利用測井曲線判斷破碎帶地層及煤層對比方法探討

時世界

(黑龍江省煤田地質204勘探隊，黑龍江 七臺河 154600)

利用測井曲線判斷破碎帶地層及煤層對比方法探討

時世界

(黑龍江省煤田地質204勘探隊，黑龍江 七臺河 154600)

主要介紹破碎帶地層的成因及破碎帶地層的特點、在地層鉆探施工時鉆機的反映特點及判斷破碎帶地層的方法，并提出了煤層對比的幾種依據方法和用測井曲線進行煤層對比的地質問題。

煤田地質；破碎帶；地層；煤層對比；測井曲線

由于風化和氧化造成的破碎帶一般距地表較淺，防止風氧化破碎坍塌的方法是下套皮封住風化和氧化造成的破碎帶。本文要研究的是深層破碎帶，也就是構造作用引起的破碎帶。破碎帶地層對鉆機進尺極為不利，在鉆進中易坍塌掉塊、漏水，鉆進速度低，巖心不好采取且易產生孔斜和夾、卡、埋鉆事故及孔內測井事故。研究深層破碎帶地層，目的是指導鉆機生產和預防夾、卡、埋鉆事故及孔內測井事故的發(fā)生，為研究巖、煤層對比和判斷地質構造提供依據。

煤層對比工作是煤田地質工作的重要內容之一，在勘探中要認真地進行分析與研究對比，這在理論和實踐上都有重大意義，如果煤層層位對比錯誤，就會給勘探施工工作、礦井設計工作、煤礦生產等帶來重大損失。

1 利用測井內線判斷破碎帶地層的方法

1.1 破碎帶地層的特點

由風氧化作用或斷裂構造形成的破碎巖石條帶稱為破碎帶。破碎帶地層包括：風化帶、氧化帶、斷層破碎帶、褶皺破碎帶、易水化地層等。破碎帶也稱碎裂帶, 破碎帶地層的特點：節(jié)理發(fā)育，裂隙多、硬、脆、碎。有的被重新膠結起來形成破碎巖、斷層角礫巖等。

1.2 形成破碎帶地層的主要原因

A.風化帶：由于受到水、日照、溫度等物理和化學作用，使巖殼從完整變得破碎。

B.氧化帶：氧化帶位于風化帶之下，煤的化學性質變化明顯，其物理性質變化則不明顯。

C.斷層破碎帶：斷層兩盤相對運動，相互擠壓，使附近的巖石破碎，形成與斷層面大致平行的破碎帶。

D.褶皺破碎帶：脆硬性巖層在發(fā)生彎滑作用時，由于巖層厚度不易發(fā)生變化，常在轉折端部位出現(xiàn)虛脫現(xiàn)象，使脆硬性巖層發(fā)生彎曲及斷裂變形，形成構造透鏡體等。

1.3 判斷破碎帶地層的方法

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1.3.1 鉆機鉆進破碎帶地層的反映特點

在不穩(wěn)定的破碎帶巖層鉆進，巖心破碎且難于采取，巖心采取率極低；從取芯管中可以取出棱角不規(guī)則的破碎巖石塊或在巖心管中帶上來上部坍塌地層的巖塊；破碎造成掉塊使局部阻塞，鉆具下不到底，起鉆時拉力增加，有滯澀感覺，嚴重時發(fā)生卡、夾、埋鉆；鉆進過程中回轉不靈，提動滯澀，指重表負荷上升。以上現(xiàn)象可以確定為破碎帶地層。

1.3.2 地質檢驗破碎帶地層的巖芯特點

巖心不完整，采取率低；巖心充填物較多，夾裂隙、摩擦面多；巖心成分較多，膠結松散，棱角分明，常有糜棱巖、角礫巖、斷層泥、礫石出現(xiàn)等；破碎帶地層上下巖層傾角與正常地層相比突然變大或變小。通過以上巖芯鑒定可以確定為破碎帶地層。

1.3.3 測井物性曲線反映破碎帶地層的曲線特點

破碎帶巖性在各種方法物性參數曲線上有較明顯的特征，當鉆孔巖層裂隙發(fā)育、巖石破碎后，體積松散，孔隙增大，滲透性加強，物性發(fā)生改變?？紫洞?、膠結松散巖芯平均密度小，散射伽瑪長(短)源距曲線為梳狀高低異常反映；聲波時差曲線為梳狀高低異常反映，出現(xiàn)周波跳躍；孔隙大、膠結松散、滲透性強，視電阻率曲線異常為多組低異常反映，曲線幅值下降接近基線；孔隙大、膠結松散，井徑曲線幅值出現(xiàn)不規(guī)則較大變化。通過曲線異常反映特征可以確定為破碎帶地層。

2 利用測井曲線進行煤層對比的方法

2.1 煤層對比的幾種依據

A.標志層對比法：某些具有明顯鑒別特征面積大的極穩(wěn)定分布巖層，如具有明顯巖性、顏色、形狀等特征，而又分布較廣，層位穩(wěn)定，易于對比則構成標志層。

B.煤層本身對比法：根據各地區(qū)主要穩(wěn)定煤層或煤層組進行對比，包括厚度、層數特征、有無夾石層、煤層與煤層間距、頂底板巖性等因素，判定是否同一煤層的正確性。

C.煤質對比法：根據煤巖組分煤種的有害成分硫、磷、灰分及其他稀有礦物等進行對比。

D.化石對比法：一般來說，各煤層頂底板(或上下部)巖石中都含有一定的化石可以進行對比。

E.地震資料對比法：根據地震波在一些地層或煤層中的標準波進行對比。

F.測井曲線對比法：各煤巖層一般有一定的物性曲線反映形狀。同時頂底板及附近巖石曲線也可幫助對比。

2.2 測井曲線進行煤層對比的方法

A.利用測井資料進行區(qū)域地質研究。通過資料綜合對比可獲得勘探區(qū)內測井曲線的綜合標準剖面，內容包括：地質年代、巖心符號、巖性描述和物性描述、煤巖層的厚度和深度、相鄰層、主要測井曲線。標準剖面是進行測井解釋、對比的依據之一。

B.測井曲線標志層：測井曲線上具有一定顯著特征、可作為追蹤的地層(煤層)，滿足的條件是在測井曲線上異常突出或特征顯著、易于辨別。

C.曲線對比的方法：a.幅寬對比法。曲線異常幅度、寬度的對比，因為不同煤巖層在幅度、厚度上各有不同。b.曲線異常形態(tài)對比法。巖煤層在曲線上出現(xiàn)各自不同的形態(tài)特征，如：鋸齒狀、饅頭形、燕尾形、山字形。c.異常組合規(guī)律對比法。同一地區(qū)煤巖層的巖性、物性、沉積厚度、間距等方面在其順序和間隔上有一定的規(guī)律。

2.3 測井曲線煤層對比研究的地質問題

第一，確定層位可以利用曲線之間的比較，尤其和標準剖面的曲線比較來解決。第二，研究煤巖層變化規(guī)律。第三，確定破碎帶判斷斷層。第四，研究火成巖侵入體分布的范圍。第五，研究煤層被沖刷(水、河流的作用)的范圍。

3 結語

根據鉆機在鉆進不穩(wěn)定地層的反映特點，通過地質巖芯鑒定描述和測井曲線反映特征，綜合判斷破碎帶地層方法是行之有效的，可以較準確地確定破碎帶地層。綜合判斷破碎帶地層方法可以用來指導鉆機生產，預防孔斜和夾、卡、埋鉆事故及孔內測井事故發(fā)生，為研究巖、煤層對比和判斷地質構造提供重要依據。

利用測井曲線反映特征進行煤巖層對比，既直觀又形象，已被廣泛應用。但有時利用測井曲線對比法無法進行可靠對比，往往要利用上述各方法綜合分析研究確定煤巖層層位，特別是復雜煤層，有時還要加密鉆孔的控制程度。同時，在施工設計或報告中都要做出鉆孔巖煤層對比圖，以便指導施工和提供正確的建井資料。

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Discussiononthemethodofjudgingstrataandcoalseamcontrastinfracturedzonebyloggingcurve

SHI Shi-jie

(No.204 Coal Geological Exploration Team, Qitaihe 154600, China)

This paper mainly introduces the characteristics and causes of fracture zone, and the method of judging strata and coal seam when drilling, and puts forward several geological problems according to the method of coal seam comparison and contrast with the coal seam logging curve.

Coalfield geology; Fracture zone; Formation; Coal seam correlation; Logging curve

TD163

B

1674-8646(2017)20-0056-02

2017-08-25

時世界(1968-)，男，助理工程師。