数字测井在煤田地质勘探中的应用效果.pdf

2 2 常 东 出字测井在煤田 地质 勘探中的应用 效果 第 8 卷第 4 期 数字测 井在煤 田地质勘探 中的应用效果 常东 新疆地矿局第九地质大队测井站新疆乌鲁木齐8 3 0 0 0 9 摘要 煤田测井是煤田地质勘探中不可或缺的重要勘探手段， 其主要任务是确定煤层层位及其深度、 厚度 、 结构； 划分钻孔地质剖面， 进行岩性分析； 通过多孔测井曲线对比， 掌握岩煤层变化规律， 推定断层、 破碎带位置 及褶曲等地质构造； 确定钻孔空间位置； 计算岩煤层的力学参数等等。J GS一1型智能工程测井系统， 适用 于煤田测井工作， 其地质找矿效果、 社会效益和经济效益十分显著。 关键词 数字测井煤田勘探应用效果 1 前言 煤 田测井是利用煤 、 岩层 的地质一地球物理特 性的差异 ， 运用恰当的技术手段 ， 测定它们 的某些物 理参数来间接地获得 地层信 息 。要完 成煤 田测井 任务 ， 须根据含煤 地层 的地球 物理 特征选 用 测量 参数 ， 利用多参数 、 多方法测量和综合分 析资料完 成煤 田测井任务 。 目前 ， 煤 田测井 主要是利用煤 、 岩层的导 电性 、 密度 、 放射性 、 声 特性等物性差异 ， 进行相应 的方 法测井 。实 践证 明 ， 煤 田测井具 有 经济 、 快捷 、 可靠 、 有效 的特性 ， 数字测井则 更加显 现其优越性 。 2 数字测井的开展 第九地质大队是新疆地矿局以煤田地质勘探见 长的综合性地质 队， 长期开展煤 田地质勘查及煤 田 测井工作。我队于 2 0 0 2年 4月在全疆率先引进 了 重庆地质仪器厂生产的 J G S一 1 A型智能工程测井 系统及配套探管， 开展 了煤 田地质勘查数字测井工 作， 并在两年内用单套仪器顺利完成了十多项煤 田 地质勘查项 目约四万米的煤 田测井工作量 。因我队 煤 田地质勘查规模迅速扩大， 煤 田测井任务逐年成 倍增加， 加之我们引用的 J G S一1 A型智能工程测井 系统测井效果理想 ， 我 队又于 2 0 0 4年 3月和 2 0 0 5 年 6月先后购进 了两套重庆地质仪器厂生产 的 J GS 一 1 B型智能工程测井 系统及配套探管 。到 目前为 止， 我队测井站在 5年的时间里， 利用这三套数字测 井仪器在全疆各地累计完成煤 田测井工作量三十多 万米， 完成并提交了包括新疆阜康县砂沟、 吉木萨尔 县芦草沟、 火烧山、 奇台县大井、 将军戈壁、 红沙泉等 大型项 目在内的 6 0多个煤 田地质勘查项 目的测井 报告 。数字测井工作的开展取得 了很好的地质找矿 效果， 社会效益和经济效益十分显著。我队数字测 井工作的顺利开展， 为新疆地矿局推广使用重庆地 质仪器厂 的 J GS一1 B型智 能工程测井系统提供 了 依据和范例。 3 J GS 一1型智能工程测井系统的性能特点 1 重庆地质仪器厂生产 的 J GS一1型智能工 程测井系 统是集数 字化 、 系列化 、 轻便 化 、 组合 化 和小 口径化于一身 的较 为成熟 的数字测井仪 器设 备。 2 J GS一1型智能工程测井系统性能稳定、 灵 敏度高、 调速稳定、 测量数据准确可靠 。 3 J GSl 型智能工程测井系统操作程序简明 直观 ， 操作方便。探管的连接、 更换 简便 、 快捷。探 管 的组合化 ， 能够多参数 、 多方法 同时测量 ， 大大提 高了测井工作效率。 4 测井系统 软件 的数据处 理功能全 面 有倒 序、 深度对齐、 深度修正、 曲线叠加、 曲线滤波、 数值 计算等功能， 数据处理操作简便。可根据需要输出 多种深度 比例尺的测井图件 。 4 J G S 一1型智能工程测井系统煤田测井应用效果 1 在煤 系地层 中， 煤层相对 于其它岩层 ， 通常 有着高电阻率、 低密度 、 低放射性强度 、 低声速等物 性特征 ， 数字测井 曲线能够更准确地反映出岩 、 煤层 间的物性差异 ， 煤层解释和岩层划分效果也更为理 想 。 维普资讯 2 0 0 7 年 8 月 地 质 装备 2 3 划分地质剖面 电阻率 密度 自然伽玛 自 然电位井径声速沙泥水 60 0 6l O 图 1 测井综合成 果图 2 煤层的定厚解释及各方法曲线煤层界面分层 3 煤、 岩层的很多物性特征往往是人们无法直 点的确定 。 接感觉到的， 在进行煤 、 岩层 的对 比时 ， 仅仅根据地 L L3 GGS L L3 I ＼～ ， 、 { { k _ j ～ ≮ ／ 图 2 煤层解释成果 图 质和钻探方面的资料进行对比， 在煤、 岩层变化复杂 的情况下 ， 就会给对 比工作造成一定的困难和不确 定性。而通过测井能够获得很多地质一地球物理信 息 ， 邻近多钻孔数字测井曲线对于同一煤、 岩层的相 似物性特征有着较为准确地反映 ， 会 出现相似的曲 线形态特征 ， 利用测井 曲线并结合地质资料进行煤、 岩层的综合对 比， 能够提高地层对 比的可靠程度。图 3 为测井曲线煤层对比实例 。 4 判断断层 利用完整层序地层测井曲线 的整 体特征为对 照依据 ， 可对某一 钻孔 测井 曲线进 行 对 比， 若在测井 曲线上 出现某一段 重复或缺失 ， 即 密度 电阻率 密度 电阻率 密度 电阻率 尸 L 一 _ 一 j L 一 _-- l 一 一 _ _ 一 占 一 一 ， _ 一 f _ 芦 -_≥ I _ _ l 图3 测井曲线煤层对比图 5 6 7 8 铝 鹋 维普资讯 2 4 常 东 数字测井在煤田地质 勘探中的应用效果 第8 卷第4 期 可确定相 应 的地层重 复或缺 失 ， 以此 判 断断层 位 置及断层性 质 。如 图 4所示 ， 在 钻孔 3 7 6 ～4 0 6 m 孔段 测井曲线 虚线 与 4 0 8 ～4 3 8 m孔段 测井 曲 线 点划线 非 常吻合 ， 可 以断 定这是 因 为地层重 叠导至 曲线重 复 。据此判断断层带位 置在 4 0 6 ～ 4 0 8 i n处 ， 断 层 使 钻 孔 内 3 0 i n厚 的 煤 、 岩 层 重 叠 。 』 一 -一 一 一一 妻 ， 】 ； ． 声 二 一 一 备 _ ， - -- ⋯⋯‘ 。 一 ≤ J一 _ t一 一 ．、 1 一 -- 一 ⋯ 一 r 秭 j _ c 一 乒 暑 JI‘一J I ⋯ 一 一 I管 l ～ 一～ 一 _ 乡 ～ ．一一一 己 一一一 图 4 断层带煤 、 岩层 重叠测井 曲线图 5 数字测井所 采集 到的各种数据 ， 能够更方便 地利用数学方法计算 、 分析更多的测井成果。 1 进行岩性 分 析 、 计算 沙泥 水含 量 ， 见 测井 综合成果 图 图 1 右 侧 的沙 泥 水 含量 百 分 比 曲 线 。 2 进行岩体强度计算 ， 如杨 氏模量 、 体积模量 、 切变模量 、 泊松比及强度指数计算 。提供煤层顶、 底 板及所需岩层 的抗压强度参数。通过采样经实验室 分析取得的结果 ， 证实测井计算的强度参数 ， 其随机 误差很小 ， 且系统误差稳定 ， 易于校正 。 3 分析煤、 岩层 的物性变化情况， 可 以利用原 曲线数据经过处理计算 ， 形成 它的梯度 曲线 。如图 5中黑色曲线 是密度曲线 灰色 的梯度 曲线 ， 密度 曲线的突然降低或升高， 其梯度曲线会有一个相应 的低谷或高峰出现 ， 梯度 曲线能够较直观地反映煤 、 岩层的物性突变特征。 6 数字测井数据通过刻度系数计算 ， 能够得到 密度 曲线 密度梯度 曲线 图 5 梯度变化曲线图 较为准确的导电性、 密度、 放射性、 声特性等物性参 数数据 ， 可为地质及其他勘探方法所利用。 5 加 强测 井成 果的 综合研 究 煤 田地质勘查 中， 在对钻孔测井资料进行解释 的基础上 ， 还能够进行孔与孔的对比分析 ， 编制相应 的图件 ， 研究煤、 岩层的变化规律和影 响煤层开采的 各种地质 因素， 提供储量计算和经 济评价 的相关成 果。测井成果是煤 田地质勘查报告 的基础资料 ， 测 井方法是重要 的勘探手段 ， 充分利用测井资料 ， 加强 测井成果 的综合研究 ， 能够解决更多的地质问题 ， 进 一 步提高煤 田地质勘查水平 。 6结论 在煤 田测 井 中 ， 数 字 测 井 与 模 拟 测 井 相 比较 ， 具有信息丰富 、 数据量大 、 分辨率 高及 现场测井快 捷等优点， 提高了煤 田测井的整体质量。煤层解 释准确可靠 ， 划 分钻 孔地 质剖 面依 据 充分 ， 煤 、 岩 层 的综 合 对 比成 果 可靠 。数 字测 井 数 据便 于统 计 、 计算 、 编制图件 ， 有利于提高综合研究程度 。随 着科技进步和技术更新 ， 数字测井 的方法技术会不 断完善和提高 ， 其在煤 田地质勘探 中发挥的作用也 会更加重要 。 收 稿 日期 2 0 0 7年 3月 9日 维普资讯