地球物理測井在煤礦勘測中的應用

摘 要：隨著煤炭行業的快速發展，煤炭測量技術也得到了很大進步，文章主要針對當前被廣泛應用的地球物理測井法進行分析和闡述，希望能夠為相關人士提供一定的借鑒。

關鍵詞：煤田；地球物理；測井；應用；分析Q

煤炭測井技術在歷史發展的過程中得到了長遠的進步。在1931年法國第一次使用電阻率測井來測量煤層，取得的成果是十分好的。我國煤炭開采歷史比較久，但測井技術發展的速度并不快，不過自從1954年建立了我國第一只煤炭測井隊，這為我國測井技術的發展帶來了巨大的推進作用。從簡單地使用鉆探進行劃分煤層，很好地確定了煤層的具體深度，對于后來各項技術的發展起到了有效作用。測井技術和測井儀器的產生最早是在1954年-1985年之間，自從1985年以后測井技術和設備都進入了一個新時代。當前使用的煤炭測井技術不僅實現了刻度化、精確化、輕便化等，而且還把計算機技術和數字技術都應用其中，除了能夠收錄相關數據之外，還能夠對測井數值進行分析。此外還能夠通過對單個孔的檢測就能夠知道煤層具體范圍和分層情況。當前測井技術在煤炭開采的過程中被廣泛應用，確定煤層區域和范圍也是這項技術應用的主要任務。

1 鑒定沉積環境

煤的形成主要受到古時期地理環境和氣候變化的影響。能夠聚集煤的盆地其古時期的環境不僅決定了煤的特性、周圍巖層的變化規律，而且還對煤層的發育地段位置加以確定。所以，所以說研究煤的形成條件對于確定煤層的情況具有十分重要的意義，也能夠幫助測量人員進行預測。在煤形成環境中，砂體的粒度以及泥質情況等情況都是我們測量煤層的重要指標。在使用測井技術的過程中測井的曲線會對這方面進行反應，而且還能夠區分出不同巖層的分布，這也就是我們利用曲線配合測井使用的原因。在對煤炭底層鑒定中起到了不可忽視的作用。通過對測井數據進行分析還能夠畫出含砂率的情況，使得人們能夠更加清晰的看到砂體的刑天以及煤層之間的關系。我們通過掌握這些數據的相關性，就能夠通過對他們的分析來預測煤層區域的具體位置，進而讓人員進行鉆孔，方便后面的勘探設計，我們應該對這方面內容加以掌握。

2 煤質分析和巖性分析

利用數字測井技術和計算機對密度測井、聲波測井、中子測井等測井曲線進行數字處理，可以獲得有關煤質指標（如含碳量、揮發分、灰分、水分、發熱量等）和巖石組分（如砂 、泥的體積百分含量和孔隙度）的定量分析結果。能夠進行煤質分析和巖性分析，這是現代煤田測井的重要特點之一。進行煤質分析和巖性分析的方法有兩種，即體積模型法和數理統計法。

3 確定地層的強度特性

研究巖石的強度特性，這對于煤礦的礦井建設和開采具有重要意義，尤其是煤層頂底板的強度特性，它直接關系到開采方案的設計和礦井支護方案的選擇。測井資料力學性質分析能為工程地質勘探提供非常有價值的巖石力學性質參考。并可以借助測井資料降低煤的勘探和礦山開發的成本與風險。利用聲波測井和密度測井資料可以較準確地提供出巖石的各種動態彈性模量，即楊氏模量、切變模量、體積模量和柏松比。

4 進行地層對比及勘探區的評價

利用測井資料進行地層對比和區域性的綜合分析研究，可以得到煤層對比圖、覆蓋層等厚線圖、全部煤層或可采煤層的等厚線圖、等灰分線圖、頂底板等高線圖等成果圖件，這些資料可以對煤層的具體層位準確判定，從而可以準確地為地質方面提供可靠煤層情況，確保勘探區煤層儲量計算的準確性。并對勘探區的評價以及今后的開發設計都是極為有用的。

5 確定煤的級別以及計算洗煤產率

由于火成巖的侵入使煤的級別逐漸增高（即變質程度加深）時，各種測井曲線會產生相應的變化，如煤的變質程度越深，伽瑪-伽瑪曲線的幅值會越小（密度增大） ，中子曲線會逐漸降低（含氫量減少） ，電阻率也會相應下降等等。因此，利用諸如密度-電阻率或密度-中子、視電阻率-天然伽瑪交會圖板，便會有效地判斷煤層的級別。利用密度測井曲線可以預測煤的可洗性，即在預定的某種特定比重條件下洗選原煤時的產率。國外殼牌公司和 BPB公司在這方面都已有成功的經驗。

6 地質年代界面的劃分

由于地層地質年代的改變， 在測井曲線上往往表現為曲線形態的突變， 或測井曲線整體基線值發生改變，即測井曲線整體的抬高或落低，根據這些特性，通過對同一勘探區各鉆孔測井曲線的分析對比， 結合地質鉆探方面提供的區域地質規律進行分析， 測井曲線就能夠有效而準確地劃分出地質年代的界面。

7 斷層點的解釋

斷層點主要可以分為正斷層和逆斷層，正斷層主要變現為能夠使地層出現間距的缺失，而逆斷層則會使得地層間距出現增加現象。二者的情況變化會直接在測井曲線上反應出來，我們就能夠根據這些曲線的變化確定出斷層的基本位置和主要的性質，通過對這些曲線的分析還能夠確定勘測的地層碎裂帶的特征。

8 工程測井的應用

煤炭勘探的工程測量上有很多的方法，其中地球物理測井技術起到很大的作用。井斜的測量能夠保證煤層厚度計算的精確性。井溫的測量能夠幫助我們繪制出整個測量區域的溫度圖，對煤層的火燒區的確定以及地熱資源的利用意義是十分深淵的。使用這項測井技術還能夠在建筑工程地質測量中起到積極作用。地層傾角設備能夠測量出地層傾角的情況，并把傾角的具體變化直接反應出來。通過對整個區域的全部鉆井的測量結果進行分析和對比，我們就能夠所在區域的地質情況加以了解。當前井下超聲成像等測井技術的不斷發展和進步，對于我們以后的煤炭開采工作具有重要的作用。

9 計算聲阻抗與合成地震記錄

我們可以通過測井測量技術來計算出整個測量區域的聲阻抗和人工分析得到的地震幾率，通過研究這些數據，我們能夠了解到地層和地層之間的關系，以及目的層中反射波的存在和特點，進而能夠幫助我們更好地掌握此地區的地震的資料。在當前的地質勘測中，我們能夠通過對測井技術得到的相關資料校正地震資料的準確性，效果很明顯。

10 自然電位曲線

地質中巖石泥質含量的多少直接和巖層的滲透性有直接關系，而自然電位曲線的確定也和它有著很大的關系。一般來說，滲透性好的地層在地層水礦化度超過泥漿礦化度的情況，自然電位曲線則會呈現出異常大的負值，而滲透性比較差的地層則會產生異常小的負值，所以說我們可以根據自然電位曲線來確定整個測量區域的巖層滲透性。此外，如果巖層中夾雜著泥質夾層，如果這個夾層的厚度比較大，那么就可能在曲線上清晰的反應出來。這也就是說在某些地區，我們不僅可以使用它來測量巖層的滲透性，還能夠把它和微電極曲線相結合，進而確定煤層儲藏層的厚度。使用該曲線還能夠通過確定地層的電阻情況，這就需要選擇地層厚度大、泥漿侵入淺，泥漿含量低的巖層。然后我們可以根據已經知道的巖層電阻率和泥漿電阻率等相關數據，校正該曲線，方便我們能夠更加了解所在區域的煤層情況。

綜上所述，地球物理測井在煤礦勘測中的廣泛應用，我們可以看出當前煤炭測井技術在煤炭的開發設計、普查、勘探中的作用是很大的。這不僅是測井技術人員實踐經驗的積累，更是我國科學技術方面發展的見證。測井技術的不斷完善，使得我國煤礦業得到了長足發展，這項技術在其他領域的應用，促進了我國經濟建設的快速發展。

參考文獻

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