淺談對利用測井曲線異常推斷斷層的認識

雷嵩　閆慶磊　王升

【摘 要】地球物理測井技術能用于解決各種地質問題，其基礎在于地下各種巖石和探測對象具有不同的物理性質，人們就利用這些性質與對象之間的一定關系，來研究鉆孔剖面各種巖性的劃分、各類目的層的判定、它們的深度和厚度的確定、以及其它定性和半定量解釋結果。地層溫度、作用時間、地層壓力能夠影響到煤的變質程度，變質程度的高低關聯煤的導電性、密度等物理性質，地球物理測井探測到這些物性的異常，再結合區域地質資料、周邊鉆孔測井資料，就能推斷某些地質構造的存在。

【關鍵詞】地球物理測井；曲線異常；斷層。

一 、煤的物理性質受煤的變質程度的影響

（一）煤的導電性

煤的導電性決定于它們的變質程度，并與其煤巖成分、礦物雜質含量、水分含量以及孔隙度有關。低灰分的腐植煤的電阻率按其變質程度的不同，一般為：褐煤50～200ΩM到200～4000ΩM；煙煤4000～5000ΩM到1000～100ΩM；無煙煤80～1ΩM到1～0.001ΩM。

（二）煤的密度

煤的密度與其變質作用有關，隨著變質程度的加深，其密度逐漸增加，在低灰分的情況下，褐煤的密度為1.05～1.20g/cm3；煙煤為1.20～1.30g/cm3；無煙煤為1.30～1.60g/cm3。

二、根據實測的測井曲線異常推斷斷層存在

以某煤田的實際勘探為例，此煤田大部為褐煤，煤質較差。在對鉆孔進行地球物理測井過程中，發現少量鉆孔部分煤層的測井曲線異常，推斷存在斷層，現就此推斷分析如下：

（一）曲線形態異常

5012和5014鉆孔測得11號煤層曲線異常（排除儀器性能異常），曲線如圖1所示（圖中曲線從左至右分別為電阻率、密度、天然伽瑪和自然電位）。

圖1所示5012號鉆孔11號煤底部電阻率高異常，對應部位的密度曲線也顯示密度微微變大，圖2所示5014號鉆孔11號煤頂部電阻率高異常，對應部位的密度曲線同樣顯示密度值微微變大，引起煤層電阻率變大的原因有無水裂隙增大、煤中含有高阻物質和變質程度增高。

1.無水裂隙增大。

無水裂隙增加電阻率隨會上升但密度會隨之減小，故排除孔隙度影響。

2.含有高阻物質。

煤盆地屬于沉積盆地，如11號煤層含有高阻物質，則整個區的或附近其他鉆孔所揭露的11號煤層也應存在這類物質，但實際不存在，且5012和5014鉆孔11煤層的高阻值出現的位置不一樣，故排除高阻物質影響。

3.變質程度增高。

煤的變質程度越高，電阻率值越大，密度也隨之增大，符合曲線反映的物性，故推斷為煤層變質程度增大。

考慮到煤層變質程度的影響因素以及煤層的埋深情況，排除靜壓力的影響，只剩構造壓力的影響，即存在斷層，斷層產生的強剪切力以及隨之伴生的溫度，導致了煤層的變質程度的加深，且斷層穿過5012鉆孔的11號煤的下部，穿過5014鉆孔的11號煤層的上部。

（二）煤層厚度異常

這兩孔位于勘探50線，兩孔間距1000米，抽取5008、5010、5012、5014和5016作對比如下：

根據厚度變化和正斷層導致層位缺失的性質，推斷這兩個鉆孔位于正斷層上，再根據底板差值的變化，推斷斷層剖面為如圖3所示形態：

（三）走向勘探線鉆孔煤層結構對比

5012、5014孔分別位于12、14走向線，抽取12線4612、4812、5012、5212孔和14線4614、4814、5014、5214孔分別作對比如下：

進一步計算兩相鄰孔之間的11煤的底板的深度差值，得到：

根據煤層厚度和底板差值變化，推斷在12、14走向線上的剖面如圖4、5所示：

根據走向和傾向線的各鉆孔11煤的構造，推斷出工區平面圖斷層分布如圖6所示：

三 、總結

通過地球物理測井，能較準確的反應鉆孔縱向上的巖層的物性變化，要想較準確的劃分鉆孔所揭露的地層的巖性，需要結合多參數曲線綜合分析，而要想通過測井資料推斷地質構造的存在，則需要結合地質資料，由點及線或由點及面，并最終得到地質上所需要的成果。

參考文獻：

[1]中國礦業學院物探教研室 中國煤田地球物理勘探[M].北京： 煤炭工業出版社， 1981年6月第一版

[2]武漢地質學院煤田教研室 煤田地質學地質出版社[M].北京：1981年6月北京第一版.

[3]王惠濂 綜合地球物理測井[M].北京： 高等教育出版社.

第一作者簡介：

雷嵩（1986.10-），男，漢族，遼寧鞍山人，地球物理學學士，2009年畢業于中國礦業大學地球物理學專業，現就職于東北煤田地質局一〇三勘探隊，從事地球物理測井工作。