曲线特殊异常对比法四种。,七、煤田地球物理测井曲线煤岩层对比,,三、组合标志对比追踪确定层位,七、煤田地球物理测井测井曲线煤岩层对比,,一、文字结构根据现行煤田地球物理测井规范DZ/T008020109.3.2节要求，测井部分文字报告主要包括a.地质概况及地球物理特征；b.工作方法及测井仪器；c.资料处理、解释；d.地质成果；e.结论与建议；,八、煤田地球物理测井报告编制方法,,二、成果附图根据现行煤炭地球物理测井规范DZ/T0080938.8.4要求，测井成果附图主要包括a.钻孔测井综合成果图；b.物性综合柱状图；c.煤、岩层曲线对比图；d.复杂结构煤层对比图；e.测井设计要求的平面等值线图；f.其他有关图件。,八、煤田地球物理测井报告编制方法,,三、应注意问题a.术语规范如测井参数、曲线横向比例单位；b.图件规范曲线排列位置统一、图签格式和图件编号与其他图件统一；c.曲线图横向比例选择合适；d.图文表一致文字描述的与曲线反映的；e.不画蛇添足做什么写什么，没做的不写；f.质量评述客观准确；g.煤层对比描述特征明显。,八、煤田地球物理测井报告编制方法,,九、贵州煤田地球物理测井存在的常见问题,,一、对煤炭勘查规范的理解不够准确不够全面二、设备选型不合理三、测井工作现场验收有待加强四、综合分析不足,,工作质量不高钻孔基础资料准确性和可靠性受到影响,十、煤田地球物理测井发展方向,,一、煤层气资源评价二、其他有益矿产评价三、环境地质评价四、工程地质评价,,需要增加补偿密度、补偿声波、补偿中子、自然伽马能谱、声波波幅和超声成像等测井方法,谢谢,