探討數(shù)字測井技術(shù)在煤田勘探中的應用

摘 要：隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，對于煤炭資源的需求量也在持續(xù)攀升，與此同時，也給煤田地質(zhì)勘探工作提出了更高的要求。近年來，科學技術(shù)的迅猛發(fā)展以及計算機技術(shù)的快速提升，在煤田地質(zhì)的勘探中數(shù)字測井技術(shù)也得以很好的發(fā)展，作為一種重要的勘探技術(shù)，數(shù)字測井在煤田地質(zhì)勘探中的應用也越來越廣泛。在實際工作中，數(shù)字測井技術(shù)不僅工作效率高，而且受氣候等影響程度很低，可以準確的確定煤層的位置、深度以及厚度等。因此，研究數(shù)字測井技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探中應用對其技術(shù)推廣具有重要的指導意義。基于此，文中筆者針對數(shù)字測井技術(shù)在煤田勘探中的應用進行探討，旨在為相關(guān)工作提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：煤田勘探；數(shù)字測井；技術(shù)應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.058

煤田的測井在煤田地質(zhì)勘探中是較為復雜的一項工程，它是依據(jù)煤和地下巖層之間的物性差異，采取合理的技術(shù)手段獲得其中的物理參數(shù)，并用來分析有關(guān)的地層狀況。采用數(shù)字測井技術(shù)判別煤層和巖層巖性的特征，根據(jù)各種參數(shù)及相關(guān)信息，可以確定煤層的位置、深度以及厚度等。由于數(shù)字測井技術(shù)工作效率高，受氣候影響程度低等特點，在煤田地質(zhì)勘探工作中具有非常好的優(yōu)越性。尤其是當前我國煤炭需求量的日益增加，加強該技術(shù)的應用研究具有非常重要的意義。

基于此，文中筆者結(jié)合貴州習水縣福平煤礦鉆孔ZK501測井實例對數(shù)字測井技術(shù)在煤田勘探中的應用展開探討，現(xiàn)介紹如下：

1 區(qū)域構(gòu)造位置

揚子地臺黔西北斷褶帶是貴州習水縣福平煤礦的大地構(gòu)造位置所在，桑木場背斜是該區(qū)的重要構(gòu)造特征，構(gòu)成的區(qū)內(nèi)的構(gòu)造主體，尤其是其軸部位置上，發(fā)育有交錯復雜的斷裂構(gòu)造，短軸龍寶背斜主要分布在該斷裂的南部方向的西側(cè)位置上。

2 井田地質(zhì)特征

臺地向沉積組合是區(qū)內(nèi)沉積巖的主要的特征，不僅發(fā)育有大量的碎屑巖，而且還發(fā)育大量的碳酸鹽巖。區(qū)內(nèi)分布地層多樣，主要分布有茅草組（下三疊統(tǒng)）以及夜郎組（下三疊統(tǒng)）與龍?zhí)督M（上二疊統(tǒng)）和零星分布的第四系地層。

龍寶背斜偏北方向的東側(cè)位置上傾伏端是該礦礦區(qū)的分布所在，在該背斜的西側(cè)的翼部位置上以及木擔壩背斜（次級背斜）的軸部位置上分布著大量的煤層。構(gòu)造線的展布特征主要為東西向進行延伸，巖層發(fā)育不陡傾，一些小的斷層可在部分區(qū)域內(nèi)發(fā)布，衛(wèi)隊煤層造成影響。

3 煤層頂?shù)装逄卣?/p>

龍?zhí)督M（上二疊統(tǒng)）是該礦井田的含煤巖系，全區(qū)可采煤層3層，其中C8為主采煤層，局部零星可采煤層2層。在成煤過程中，巖石碎屑粒度具有上粗下細漸變的特征，顯倒粒序?qū)永?。煤層頂板巖性以含粉砂質(zhì)泥巖為主，底板巖性以泥巖居多。

4 煤層特征

區(qū)內(nèi)主采煤C8，層厚1.07～2.10m，平均1.58m，點狀可采率達100%，變化系數(shù)為24.12%，穩(wěn)定指數(shù)為10.64%，屬較穩(wěn)定煤層。黑色是其主要的顏色，主要產(chǎn)出塊煤，粉煤的產(chǎn)出則比較少。前者主要呈現(xiàn)木質(zhì)狀以及條帶狀等構(gòu)造特征。后者主要呈現(xiàn)粒狀特征。貝殼狀以及階梯狀是其主要的斷口特征，本生裂隙在煤層中普遍存在。根據(jù)煤炭質(zhì)量分級，該煤層原煤為中灰無煙煤。

5 勘查過程中煤層空間位置和厚度的確定

5.1 鉆探方法

煤層采取率以及煤層頂?shù)装逡约般@孔孔深等多方面原因隊徽對煤層的空間厚度與其空間位置造成影響。①煤層頂板深度的確定，一般情況下都會實施誤差配賦，同時實施孔深校正，在入礦層頂板的位置以及在進深每100m的深度時都需要進行。②鉆桿鉆進階段，會受到很多因素的影響而增加阻力，繼而引發(fā)缺失現(xiàn)象的發(fā)生。根據(jù)井田綜合研究發(fā)現(xiàn)，頂末、底初缺失量的計算標準都是500m以下的鉆孔，缺失量都在10cm以下，而超過500m的，其缺失量應在20cm以下。③煤層真實值與超過95%的煤芯采取率基本相同。但實際卻并非如此都達不到95%的采取率，所以和煤層真實值進行比較，就會有一定的誤差出現(xiàn)，對其進行有效地驗證是非常有必要的。

5.2 物探數(shù)字測井

在地球物理勘探中該方法具有其非常獨特的作用，可以大大提升煤田鉆孔測井的時效性與便捷性。因此，起作用不可小覷。究其原理而言，NR、D3C、GG、GR等參數(shù)異常值曲線的測定，都是在孔內(nèi)巖層的物性差異下，通過該方法所獲得。能夠有效地對孔內(nèi)的煤層深度以及其分布情況，厚度如何等，都可在此手段下而清楚的獲得。

（1）如何對數(shù)據(jù)進行獲取。我隊設(shè)備采用北京中地英捷物探研究所生產(chǎn)的PSJ-2型數(shù)字測井儀，主要參數(shù)為密度（GG），自然伽瑪（GR），三側(cè)向電流（D3C）和電阻率（NR）。運用電腦控制程序，不間斷地對數(shù)據(jù)進行采集，一次成圖?？變?nèi)測量采樣都是依照5cm來進行確定，重復的對含煤段實施測量，對存在的煤層異常特征進行不間斷地采集記錄。該項工作任務實施之前，對相關(guān)的設(shè)備予以了有效地校正，避免了工作中的誤差發(fā)生，小于±0.25m深度誤差，依照每分鐘6.50m的速度進行測速，從而保證了測量數(shù)據(jù)的準確性。在煤層中三側(cè)向電流D3C和自然伽?GR曲線反映為低異常，密度GG和電阻率NR曲線反映為高異常。

（2）煤層、巖層的定性、定厚解釋。①依照曲線（D3C、GG、GR）利用綜合曲線圖（其比例為1：200），相同位置深度，通過GG、D3C、GR曲線將煤層地球物理特征給反應出來，將這些異常曲線確定為煤層產(chǎn)出孔段，非煤層的解釋根據(jù)巖層其他特征作為參照進行確定。

②煤層定厚。依照上述基礎(chǔ)，確定煤層頂板和厚度則運用1：50綜合參數(shù)曲線進行解釋。借以D3C曲線為基礎(chǔ)，當大于等于40毫米的形態(tài)幅值，則利用40毫米進行拐點區(qū)分，在此值之下的依照改值的一半進行區(qū)分。在GG曲線上，當大于等于40毫米的形態(tài)幅值，將該值的三分之一處作為解釋點，小于該值時，將該值的二分之一處作為解釋點。GR曲線解釋將三分之一的形態(tài)幅值處進行區(qū)分，若高伽瑪值在圍巖區(qū)域出現(xiàn)后，則應當向上移動解釋點。利用加權(quán)平均對三種曲線的平均值進行獲取，避免誤差的發(fā)生。

6 兩種方法進行煤層對比

6.1 對比結(jié)果

煤層頂板深度以及煤層厚度的確定，利用巖心編錄以及物探測井手段，一般而言都會有一些誤差存在。如鉆孔ZK501中的C8煤，鉆探判層為1.81米，底板深度為483.25米，而測井出來煤層的厚度為1.79米，底板深度為482.71米，研究誤差出現(xiàn)的原因，并對其進行消除，在此基礎(chǔ)上，使得煤層厚度下降了0.02m，底板界線卻上提了0.54m。

6.2 誤差分析

因揭穿煤層以及進入煤層的鉆孔采取率未達到95%的水平，因此煤層厚度的確定以及其分布特征等，通過前者所述的方法，因此存在一定的誤差。利用編錄巖芯長度計算獲取煤層底界限以及其頂界限。非煤層以及煤層界限的確定，是利用測井曲線所獲得。所以煤層頂、底界線的確定，運用者兩種方法，可能還有一定的誤差存在。

6.3 如何解決這些問題

在允許范圍出現(xiàn)的誤差情況，有效地進行分析和取舍，就能準確地確定煤層的底板深度和厚度。當鉆孔的地層特別復雜，孔壁嚴重垮塌，巖芯釆取率不高時，選擇物探測井定性定量解釋，只要準確掌握好電纜在孔中伸縮的千分比，方法與質(zhì)量是完全可行和可靠的。

7 結(jié)語

通過數(shù)字測井技術(shù)在煤田勘探中的應用分析，煤層的厚度以及其位置的確定應當利用綜合手段來進行，這樣獲取的數(shù)據(jù)將更加準確。因此，加強數(shù)字測井技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探過程中的應用能極大促進煤田勘測工作的順利進行。

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作者簡介：胡朝杰（1966-），男，貴州天柱人，大專，物探工程師，研究方向：煤田地球物理測井。