寧夏紅柳井田延安組煤層對比研究

王建華

（寧夏回族自治區煤田地質局 寧夏 銀川 750011）

紅柳井田位于寧夏回族自治區中東部地區，行政區劃隸屬靈武市寧東鎮和馬家灘鎮管轄。北西距銀川市約80km，在靈武市東南約45km處，地理極值坐標位于東經106°41′38″至 106°49′18″，北緯 37°47′49″至 37°56′56″之間。

紅柳井田的延安組含煤地層為內陸湖泊的三角洲沉積，橫向上巖性變化較大，沒有穩定的標志層，煤層對比用傳統的標志層對比法存在一定的困難。但延安組沉積期基本上處于均衡沉降階段，三角洲垂向沉積層序清楚，橫向變化規律明顯。因此，煤層對比以6煤底板為基準采用煤層層間距及底板標高逐點追索法、煤層自身特征法、煤層組合關系法、地球物理特征法及地震物性特征法進行煤層綜合對比。本文主要對二、四、六、十、十二、十六、十七、十八（2、4、6、10、17、18）煤的對比進行了分析研究。

1 對比方法

本文主要采用了地球物理特征與煤層層間距及底板標高逐點追索、煤層自身特征法、煤層組合關系法、地球物理特征法、地震物性特征法相結合的方法進行了煤層對比。

2 煤、巖層對比標志

本次勘探主要采用“地球物理特征法”，同時適時參照其它方法進行煤層對比，各編號可采煤層及巖層的物性反映特征分述如下：

2.1 煤層地球物理特征

紅柳井田侏羅系中統延安組為本區的煤系地層，平均厚273.23m。該地層主要以各種粒徑的砂巖、砂質泥巖、泥巖和煤組成，共含煤二十余層，其中編號煤層十八層。煤種為長焰煤和不粘煤，煤化程度低，煤的礦物質含量和灰分含量也較低。因而各煤層在物性上具有低密度、低放射性含量，中、高電阻率的特點，即“兩低一高”，與煤系地層圍巖相比，HGG和DLW曲線在煤層上都反映出高異常幅值，在HG曲線上則反映為低異常幅值。中、厚煤層在DZW曲線上多表現為負電位異常。因而總結上述特征規律，將幾種有效測井參數曲線綜合起來識別煤層與圍巖就比較容易，且界面清楚，特征明顯。下面就本井田各編號煤層的物性反映特征自上而下分述如下：

圖1 2煤曲線形態特征圖

圖2 3-1、3-2煤曲線形態特征圖

圖3 3-1、3-2、3下煤曲線形態特征圖

圖4 4煤組曲線形態特征圖

圖5 6、10煤曲線形態特征圖

圖6 十二煤曲線形態特征圖

圖7 16煤、17煤組曲線形態特征圖

圖8 18-1、18-2煤曲線形態特征圖

①2煤：該煤層位于煤系地層上部,層位井田內沉積穩定，結構簡單，大部可采，平均厚4.91m。2煤在DLW曲線上呈“指狀單邊峰”或“筆架峰”高異常反映；在HGG曲線上呈“峰箱形”高異常反映。在HG曲線可表現為低異常的“塊狀箱形”反映。各物性曲線形態特征明顯（見圖1）。

②3煤組：3-1煤、3-2煤井田內結構簡單，層間距變化較大，從最大間距18.81m，至局部并為一層3煤，3-1煤平均厚0.93m；3-2煤沉積基本穩定，局部出現不可采點，平均厚1.99m。在HGG、DLW曲線上呈現“單指峰狀”中高異常，在HG曲線上呈現“指峰狀”低異常（見圖2）。3下煤層位沉積不穩定，結構簡單，主要沉積在勘探區10線以南，大部以煤線存在。在南部15～18線出現可采層，平均厚0.78m。（見圖3）。

③ 4煤組：勘探區內北部4-1、4-2煤相互依存，井田內層位沉積基本穩定，結構簡單，基本全區可采，在井田的西部見少量不可采點，四1煤平均厚1.31m；4-2煤平均厚0.86m。4-3煤層位井田內沉積基本穩定，結構簡單，大部可采，同樣在井田的西北部見少量不可采點，平均厚2.29m。在DLW和HGG曲線上均呈“指峰狀”中、高異常反映，在HG曲線上呈低異常“齒狀雙單峰”反映（見圖4）。

④6煤：區內主要可煤層。該煤層井田內沉積基本穩定，結構簡單。隨著向井田北部的延伸，煤層沉積厚度穩定，只在H2006孔出現不可采點，平均厚3.33m。在DLW曲線上，六煤呈現“單邊狀”中高幅值反映，在HGG曲線基本呈直上直下的“箱峰狀”高異常反映，界面明顯；在HG曲線呈“箱峰狀”低異常，特征明顯（見圖5）。

⑤10煤：主要可采煤層，沉積于整個井田。層位沉積穩定，結構簡單，全部可采，平均厚3.60m；十煤井田內層間距沉積基本穩定。在DLW曲線上呈“單峰狀”高異常反映，在HGG曲線基本呈直上直下的“箱峰狀”高異常反映，界面明顯；在HG曲線呈“箱峰狀”低異常，特征明顯（見圖5）。

⑥12煤：主要可采煤層。12煤井田內層位沉積穩定，結構簡單，只在南部 （H2603）出現一個不可采點，平均厚1.77m；在DLW和HGG曲線上呈“單峰狀”中、高異常反映；在HG曲線呈“指峰狀”低異常反映，物性特征明顯。在井田北部，12下部伴隨著一薄煤線（見圖6），層位穩定；在南部，這一煤線消失。

⑦16煤、17煤組：井田內層位沉積基本穩定。16煤在井田內層位較穩定，厚度變化較大，局部可采，平均厚度0.94m；十七煤組結構較為復雜，分為17-1、17-2煤，大部可采，在局部又合二為一。17-1煤平均厚1.42m；17-2煤平均厚1.15m。該煤組間距不大，常以煤組形式出現。在DLW和HGG曲線上呈“齒峰狀”反映，組合成“王字”結構；在HG曲線呈互層“齒峰狀”反映（見圖 7）。

⑧ 18煤：分為18-1、18-2煤，位于煤系地層底部。18-1層位沉積穩定，結構復雜，大部可采，平均厚3.33m，該煤層在DLW曲線呈“單邊型峰狀”高異常反映；在HGG曲線呈“鋸齒狀”高異常反映，組合特征明顯；在HG曲線呈低異常“箱狀峰”低異常反映。18-2煤層位沉積不穩定，結構簡單，平均厚度1.20m，該煤層在DLW曲線呈 “尖峰狀”高異常反映；在HGG曲線呈“指峰”高異常反映，組合特征明顯；在HG曲線呈低異常“小尖峰”低異常反映（見圖8）。

2.2 巖層的物性特征

紅柳井田鉆孔揭露的有新生界第四系和中生界的白堊系及侏羅系地層。第四系由風積砂以及未膠結成巖或松散的黃土和砂礫構成，厚0～20m。一般該地層孔徑擴大較為普遍，物性參數曲線特征反映不穩定。白堊系下統志丹群為本井田煤系上伏地層，中上部為一套雜色的砂礫巖層，夾薄層粘土或粉砂質粘土層，下部為膠結較為致密礫巖層，與下伏侏羅系呈不整合接觸，各物性參數曲線反映特征非常明顯。侏羅系的延安組地層為本井田的含煤建造，其巖層的物性特征表現為巖層的巖性隨著粒度的由細變粗，其泥質含量的減少，自然伽瑪逐漸減小，電阻率值隨之增大，密度值也相應增大，自然電位由零向負方向變化。下面就將本井田含煤地層具有代表性的幾種巖層物性特征分述如下：

①泥巖

泥巖由于密度相對較小，松軟易擴徑，電流的導通性較好，因而在DLW曲線呈低幅值反映，在HGG曲線上則顯示稍高異常反映，由于泥巖具有顆粒小，表面積大，吸附放射性元素能力大的特點，所以在HG曲線上呈稍高異常反映(見圖9)。

圖9 泥巖曲線形態特征圖

圖10 炭質泥巖曲線形態特征圖

圖11 砂巖曲線形態特征圖

圖12 粉砂巖和粉砂質泥巖曲線形態特征圖

圖13 硅質膠結砂巖曲線形態特征圖

②砂巖

砂巖的組成成份比較復雜，當砂巖的巖性由粗、中、細砂巖順序排列時，其孔隙度逐漸減小，泥質含量增加，因而在DLW曲線上其幅值逐漸降低；在HGG曲線上，隨著砂巖的巖性由粗變細，孔隙度逐漸減少，從而砂巖的密度稍有減小，則異常的幅值由低變高；在HG曲線上，砂巖隨著巖性顆粒的變細和泥質含量的增大，則HG曲線的異常幅值隨之增大（見圖10）。

③粉砂巖和粉砂質泥巖

粉巖巖和粉砂質泥巖由于顆粒比較細，密度比較小，泥質含量高等特點，因而在各物性參數曲線上的反映介于細砂巖和泥巖之間（見圖11）。

④炭質泥巖

由于炭質泥巖的泥質含量變化范圍大，其物性特征表現為：電阻率值低于煤而高于泥巖；炭質泥巖的密度大于煤而小于泥巖，所以在DLW曲線上有稍高異常；在HGG曲線上有似煤異常反映。炭質泥巖在HG曲線上反映平緩，呈“鋸齒狀”反映。總之，由于炭質泥巖含炭量的變化和泥質含量的變化較大，在物性上很難找到一種固定的模式，唯一表現突出的就是在HGG曲線呈似煤高異常反映。因而在介于煤和泥巖之間的物性反映均可視為炭質泥巖（見圖12）。

⑤硅質膠結砂巖

在實際的測井工作中，巖層的物性反映并非如此理想，其變化是復雜的。巖層中巖石顆粒的分選性、膠結物的成份和膠結程度、以及巖石孔隙度的大小、孔隙中溶液礦化度的高低等，都會引起同種巖層的巖性具有不同的物性特征反映。在本區硅質膠結的砂巖，比一般泥質膠結的砂巖電阻率值高得多；密度也相應比較大，因而在物性上其DLW曲線呈高異常反映，在HG、HGG曲線呈低幅值反映（見圖13）。

綜上所述，通過對煤層物性特征的一般性和特殊性進行分析，在進行煤層對比時，既綜合利用煤層物性的一般規律，又重視其物性的特殊性，并結合上述各種對比方法進行煤層對比，各煤層空間展布形態經勘探線剖面圖和煤層底板等高線圖驗證是穩定的，所以本次勘探煤層對比結果是可靠和基本可靠的。

通過對巖層物性特征的一般性和特殊性進行分析，在利用各種物性曲線作鉆孔剖面解釋時，不僅要綜合利用巖層物性的一般規律，而且要重視其物性的特殊性，參考巖芯鑒定成果，并與各種物性曲線綜合對比，掌握該區地層組合物性特征和沉積規律，這樣才能對巖層的巖性做出更加符合實際的解釋。 所以，2煤、3煤組、4煤組、6煤、10煤、12煤、16煤、17煤組和18煤組對比可靠。

［1］王定武,王運泉.煤田地質與勘探方法[M].徐州:中國礦業大學出版社,2005.

［2］楊飛燦.利用測井曲線進行勘探區煤層對比[J].煤，2010,19（1）:64-65.