物探電阻率測井在煤田測井中的應用

鐘明峰　劉志友

（青海省第三地質礦產勘查院青海西寧810029）

物探電阻率測井在煤田測井中的應用

鐘明峰劉志友

（青海省第三地質礦產勘查院青海西寧810029）

本文主要討論了物探電阻率測井在煤田測井中的應用過程中，影響其電阻率測井質量和解釋精度的主要因素，并針對性提出相關解決策略，以供業內人士交流探討之用。

電阻率測井煤田解釋精度

隨著工業科技的不斷發展，人類對于煤炭資源的需求也相應增加。我國雖煤炭資源豐富，但是開采現狀卻不容樂觀，不僅勘探程度低，且礦產資源浪費嚴重。故而，如何于煤礦開采過程中采用有效的勘察方法以提高煤礦開采率，為當前煤田開采業亟待解決的課題之一。現階段，電阻率測井為最為常用的測井方法之一。一般認為，電阻率測井領域，所謂的正演是基于地層模型電性參數及儀器結構參數，運用物理方法得到測井響應的過程；而反演是指基儀器得到的測井響應反算地層模型電性參數的過程。在煤田測井過程中，電法測井常常會受到諸多因素的影響和干擾，降低結果的可信度。針對此研究背景，本文主要探討了電阻率測井的影響因素及對應解決方案。

1　電阻率測井的影響因素分析

在煤田測井過程中，電阻率測井的測值往往受到諸多因素影響，如圍巖電阻率、測井速度、浸入深度等，而在薄層煤及薄互層煤中，電阻率測井受到外在因素影響的程度更為明顯。筆者根據因素產生的原因將其分為兩類：地質因素及人為因素。現簡析如下：

1.1地質因素影響

一般情況而言，巖層性質不同其在電阻率曲線上的反映也會呈現不同狀態，而巖石中的含水量、礦物成分、巖層沉積構造也是導致其電阻率值變化的主要因素之一。如：高變質無煙煤層其電阻率便為低阻，而炭質泥巖的電阻率較之于一般煤層則稍低。

含水巖層主要分為三種類型：空隙性含水層、裂隙性含水層及溶洞型含水層。含水巖層電阻率的高低主要取決于巖層的孔隙構造，孔隙度、裂隙度與巖層電阻率呈反比關系，孔隙度越高，則巖層電阻率越低。沉積構造，簡單而言即指沉積巖各個組成部分的空間分布和排列方式，層理為其主要的構造特征之一，指代沉積物性質在垂直于沉積物表面的方向上顯示出來的層狀構造。因沉積構造中每層巖石的性質均存差異，故而垂直層理及水平層理之間的導電性不同，而這也直接導致巖層中電阻率具有顯著的方向性，且電阻率值差異顯著。

1.2人為因素影響

施工人員的專業能力及工作經驗均可影響電阻率測井結果的精確性和可取性。具體而言，因施工人員的工作失誤降低測井質量主要包含以下幾個方面：其一，測井速度不合規范。每種測井儀器本身均具有一定的阻尼時間，故而，于測井之前應當先行采樣間隔以確定測井速度。如若間隔較大則可于實際施工過程中提高測井速度，間隔較小則相應降低測井速度。其二，供電電流控制不當。電阻率測井基本原理為在巖層不同部位布置供電電極以形成電場，以兩點測量電極組成的電回路為測量線路，測量兩個測量電極之間的電位差。而如若因為測量人員失誤，供電電流過小，則可能會造成電阻率測井曲線分層點模糊，如若供電電流過小，則可能直接導致電阻率測井曲線呈現為一條平頂直線（于高阻巖層中更為明顯）。其三，電極距選擇不當。理想條件下，電極距為電位電極有效探測半徑的1/10，為梯度電極系探測半徑的1/3。而于實際測井過程中，因受電場電流密度、井徑及周圍電性地質體的綜合影響，電極距為電位電極有效探測半徑的1/2至1/3，為梯度電極系探測半徑的1/2左右。故而在電極距設計之時，工作人員應當考量到周圍電性地質體性征及井徑大小等其它因素，選擇最佳電極距。

2　淺析解決方案

原則上而言，地質因素客觀存在，故而難以規避，但是可通過完善施工操作降低地質因素及人為因素對測井產生的影響程度，以提高電阻率測井質量和解釋精度。具體措施如下：

2.1做好測井準備工作

如上文而言，井徑對電極距可產生影響，故而，于電法測井之前，應當采取針對性措施防止井徑擴大和垮塌。常規多于鉆井內配制高阻泥漿以提高泥漿對孔壁的吸附作用，避免井徑垮塌，最大限度降低不穩定因素對電極距選擇的影響。且避免井徑垮塌，還可有效規避發生電阻率探管被掩埋等不良事件，有助于提高測井工作的安全性。

2.2供電電流的合理選擇及測井速度的控制

在電法測井之前，工作人員應當進行現場考察和勘測，了解測井地點地層巖性特征及前期測井資料，初步選擇供電電流。于實際電法測井時，再結合周圍電性地質體性征及巖性選擇合理的供電電流。

至于測井速度的有效控制，應當以不漏點為原則，以采樣間隔先行確定測井速度，于電法測井時，根據間隔大小控制測井速度，確保測井質量和精度。

2.3電極距的合理選擇

影響電極距的因素主要包含電場電流密度、井徑及周圍電性地質體等。故而，在電法測井時，應當綜合考量目的層巖層（或煤層）厚度、井徑大小及電場電流距離等影響因素。若目的層巖層（或煤層）交薄，則應當使用電極距較小的電阻率探管，抑或應用三側向測井解釋方法，以提高測井曲線對煤層厚度的解釋精度及分辨煤層結構的能力；若井徑較大，則可將電阻率探管更換為直徑較大的電阻率探管。

由上可知，為了提高電阻率測井質量和解釋精度，強化測井分辨煤層結構的能力，更為正確且真實的反映煤層及巖層的物理特征，應當以做好準備工作預防井徑變化及鉆孔垮塌的影響，以合理選擇電力及電極距降低兩者對測井結果的干擾作用。

3　結束語

隨著我國經濟水平的提升，對于煤炭資源的需求也呈現顯著增加的趨勢。雖然當前我國煤炭資源豐富，但因其開采率低，而難以滿足市場需求。本文于此背景下，探討了煤田測井中常用手段——物探電阻率測井。并主要探討了電阻率測井的影響因素及對應解決方案。但是隨著物探電阻率測井在煤田測井中應用的深入，一些新的問題也可能會相繼出現，而這則需專家和學者進一步探討和研究。

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P631.3[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-178-1