煤田測井工程參數(shù)分析與處理

【摘 要】煤田測井中工程參數(shù)的分析與處理為地質(zhì)學研究地溫場提供依據(jù)，為建礦設計提供了巖性力學的彈性參數(shù)，同時為煤田地質(zhì)計算巖、煤層真厚度提供基礎數(shù)據(jù)，所以資料的分析與處理十分重要。

【關鍵詞】孔斜計算；地溫；低溫梯度；巖層強度彈性參數(shù)

煤田測井常規(guī)測井資料提供地層的巖性、深度、厚度，收集、參考周圍鉆孔測井曲線資料，通過綜合分析做到定性準確，定量可靠。煤田鉆孔測井的工程參數(shù)主要是，鉆孔孔斜參數(shù)，鉆孔井溫參數(shù)，鉆孔巖性強度參數(shù)。

一、 常規(guī)測井資料分析處理

（一）常規(guī)測井巖性資料的分析是利用多種測井參數(shù)、多種測井方法對物性的分析，巖性的地球物理特性差異在測井曲線上的反映是不同的，從測井曲線反映上間接獲取地層信息，確定地層層位的物性特征，做巖層的定性、定厚和深度分析，從而確定地層的地質(zhì)剖面。同周邊鉆孔測井資料綜合對比、分析，根據(jù)曲線的形態(tài)、幅度、寬度、相序等特征的綜合分析，確定鉆孔的揭露地層的地質(zhì)年代，劃分含水層，劃分破碎帶等，同時解決鉆探施工中地層丟失、地層打薄等問題。

（二）煤田地層主要以沉積巖為主，地層物性反映明顯，測井曲線反映形態(tài)、幅值等都有一定的規(guī)律可循，煤、巖層的定性、定厚分析一般不少于三種物性參數(shù)，主要以視電阻率，巖性密度自然伽馬為主，同時參考聲波時差曲線和井徑曲線等。巖層、煤層主要物性參數(shù)反映特征

巖性的曲線幅值特征由于沉積年代、沉積環(huán)境的不同而不同，巖層的孔隙度、泥質(zhì)含量、煤層的灰分、稀有礦物質(zhì)含量不同，曲線的反映幅值、形態(tài)都會有一定的變化，根據(jù)不同區(qū)域、不同的成因，具體情況具體分析。

二、工程測井參數(shù)資料分析與處理

煤田測井中工程參數(shù)主要是井斜，井溫，巖性強度參數(shù)的資料分析與處理。

（一） 鉆孔的孔斜資料為地質(zhì)計算煤層、巖層的真厚度和真深度提供依據(jù)，為保證測斜數(shù)據(jù)的真實性與可靠性，采用井斜軟件對每一個測斜點進行較正計算，計算基礎公式如下：

△X=L×sinα

△Y=L×sinα×sinβ

△Z=L×cosα

L：計算點段間距（m） α：鉆孔點頂角（°）β：鉆孔點方位角（°）

下面是某去一鉆孔測斜計算成果表

（二）使用成果表數(shù)據(jù)繪制井身投影軌跡圖，直觀的反映了鉆孔的空間位置

（三）地溫資料的分析處理

煤田測井地溫測井分為簡易井溫測井和近穩(wěn)態(tài)井溫測井，在實際測溫工作中，由于鉆孔保留時間較長，受鉆孔因素和地層的影響，能夠取得近穩(wěn)態(tài)井溫資料的鉆孔較少，簡易井溫資料為非近穩(wěn)態(tài)鉆孔地層溫度，根據(jù)少量的鉆孔近穩(wěn)態(tài)溫度恢復規(guī)律進行相應的校正。目前，主要采用三點校正計算，井底溫度校正，中性點和恒溫帶三個點的連線，計算地溫梯度，利用地溫梯度計算鉆孔溫度，提供給建礦設計部門，為通風和安全的必需資料，也是地質(zhì)學對地溫場研究的主要依據(jù)。下面是某孔地溫梯度計算實例，T：校正后的溫度曲線，H1、T1是恒溫帶的深度和溫度，H2、T2為鉆孔孔底深度和校正后的溫度，G為地溫梯度：G=（T1- T1）/（H2-H1）×100（℃/100m）

（四）巖層強度參數(shù)的資料分析處理

通過聲波測井的方法獲取地層巖體彈性波的傳播時間及頻譜特征，通過綜合計算，結(jié)合巖石的實際測試結(jié)果對地層巖體進行工程地質(zhì)條件評價，利用補償聲波測井取得聲波時差參數(shù)，補償密度測井得到巖性密度參數(shù)，聲波時差計算出縱波速度、橫波速度及常用的動態(tài)彈性參數(shù)，一般為楊氏模量、體積模量、切變模量、強度指數(shù)和泊松比，計算方法：

1.縱波速度：縱波也稱為壓縮波，縱波速度就是縱波時差的倒數(shù)Vp=1/Tp（Km/s）

2.橫波速度：橫波也就是剪切波，由于剪切波只能在固體中傳播，所以測井是由于泥漿的存在無法直接檢測到橫波，只能用經(jīng)驗公式計算，ts=tp/{1-1.15×（（1/δ+1/δ3）/e1/δ}3/2 橫波速度：（縱波×0.8）×Vs=1/ts δ為密度，tp縱波時差。

3.泊松比：橫向相對壓縮與縱向相對伸長之比，計算公式為：σ=1/2×{（Vp/Vs）2- 2}/{（Vp/Vs）2- 1}。

4.體積模量：體積的相對變化與應力之比。計算公式為K=E（1- 2σ） E為楊氏模量 σ為泊松比 單位：千兆帕斯卡。

5.切變模量：切應力與切變角之比。 計算公式：u=δVs2 δ為密度，Vs橫波速度。

6.楊氏模量：縱向應力與相對伸長之比。E=2 u（1+σ） u：切變模量 σ：泊松比，單位為千兆帕斯卡。

7.強度指數(shù)：地層的抗壓力、強度。計算公式：S=δ/tp2 δ為密度，tp：縱波時差， 單位為千帕斯卡，此參數(shù)不是標準的彈性參數(shù)，但是與標準的參數(shù)密切相關，由于不使用橫波速度參數(shù)而被廣泛的使用。下面是某孔計算結(jié)果表

三、測井計算的工程參數(shù)

對于某一勘查區(qū)，資料較多，連續(xù)性、可靠性較高，地溫資料為地質(zhì)學研究地溫場的提供依據(jù)，確定地溫梯度，變溫區(qū)、恒溫區(qū)增溫區(qū)；利用鉆孔孔斜資料計算煤、巖層真實深度和厚度，減少設計誤差；鉆孔的彈性力學參數(shù)為礦建設計提供參考數(shù)據(jù)，同時為地震學研究、校正起到了很大的幫助。

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作者簡介：張國安（1966年12月），男，籍貫：內(nèi)蒙古自治區(qū)莫力達瓦達斡爾族自治旗，畢業(yè)陜西煤炭工業(yè)學校，從事煤田地球物理勘探測井，工作單位：東煤地質(zhì)局一零一勘探隊，職務：測井科長、物探工程師。