利用地面鉆孔測井資料推測解釋小斷層

王星星

在煤礦開采、掘進過程中，小斷層、小構(gòu)造往往是冒頂、突水、瓦斯突出等災(zāi)難事故的主要誘發(fā)因素。因此小構(gòu)造、小斷層的精確探測解釋對于煤礦的開采具有重大的意義。在煤礦實際開采過程中，由于構(gòu)造應(yīng)力的作用，在小斷層周圍經(jīng)常發(fā)現(xiàn)局部的構(gòu)造煤。構(gòu)造煤的存在，導(dǎo)致剖面上顯示局部異常，此種特征可作為判斷小斷層的依據(jù)。

地球物理測井資料富含很多地質(zhì)信息，如巖煤層定性及確定煤層的深度和厚度；鑒定沉積環(huán)境；煤質(zhì)分析和巖性分析；確定地層的強度特性；進行地層對比及勘查區(qū)的評價；確定煤的級別；地質(zhì)年代界面的劃分；斷層點的解釋等?？梢酝ㄟ^對比進行合理運用破解測井曲線密碼。

1測井定性解釋小斷層

１.１測井曲線定性分析特征

在潘三井田范圍內(nèi)，利用已有的鉆孔測井資料，結(jié)合構(gòu)造分區(qū)及其層間距對比，劃分出受構(gòu)造影響不同程度區(qū)域內(nèi)的鉆孔，針對這些鉆孔的測井資料進行定性分析，識別出不同巖性的測井曲線形態(tài)特征，及其受構(gòu)造影響的巖性的測井曲線形態(tài)特征。在小斷層發(fā)育的地帶，最顯著的“證據(jù)”之一就是構(gòu)造煤、構(gòu)造巖，根據(jù)國內(nèi)外研究及其相關(guān)資料表明，視電阻率測井曲線和伽馬伽馬測井曲線對其響應(yīng)比較顯著，同時參考自然電位測井曲線，因此本文主要采用視電阻率和伽馬伽馬測井曲線來定性解釋小斷層。

１.２構(gòu)造煤的測井響應(yīng)特征

煤層受到構(gòu)造應(yīng)力破壞后，致使構(gòu)造軟煤分層的裂隙增多，孔隙度和水分含量增大，離子導(dǎo)電性增強，導(dǎo)致構(gòu)造軟煤的電阻率降低，視電阻率測井曲線表現(xiàn)為明顯的低幅值，并且會出現(xiàn)分叉現(xiàn)象或者鋸齒狀形態(tài)，因此視電阻率曲線是構(gòu)造軟煤定性和定厚的主要曲線。由于構(gòu)造煤煤體結(jié)構(gòu)破壞，煤的密度減小，散射的伽馬射線增多，其強度就增大，因此，構(gòu)造軟煤比硬煤具有較大的人工伽馬值。

１.３受構(gòu)造影響的砂質(zhì)泥巖的測井響應(yīng)特征

由于受構(gòu)造影響，砂質(zhì)泥巖的巖體結(jié)構(gòu)造成破壞，裂隙增加，主要表現(xiàn)為視電阻率的減小，視電阻率測井曲線形態(tài)呈現(xiàn)低幅值，接近于純泥巖的幅值，并且呈現(xiàn)出微齒狀。

１.４破碎帶的識別特征

由于受斷層影響在斷層面兩側(cè)出現(xiàn)破碎帶，破碎帶內(nèi)的巖石結(jié)構(gòu)遭到破壞，結(jié)構(gòu)造成不均一，后被方解石、黃鐵礦的礦物充填。在視電阻率測井曲線上表現(xiàn)為鋸齒狀或者明顯的分叉現(xiàn)象（圖2-3）。

１.５小斷層的測井解釋

小斷層落差較小，造成地層層間距的變化不是特別明顯，但由于小斷層兩盤在錯動過程中在斷層面兩側(cè)會形成構(gòu)造煤與構(gòu)造巖，在測井曲線上會有明顯的響應(yīng)，因此識別構(gòu)造煤及其頂?shù)装鍢?gòu)造巖是識別井田內(nèi)小斷層的關(guān)鍵。

本次根據(jù)收集的的測井資料，主要針對主采煤層13-1煤、11-2煤、8煤以及4-1煤附近發(fā)育的小斷層，利用視電阻率和伽馬伽馬測井曲線判別構(gòu)造煤及其構(gòu)造巖，共判定出13-1煤層附近8處、11-2煤層附近4處、8煤層附近9處。

圖１

２測井資料解釋小斷層與三維地震資料互相驗證情況

斷層兩側(cè)同相軸發(fā)生錯斷，但反射波特征清楚，波組或波系之間關(guān)系穩(wěn)定，一般為大、中斷層的反射。由于斷層的規(guī)模大小不同，可表現(xiàn)為波組或波系的錯斷。測井曲線上反映構(gòu)造煤視電阻率為明顯下降低幅值，伽馬伽馬曲線為不太明顯的高幅值。與上下相鄰近煤層相比曲線往往棱角明顯，上下不對稱。

斷層切過煤層鄰近鉆孔時，測井曲線上往往反映為強烈的構(gòu)造煤，此處構(gòu)造煤形成主要受大斷層影響，如井田內(nèi)十二西9鉆孔，其11-2煤中部有明顯構(gòu)造煤發(fā)育跡象，此類斷層在測井與地震剖面上均有明顯的特征。說明結(jié)合地震可以很好的驗證測井解釋成果(見圖1)。

［責(zé)任編輯：曹明明］