浅析地球物理测井在煤田地质勘探中的应用

浅析地球物理测井在煤田地质勘探中的

应用

摘要：我国的煤炭资源在世界位居前列，并且煤炭是我国主要的消耗能源，因此煤田地质勘探对我国能源开采的极其重要。地球物理测井简称测井，是通过在钻孔中提拉探管来测量地下岩层的导电特性、声学特性、放射性等物理参数，从而达到识别地下岩层的目的。本文主要简单地介绍几种地球物理测井方法及其在煤田地质勘探中的应用。

关键词：地球物理测井；测井方法；煤田勘探

1 引言

地球物理测井技术经过长达几十年的发展，形成了以核、声、电三种测井系列为主的诸多测井方法，在煤田地质勘探中通过利用这些技术方法，我们可以确定煤层的埋深、厚度及结构；划分地层岩性剖面，推算解释地层时代；确定地下断层性质、层位及断距；测算地层地温梯度；计算地层孔隙度，地层含水饱和度及含水层位置；测量钻孔的顶角和方位角等。

2 测井技术方法介绍

2.1自然伽马测井

自然伽马测井是煤田地质勘探测井中最常用的测井方法，它主要通过探管测量岩层的天然伽马射线强度。在沉积岩地层中，因为放射性元素主要存在于黏土矿物中，因此地层泥质含量越多，其放射性越强。通过这种规律，我们就可利用自然伽马测井来划分钻孔的岩性剖面、确定砂泥岩沉积地层中的泥质含量以及确定地层的渗透性。通过自然伽马测井，我们也可以根据地层放射性来勘探地层中的其他具有放射性的矿产（如钾盐、钍、铀等）。

2.2密度测井

自然伽马测井是测量岩石中的放射性元素发射的伽马射线强度，是被动的测量方式。而密度测井是采用主动测量的方式：通过探管携带的人工放射源在地下产生射线，测量射线在与地下岩石经过相互作用后的射线强度，进而计算出地下岩层的体积密度，达到识别地下岩性的目的。由于煤的密度与其他岩石的密度有着十分明显的差异，所以密度测井能让我们简单快速的识别到煤层，确定其埋藏深度及其厚度。

2.3电阻率测井

电阻率测井是以地下岩层的导电性（电阻率或电导率）为基础，在钻孔中通过电极系来测量地层电阻率的一种方法。通常所用的电阻率测井系列是：侧向电阻率测井、双侧向电阻率测井和微侧向电阻率测井。电阻率测井主要用来划分地层岩性、识别裂缝和计算地层的含水饱和度等。

2.4井径测井

井径测井，顾名思义，就是通过仪器测量钻孔的孔径，直观的显示钻孔的结构变化。虽然井径测井在常规煤田测井中很少使用，但在煤层气测井中，井径测井是我们必测的曲线之一。在测井过程中，井径的变化会对我们测井曲线产生一定的影响，例如由于井径的扩大，密度测井曲线会出现假异常反应，因此有些经验不足的测井工作者会将此类异常反应判为煤层反应，对煤层的对比工作带来一定的干扰，因此我们在解释煤层的时候一定要考虑井径，这样解释出来的结果才准确可靠。

3 地球物理测井在煤田地质勘探中的应用

3.1划分岩性以及进行煤岩层对比

测井在煤田地质勘探中最基本的任务就是划分钻孔的岩性剖面，识别出地下煤层的深度和厚度。同一勘探区域内，其地下岩层的发育一般较为稳定，相同层位的岩层其物理特性应该是相同的，所以反应在测井曲线上，就是曲线的数值、形态特征应该有一定的相似性，通过对测井曲线的形态特征进行对比，我们可以确认地下煤岩层的分布特征、识别地下的断层及其性质。

3.2鉴定沉积环境

煤的形成发育与其沉积环境有直接关系，在不同的沉积环境中其水动力条件

不一样，因此在不同沉积环境中所形成的砂岩层或沉积层序在岩石粒度、分选性

和泥质含量等方面有不同的特征，测井曲线对钻孔剖面中的这些不同的特征有不

同的响应，因此测井曲线的响应特征就可以推断出沉积环境方面的信息。例如，

粗粒沉积物是在高能环境（水流作用强）中沉积的，其视电阻率一般为高值，自

然伽马能谱值为低值；细粒沉积物是在低能环境（水流作用弱）中沉积的，其视

电阻率一般为低值，自然伽马能谱值为高值，因此可以根据视电阻率和自然伽马

的幅值高低来推断沉积环境。

3.3工程测井应用

井斜测井在煤矿勘探中是必不可少的一项测井任务，其他测井划出的煤层厚

度都只是一个伪厚，我们还必须结合钻孔井斜、地层倾角对厚度进行校正才能精

准计算出煤层真厚；此外一个勘探区还必须要有钻孔进行井温测井，通过井温测

井计算出勘探区的地温梯度，确定地下是否有热害区域；对于有涌水的钻孔，还

要进行水文测井，以此来确定地下涌水的层位以及计算出水量。可见井温测井和

水文测井对后期煤矿安全生产有相当重要的意义。

4 结束语

随着我国科学技术的不断发展，地球物理测井技术也在不断的进步和

完善，在煤田地质勘探中的作用越来越大，到现已经是一种非常重要的勘探手段。测井工作者也应当对不同的测井技术在实践中加强学习，以便用地球物理测井技

术为煤田地质勘探解决更多的问题。

参考文献：

[1]黄作华，叶庆生.煤田测井综合解释[J].西安矿业学院,2011.应用科技

[2]苏淑荣.自然伽马曲线对煤层的反应[J].煤矿现代化,2000,(04):23-25