探討數字測井技術在煤田勘探中的應用

摘 要：隨著經濟社會的不斷發展，對于煤炭資源的需求量也在持續攀升，與此同時，也給煤田地質勘探工作提出了更高的要求。近年來，科學技術的迅猛發展以及計算機技術的快速提升，在煤田地質的勘探中數字測井技術也得以很好的發展，作為一種重要的勘探技術，數字測井在煤田地質勘探中的應用也越來越廣泛。在實際工作中，數字測井技術不僅工作效率高，而且受氣候等影響程度很低，可以準確的確定煤層的位置、深度以及厚度等。因此，研究數字測井技術在煤田地質勘探中應用對其技術推廣具有重要的指導意義。基于此，文中筆者針對數字測井技術在煤田勘探中的應用進行探討，旨在為相關工作提供借鑒與參考。

關鍵詞：煤田勘探；數字測井；技術應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.058

煤田的測井在煤田地質勘探中是較為復雜的一項工程，它是依據煤和地下巖層之間的物性差異，采取合理的技術手段獲得其中的物理參數，并用來分析有關的地層狀況。采用數字測井技術判別煤層和巖層巖性的特征，根據各種參數及相關信息，可以確定煤層的位置、深度以及厚度等。由于數字測井技術工作效率高，受氣候影響程度低等特點，在煤田地質勘探工作中具有非常好的優越性。尤其是當前我國煤炭需求量的日益增加，加強該技術的應用研究具有非常重要的意義。

基于此，文中筆者結合貴州習水縣福平煤礦鉆孔ZK501測井實例對數字測井技術在煤田勘探中的應用展開探討，現介紹如下：

1 區域構造位置

揚子地臺黔西北斷褶帶是貴州習水縣福平煤礦的大地構造位置所在，桑木場背斜是該區的重要構造特征，構成的區內的構造主體，尤其是其軸部位置上，發育有交錯復雜的斷裂構造，短軸龍寶背斜主要分布在該斷裂的南部方向的西側位置上。

2 井田地質特征

臺地向沉積組合是區內沉積巖的主要的特征，不僅發育有大量的碎屑巖，而且還發育大量的碳酸鹽巖。區內分布地層多樣，主要分布有茅草組（下三疊統）以及夜郎組（下三疊統）與龍潭組（上二疊統）和零星分布的第四系地層。

龍寶背斜偏北方向的東側位置上傾伏端是該礦礦區的分布所在，在該背斜的西側的翼部位置上以及木擔壩背斜（次級背斜）的軸部位置上分布著大量的煤層。構造線的展布特征主要為東西向進行延伸，巖層發育不陡傾，一些小的斷層可在部分區域內發布，衛隊煤層造成影響。

3 煤層頂底板特征

龍潭組（上二疊統）是該礦井田的含煤巖系，全區可采煤層3層，其中C8為主采煤層，局部零星可采煤層2層。在成煤過程中，巖石碎屑粒度具有上粗下細漸變的特征，顯倒粒序層理。煤層頂板巖性以含粉砂質泥巖為主，底板巖性以泥巖居多。

4 煤層特征

區內主采煤C8，層厚1.07～2.10m，平均1.58m，點狀可采率達100%，變化系數為24.12%，穩定指數為10.64%，屬較穩定煤層。黑色是其主要的顏色，主要產出塊煤，粉煤的產出則比較少。前者主要呈現木質狀以及條帶狀等構造特征。后者主要呈現粒狀特征。貝殼狀以及階梯狀是其主要的斷口特征，本生裂隙在煤層中普遍存在。根據煤炭質量分級，該煤層原煤為中灰無煙煤。

5 勘查過程中煤層空間位置和厚度的確定

5.1 鉆探方法

煤層采取率以及煤層頂底板以及鉆孔孔深等多方面原因隊徽對煤層的空間厚度與其空間位置造成影響。①煤層頂板深度的確定，一般情況下都會實施誤差配賦，同時實施孔深校正，在入礦層頂板的位置以及在進深每100m的深度時都需要進行。②鉆桿鉆進階段，會受到很多因素的影響而增加阻力，繼而引發缺失現象的發生。根據井田綜合研究發現，頂末、底初缺失量的計算標準都是500m以下的鉆孔，缺失量都在10cm以下，而超過500m的，其缺失量應在20cm以下。③煤層真實值與超過95%的煤芯采取率基本相同。但實際卻并非如此都達不到95%的采取率，所以和煤層真實值進行比較，就會有一定的誤差出現，對其進行有效地驗證是非常有必要的。

5.2 物探數字測井

在地球物理勘探中該方法具有其非常獨特的作用，可以大大提升煤田鉆孔測井的時效性與便捷性。因此，起作用不可小覷。究其原理而言，NR、D3C、GG、GR等參數異常值曲線的測定，都是在孔內巖層的物性差異下，通過該方法所獲得。能夠有效地對孔內的煤層深度以及其分布情況，厚度如何等，都可在此手段下而清楚的獲得。

（1）如何對數據進行獲取。我隊設備采用北京中地英捷物探研究所生產的PSJ-2型數字測井儀，主要參數為密度（GG），自然伽瑪（GR），三側向電流（D3C）和電阻率（NR）。運用電腦控制程序，不間斷地對數據進行采集，一次成圖。孔內測量采樣都是依照5cm來進行確定，重復的對含煤段實施測量，對存在的煤層異常特征進行不間斷地采集記錄。該項工作任務實施之前，對相關的設備予以了有效地校正，避免了工作中的誤差發生，小于±0.25m深度誤差，依照每分鐘6.50m的速度進行測速，從而保證了測量數據的準確性。在煤層中三側向電流D3C和自然伽?GR曲線反映為低異常，密度GG和電阻率NR曲線反映為高異常。

（2）煤層、巖層的定性、定厚解釋。①依照曲線（D3C、GG、GR）利用綜合曲線圖（其比例為1：200），相同位置深度，通過GG、D3C、GR曲線將煤層地球物理特征給反應出來，將這些異常曲線確定為煤層產出孔段，非煤層的解釋根據巖層其他特征作為參照進行確定。

②煤層定厚。依照上述基礎，確定煤層頂板和厚度則運用1：50綜合參數曲線進行解釋。借以D3C曲線為基礎，當大于等于40毫米的形態幅值，則利用40毫米進行拐點區分，在此值之下的依照改值的一半進行區分。在GG曲線上，當大于等于40毫米的形態幅值，將該值的三分之一處作為解釋點，小于該值時，將該值的二分之一處作為解釋點。GR曲線解釋將三分之一的形態幅值處進行區分，若高伽瑪值在圍巖區域出現后，則應當向上移動解釋點。利用加權平均對三種曲線的平均值進行獲取，避免誤差的發生。

6 兩種方法進行煤層對比

6.1 對比結果

煤層頂板深度以及煤層厚度的確定，利用巖心編錄以及物探測井手段，一般而言都會有一些誤差存在。如鉆孔ZK501中的C8煤，鉆探判層為1.81米，底板深度為483.25米，而測井出來煤層的厚度為1.79米，底板深度為482.71米，研究誤差出現的原因，并對其進行消除，在此基礎上，使得煤層厚度下降了0.02m，底板界線卻上提了0.54m。

6.2 誤差分析

因揭穿煤層以及進入煤層的鉆孔采取率未達到95%的水平，因此煤層厚度的確定以及其分布特征等，通過前者所述的方法，因此存在一定的誤差。利用編錄巖芯長度計算獲取煤層底界限以及其頂界限。非煤層以及煤層界限的確定，是利用測井曲線所獲得。所以煤層頂、底界線的確定，運用者兩種方法，可能還有一定的誤差存在。

6.3 如何解決這些問題

在允許范圍出現的誤差情況，有效地進行分析和取舍，就能準確地確定煤層的底板深度和厚度。當鉆孔的地層特別復雜，孔壁嚴重垮塌，巖芯釆取率不高時，選擇物探測井定性定量解釋，只要準確掌握好電纜在孔中伸縮的千分比，方法與質量是完全可行和可靠的。

7 結語

通過數字測井技術在煤田勘探中的應用分析，煤層的厚度以及其位置的確定應當利用綜合手段來進行，這樣獲取的數據將更加準確。因此，加強數字測井技術在煤田地質勘探過程中的應用能極大促進煤田勘測工作的順利進行。

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作者簡介：胡朝杰（1966-），男，貴州天柱人，大專，物探工程師，研究方向：煤田地球物理測井。