利用地面鉆孔測(cè)井資料推測(cè)解釋小斷層

王星星

在煤礦開(kāi)采、掘進(jìn)過(guò)程中，小斷層、小構(gòu)造往往是冒頂、突水、瓦斯突出等災(zāi)難事故的主要誘發(fā)因素。因此小構(gòu)造、小斷層的精確探測(cè)解釋對(duì)于煤礦的開(kāi)采具有重大的意義。在煤礦實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中，由于構(gòu)造應(yīng)力的作用，在小斷層周?chē)?jīng)常發(fā)現(xiàn)局部的構(gòu)造煤。構(gòu)造煤的存在，導(dǎo)致剖面上顯示局部異常，此種特征可作為判斷小斷層的依據(jù)。

地球物理測(cè)井資料富含很多地質(zhì)信息，如巖煤層定性及確定煤層的深度和厚度；鑒定沉積環(huán)境；煤質(zhì)分析和巖性分析；確定地層的強(qiáng)度特性；進(jìn)行地層對(duì)比及勘查區(qū)的評(píng)價(jià)；確定煤的級(jí)別；地質(zhì)年代界面的劃分；斷層點(diǎn)的解釋等。可以通過(guò)對(duì)比進(jìn)行合理運(yùn)用破解測(cè)井曲線(xiàn)密碼。

1測(cè)井定性解釋小斷層

１.１測(cè)井曲線(xiàn)定性分析特征

在潘三井田范圍內(nèi)，利用已有的鉆孔測(cè)井資料，結(jié)合構(gòu)造分區(qū)及其層間距對(duì)比，劃分出受構(gòu)造影響不同程度區(qū)域內(nèi)的鉆孔，針對(duì)這些鉆孔的測(cè)井資料進(jìn)行定性分析，識(shí)別出不同巖性的測(cè)井曲線(xiàn)形態(tài)特征，及其受構(gòu)造影響的巖性的測(cè)井曲線(xiàn)形態(tài)特征。在小斷層發(fā)育的地帶，最顯著的“證據(jù)”之一就是構(gòu)造煤、構(gòu)造巖，根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究及其相關(guān)資料表明，視電阻率測(cè)井曲線(xiàn)和伽馬伽馬測(cè)井曲線(xiàn)對(duì)其響應(yīng)比較顯著，同時(shí)參考自然電位測(cè)井曲線(xiàn)，因此本文主要采用視電阻率和伽馬伽馬測(cè)井曲線(xiàn)來(lái)定性解釋小斷層。

１.２構(gòu)造煤的測(cè)井響應(yīng)特征

煤層受到構(gòu)造應(yīng)力破壞后，致使構(gòu)造軟煤分層的裂隙增多，孔隙度和水分含量增大，離子導(dǎo)電性增強(qiáng)，導(dǎo)致構(gòu)造軟煤的電阻率降低，視電阻率測(cè)井曲線(xiàn)表現(xiàn)為明顯的低幅值，并且會(huì)出現(xiàn)分叉現(xiàn)象或者鋸齒狀形態(tài)，因此視電阻率曲線(xiàn)是構(gòu)造軟煤定性和定厚的主要曲線(xiàn)。由于構(gòu)造煤煤體結(jié)構(gòu)破壞，煤的密度減小，散射的伽馬射線(xiàn)增多，其強(qiáng)度就增大，因此，構(gòu)造軟煤比硬煤具有較大的人工伽馬值。

１.３受構(gòu)造影響的砂質(zhì)泥巖的測(cè)井響應(yīng)特征

由于受構(gòu)造影響，砂質(zhì)泥巖的巖體結(jié)構(gòu)造成破壞，裂隙增加，主要表現(xiàn)為視電阻率的減小，視電阻率測(cè)井曲線(xiàn)形態(tài)呈現(xiàn)低幅值，接近于純泥巖的幅值，并且呈現(xiàn)出微齒狀。

１.４破碎帶的識(shí)別特征

由于受斷層影響在斷層面兩側(cè)出現(xiàn)破碎帶，破碎帶內(nèi)的巖石結(jié)構(gòu)遭到破壞，結(jié)構(gòu)造成不均一，后被方解石、黃鐵礦的礦物充填。在視電阻率測(cè)井曲線(xiàn)上表現(xiàn)為鋸齒狀或者明顯的分叉現(xiàn)象（圖2-3）。

１.５小斷層的測(cè)井解釋

小斷層落差較小，造成地層層間距的變化不是特別明顯，但由于小斷層兩盤(pán)在錯(cuò)動(dòng)過(guò)程中在斷層面兩側(cè)會(huì)形成構(gòu)造煤與構(gòu)造巖，在測(cè)井曲線(xiàn)上會(huì)有明顯的響應(yīng)，因此識(shí)別構(gòu)造煤及其頂?shù)装鍢?gòu)造巖是識(shí)別井田內(nèi)小斷層的關(guān)鍵。

本次根據(jù)收集的的測(cè)井資料，主要針對(duì)主采煤層13-1煤、11-2煤、8煤以及4-1煤附近發(fā)育的小斷層，利用視電阻率和伽馬伽馬測(cè)井曲線(xiàn)判別構(gòu)造煤及其構(gòu)造巖，共判定出13-1煤層附近8處、11-2煤層附近4處、8煤層附近9處。

圖１

２測(cè)井資料解釋小斷層與三維地震資料互相驗(yàn)證情況

斷層兩側(cè)同相軸發(fā)生錯(cuò)斷，但反射波特征清楚，波組或波系之間關(guān)系穩(wěn)定，一般為大、中斷層的反射。由于斷層的規(guī)模大小不同，可表現(xiàn)為波組或波系的錯(cuò)斷。測(cè)井曲線(xiàn)上反映構(gòu)造煤視電阻率為明顯下降低幅值，伽馬伽馬曲線(xiàn)為不太明顯的高幅值。與上下相鄰近煤層相比曲線(xiàn)往往棱角明顯，上下不對(duì)稱(chēng)。

斷層切過(guò)煤層鄰近鉆孔時(shí)，測(cè)井曲線(xiàn)上往往反映為強(qiáng)烈的構(gòu)造煤，此處構(gòu)造煤形成主要受大斷層影響，如井田內(nèi)十二西9鉆孔，其11-2煤中部有明顯構(gòu)造煤發(fā)育跡象，此類(lèi)斷層在測(cè)井與地震剖面上均有明顯的特征。說(shuō)明結(jié)合地震可以很好的驗(yàn)證測(cè)井解釋成果(見(jiàn)圖1)。

［責(zé)任編輯：曹明明］