淺談對利用測井曲線異常推斷斷層的認識

雷嵩　閆慶磊　王升

【摘 要】地球物理測井技術(shù)能用于解決各種地質(zhì)問題，其基礎在于地下各種巖石和探測對象具有不同的物理性質(zhì)，人們就利用這些性質(zhì)與對象之間的一定關(guān)系，來研究鉆孔剖面各種巖性的劃分、各類目的層的判定、它們的深度和厚度的確定、以及其它定性和半定量解釋結(jié)果。地層溫度、作用時間、地層壓力能夠影響到煤的變質(zhì)程度，變質(zhì)程度的高低關(guān)聯(lián)煤的導電性、密度等物理性質(zhì)，地球物理測井探測到這些物性的異常，再結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料、周邊鉆孔測井資料，就能推斷某些地質(zhì)構(gòu)造的存在。

【關(guān)鍵詞】地球物理測井；曲線異常；斷層。

一 、煤的物理性質(zhì)受煤的變質(zhì)程度的影響

（一）煤的導電性

煤的導電性決定于它們的變質(zhì)程度，并與其煤巖成分、礦物雜質(zhì)含量、水分含量以及孔隙度有關(guān)。低灰分的腐植煤的電阻率按其變質(zhì)程度的不同，一般為：褐煤50～200ΩM到200～4000ΩM；煙煤4000～5000ΩM到1000～100ΩM；無煙煤80～1ΩM到1～0.001ΩM。

（二）煤的密度

煤的密度與其變質(zhì)作用有關(guān)，隨著變質(zhì)程度的加深，其密度逐漸增加，在低灰分的情況下，褐煤的密度為1.05～1.20g/cm3；煙煤為1.20～1.30g/cm3；無煙煤為1.30～1.60g/cm3。

二、根據(jù)實測的測井曲線異常推斷斷層存在

以某煤田的實際勘探為例，此煤田大部為褐煤，煤質(zhì)較差。在對鉆孔進行地球物理測井過程中，發(fā)現(xiàn)少量鉆孔部分煤層的測井曲線異常，推斷存在斷層，現(xiàn)就此推斷分析如下：

（一）曲線形態(tài)異常

5012和5014鉆孔測得11號煤層曲線異常（排除儀器性能異常），曲線如圖1所示（圖中曲線從左至右分別為電阻率、密度、天然伽瑪和自然電位）。

圖1所示5012號鉆孔11號煤底部電阻率高異常，對應部位的密度曲線也顯示密度微微變大，圖2所示5014號鉆孔11號煤頂部電阻率高異常，對應部位的密度曲線同樣顯示密度值微微變大，引起煤層電阻率變大的原因有無水裂隙增大、煤中含有高阻物質(zhì)和變質(zhì)程度增高。

1.無水裂隙增大。

無水裂隙增加電阻率隨會上升但密度會隨之減小，故排除孔隙度影響。

2.含有高阻物質(zhì)。

煤盆地屬于沉積盆地，如11號煤層含有高阻物質(zhì)，則整個區(qū)的或附近其他鉆孔所揭露的11號煤層也應存在這類物質(zhì)，但實際不存在，且5012和5014鉆孔11煤層的高阻值出現(xiàn)的位置不一樣，故排除高阻物質(zhì)影響。

3.變質(zhì)程度增高。

煤的變質(zhì)程度越高，電阻率值越大，密度也隨之增大，符合曲線反映的物性，故推斷為煤層變質(zhì)程度增大。

考慮到煤層變質(zhì)程度的影響因素以及煤層的埋深情況，排除靜壓力的影響，只剩構(gòu)造壓力的影響，即存在斷層，斷層產(chǎn)生的強剪切力以及隨之伴生的溫度，導致了煤層的變質(zhì)程度的加深，且斷層穿過5012鉆孔的11號煤的下部，穿過5014鉆孔的11號煤層的上部。

（二）煤層厚度異常

這兩孔位于勘探50線，兩孔間距1000米，抽取5008、5010、5012、5014和5016作對比如下：

根據(jù)厚度變化和正斷層導致層位缺失的性質(zhì)，推斷這兩個鉆孔位于正斷層上，再根據(jù)底板差值的變化，推斷斷層剖面為如圖3所示形態(tài)：

（三）走向勘探線鉆孔煤層結(jié)構(gòu)對比

5012、5014孔分別位于12、14走向線，抽取12線4612、4812、5012、5212孔和14線4614、4814、5014、5214孔分別作對比如下：

進一步計算兩相鄰孔之間的11煤的底板的深度差值，得到：

根據(jù)煤層厚度和底板差值變化，推斷在12、14走向線上的剖面如圖4、5所示：

根據(jù)走向和傾向線的各鉆孔11煤的構(gòu)造，推斷出工區(qū)平面圖斷層分布如圖6所示：

三 、總結(jié)

通過地球物理測井，能較準確的反應鉆孔縱向上的巖層的物性變化，要想較準確的劃分鉆孔所揭露的地層的巖性，需要結(jié)合多參數(shù)曲線綜合分析，而要想通過測井資料推斷地質(zhì)構(gòu)造的存在，則需要結(jié)合地質(zhì)資料，由點及線或由點及面，并最終得到地質(zhì)上所需要的成果。

參考文獻：

[1]中國礦業(yè)學院物探教研室 中國煤田地球物理勘探[M].北京： 煤炭工業(yè)出版社， 1981年6月第一版

[2]武漢地質(zhì)學院煤田教研室 煤田地質(zhì)學地質(zhì)出版社[M].北京：1981年6月北京第一版.

[3]王惠濂 綜合地球物理測井[M].北京： 高等教育出版社.

第一作者簡介：

雷嵩（1986.10-），男，漢族，遼寧鞍山人，地球物理學學士，2009年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學地球物理學專業(yè)，現(xiàn)就職于東北煤田地質(zhì)局一〇三勘探隊，從事地球物理測井工作。