摘要:煤田測井是利用煤、巖層的地質一地球物理特性的差異,運用恰當的技術手段,測定它們的某些物理參數來間接地獲得地層信息。要完成煤田測井任務,應根據含煤地層的地球物理特征選用測量參數,利用多參數、多方法測量和綜合分析資料完成煤田測井任務。目前,煤田測井主要是利用煤、巖層的導電性、密度、放射性、聲特性等物性差異,進行相應的方法測井。數字測井在煤田地質勘探中是重要的勘探技術,它主要用來確定煤層的位置、深度以及厚度等。由于數字測井技術在煤田地質勘探中具有工作效率高、氣候影響程度低以及煤層測量的精確度高等特征,已得到廣泛應用。
關鍵詞:數字測井技術;煤田;地質勘探
1、數字測井技術在煤田地質勘探中的應用優(yōu)勢
煤田地質勘探是一項較為復雜的工程,要想較為精確的勘探測量出地下含煤的性質及特征,應具備一項技術含量較高的測量系統(tǒng),以及運用先進的勘探測量技術。近些年來,數字測井技術在煤田地質勘探中受到廣泛應用,原因在于其具有一定的優(yōu)勢。具體表現于以下幾個方面:第一,采用數字測井技術進行勘探測量,其的工作效率高。一般情況下,三位勘探人員將能完成由資料收集、確定煤層的厚度及深度以及計算機的處理等工作。數字測井技術的作業(yè)速度較快,這大大提高了煤田地質勘探工程的工作效率。第二,對煤層的厚度、深度以及結構處理的準確度較高。第三,全天侯作業(yè),通常不受氣候環(huán)境的影響,即便在惡劣環(huán)境的情況下也能準確、快速的收集到首要資料。第四,收集、處理以及整理數據的能力較強,從采集、處理至整理數據等整個程序均是自動化,整理所得的資料快速且準確,精確度較高。第五,操作較為簡便,通俗易懂,便于學習及使用。這些均是數字測井技術的優(yōu)勢,因此,利用數字測井技術進行煤田勘探,有利于鑒別煤層的性質。
2、煤田測井資料在煤田地質勘探中的用途
計算機技術在煤田測井中的應用,促進了測井儀器的組合化、刻度化以及輕便化。煤田測井資料對煤田區(qū)域的勘探、信息分析以及開采中,有著很大的使用價值。煤田測井資料可以幫助勘察人員鑒定煤田沉積環(huán)境。古代的地理沉積情況決定了煤炭的形成以及發(fā)育,利用煤田測井資料可以有效的了解含煤巖系中的巖性組合、各種巖相的類型和變化規(guī)律,還可以清楚的確定煤層發(fā)育的狀況,確定什么位置煤比較多,什么位置比較少。在確定煤層和巖層的厚度和深度上,有著很好的使用價值,這個時候可以根據數據資料繪制的密度測井曲線來劃分煤層和巖層的狀況。利用體積模型方式以及豎立統(tǒng)計表,對密度、中子和聲波等測井曲線分析處理時,可以準確的得到煤質指標和巖石的組合成分,還可以幫助勘察人員有效地分析出煤質和巖性的特征。煤田測井資料還可以幫助工作人員確定煤田中煤的變質程度,地殼中火山巖侵入煤層時,往往會提高煤的變質程度。在這種情況下,各種測井也會隨之發(fā)生變化,伽瑪一伽瑪曲線的幅度值會隨著煤的變質程度加深而減小,中子曲線也會跟著下降,電阻率曲線也會出現這種情況。煤田測井資料可以幫助勘察人員確定含煤地層的含水量特征。通過數字測井的電參數對煤礦中含煤地層的含水特征進行分析,可以有效的了解含水層的狀況,有利于煤田的開采設計工作。
3、數字測井技術在煤田地質勘探中的應用實踐
3.1判斷煤田礦井的斷層位置
在實際測量中,使用完整、系統(tǒng)層序地層測井曲線的整體特性作為對照的依據,加以比較某一鉆孔的測井曲線。在測量的過程中,若發(fā)現測井曲線上某一段曲線存在重復或者缺失,則能確定煤田礦井中存在相關的地層重復或者缺失,由此判斷礦井斷層的位置以及斷層的性質。
3.2確定煤層的性質
通常情況下,利用數字測井技術獲得數據而繪制的測井曲線可以準確的反映出煤層的狀況。主要表現在下面幾個方面:第一,自然的伽瑪曲線,它主要可以反映出煤層的放射性很低,甚至比見到的低放射性地層還要低。第二,根據密度繪制的測井曲線,通常情況下,煤礦中煤層的體積密度在1.5g/am3。第三,依據聲波繪制的測井曲線,可以反映出煤層的間隔傳播時間比圍巖的間隔傳播時間長,它的大小和煤田的煤質、煤質的變化情況有著密切的聯系。第四,依據中子繪制的測井曲線,可以看出煤田中鉆孔的隙度指數很高,通常,高含碳量的煤會導致這種狀況。第五,繪制側向電導率曲線,當煤田中煤炭的特性變化程度較高,他的電導率會接近于零。主要是因為在質量不好的煤炭中,電導率的變化和煤炭中灰分的含量有關系。所以,煤田地質勘探中利用數字測井技術,可以更好的確定煤層的性質。
3.3判斷煤質的巖性以及煤的性質變化程度
采用專用的軟件對聲波、中子以及密度等測井曲線對所收集到的數據進行數字化的分析及處理,并將取得的煤質指標以及巖石成分進行定量分析。在煤田地質中,基于火成巖的不斷侵人,使煤田的變質程度不斷逐漸增高,煤田中的種種測井曲線也隨之發(fā)生相應的改變,若煤的變質程度越深,伽瑪-伽瑪曲線的幅值將逐漸減小,中子曲線將隨之不斷降低,電阻率的曲線也會隨之下降。對此,采用密度、電阻率或者密度結合中子繪制測井曲線圖,能更為有效的推測煤層的性質變化程度。
3.4確定煤層的含水量
在煤田地質勘探中,利用數字測井技術獲得的電阻率和自然電位等電參數,可以綜合分析出煤層的含水物理性質,并可以準確的得到含水層的深度和厚度,地下水的涌水量以及補給情況。煤田地質勘探中利用數字測井技術,可以有效的指導煤田工程建設,根據獲取的數據進行分析,得到煤層頂底板的特征以及含水層的狀況,據此,再設計出合理的開采方案。
4、結束語
總的來說,應用數字測井技術進行煤田勘探,為煤田勘探的合理評價以及開采方案的優(yōu)化設計提供了良好的依據。采用煤層的密度、電阻率或者密度結合中子進行繪制測井曲線圖,能更為有效的推測煤層的性質變化程度。近些年來,隨著計算機信息技術的快速發(fā)展,數字測井儀器所取得的參數逐漸增多,能更為全面的解釋各種測井的數據資料,從而為煤田地區(qū)的普查、詳查以及勘探提供有力的證據保障。數字測井技術具有工作效率高、受氣候影響小以及測量煤層深度及厚度的精確度高等優(yōu)點,在煤田地質勘探中受到廣泛應用。
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(作者單位:河北省煤田地質局第二地質隊)
作者簡介:王義同,1986年6月,男,漢族,河北省邢臺市,助理工程師,研究方向:地球物理測井。