改进煤田地质钻探中地球物理测井工作的重要性

性对煤田地质勘探中水文地质的影响。
1.砂岩粗细粒度对矿井水文地质相关参数的影响
在煤田地质勘探钻孔的验收标准[1]中，特级孔岩心采取率为 75％以
上，甲级孔岩心采取率为 65％以上，而在实际钻孔施工中，由于钻探技
术、工艺以及地层复杂程度的不同，很多钻孔的岩心采取率往往不太理
想，即使部分钻孔的岩心采取率达到特级或者甲级孔的验收标准，但钻
图 1 岩层粒序与物性差异关系示意图 砂岩在各种曲线上的变化范围较大，颗粒越细，泥质含量越多，NR 曲线的异常幅值越小，密度也越小，而 GR 曲线的异常幅值就越大。细 粒砂岩的密度大，岩性较坚硬，井壁不易垮塌，故 NR 曲线为中～高异常 明显，GR 曲线为明显的低异常显示，GG 曲线则接近于曲线的基值；中、 粗砂岩和砂砾岩的密度很大，因此 NR 曲线为高异常明显，GR 曲线为明 显的低异常显示，GG 曲线则接近于曲线的基值；粉砂岩的 NR 曲线异常 略低于细粒砂岩,GR 曲线异常值稍高，GG 曲线仍接近于曲线的基值[3]。
在煤田地质勘探项目中，预算涌水量的一个很重要、运用很普遍的
公式是“大井法”[2]。《矿井水文地质》中与矿井涌水量预算的相关公式
为：
Q
=
1.366K
(2H - M) lg R -
M lg
r
h20
(1)
1.2 对渗透系数 K 的影响
对于承压水井：
K
=
0.366Q
lg
R - lg MS
r
(2)
1.3 对影响半径 R 的影响
孔岩心的采取还是存在缺失，而对于这缺失的岩心部分的描述和定名
都是根据地质编录员的经验和现场推断来确定的，这里存在很大的人
为性，所以对于这部分缺失的岩心的判定的准确性是值得怀疑的。特
别是粗粒砂岩和细粒砂岩层位相接处，如果对缺失岩心的粗细粒度判
定不正确，将直接影响到地质报告中相关计算结果的可靠性。
1.1 岩性对矿井涌水量预算的影响
0.引言
在煤田地质勘查项目中，根据煤田地质勘探的要求，每个勘探钻孔
必须按照设计要求进行地球物理测井工作。地球物理测井是通过对岩
石及煤ห้องสมุดไป่ตู้各种物理属性来划分岩层及煤层、判断岩性、确定煤层的结构
与煤质。地球物理测井工作主要完成的任务有：（1）确定目的层的埋
深、层厚及层位结构；（2）测量钻孔各井段的顶角和方位角；（3）测量钻
孔井段的天然放射性，对其含量进行评价；（4）测量钻孔各井段地层密
度的变化情况；（5）测量钻孔各井段的地温的变化情况；（6）测量钻孔煤
层顶底板地层声波速度变化情况。在新疆地区煤田地质勘探中，地球
物理测井工作的完成质量和所取得的结果数据总体上是切合实际的，
特别是对煤层的解释，是非常准确的。但是对于新疆地区含煤岩系
R = 10S K
(3)
以上各式中：
Q——预计矿井（大井）的涌水量（m3/d）；
K——含水层渗透系数（m/d）；
H——承压水从井底算起的水头高度（m）；
S——水位降低（m）；
M——承压含水层厚度（m）；
h0——动力位高度（动力位至井底距离）（m）； r——引用半径（m）；
R——引用影响半径（m）。
以上公式表明，含水层厚度 M 是水文地质相关参数计算和矿井涌
水量预算的一个重要参数，其取值准确与否将直接影响到各个参数的
计算结果。新疆地区含煤岩系岩性主要是砂岩、砂砾岩，对于砂岩层含
水性的判断，一般根据砂岩的粒度进行判断，一般认为，粗粒砂岩为含
（透）水层，如粗砂岩和中砂岩；细粒砂岩为相对隔水层，如细砂岩和粉
砂岩。故如果地球物理测井工作未能准确区分解释粗粒砂岩和细粒砂
科技信息
浅谈改进煤田地质钻探中地球物理测井工作的重要性
新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队 郎海亮 祁 斌
［摘 要］地球物理测井作为煤田地质勘探的一个重要环节，能获得很多施工钻孔的重要参数。在实际地球物理测井工作中，技术人 员往往只对煤层的解释较为关注，而忽略了对含煤岩层的准确解释。地层含水层厚度即粗粒砂岩的厚度对于矿井相关水文地质参 数的计算影响重大，所以应加强和改进煤田地质钻探中的地球物理测井工作，对钻孔全孔砂岩粗细粒度进行准确的判断，以弥补钻 孔施工岩心采取率不足而造成对地层含水层厚度统计不准确的现象，从而使相关水文地质参数的计算结果更符合实际。 ［关键词］地球物理测井 水文地质参数 影响性 改进措施
岩，而仅仅以地质编录员的现场推断来判定缺失部分岩心的粗细粒度，
从而最终确定含、隔水层的厚度，根据以上公式，则由此得出的相关水
文地质参数和矿井涌水量数据是不可靠的。 这些相关参数的数值将直接影响到矿井水文地质条件的评级。地
球物理测井对砂岩粒度、泥岩、炭泥岩等的细化及精准解释，不仅有利 于对水文地质参数的准确计算，而且对地层对比意义也重大，同时也有 利于含煤岩系沉积环境分析。此外，通过对岩、煤层破碎带的准确解 释，有利于区域构造分析。
2.地球物理测井对岩层定性的原理 在砂岩层的定性上，根据砂岩层的含砂粒度的不同，粒序由粗到 细，在视电阻率曲线(NR)上为由高至低的变化趋势。又由于粒序变化， 其泥质含量也有变化，使岩层天然放射性含量有了一定差异，导致 GR 曲线随粒序变大而变低，综合各曲线在岩层中的反应差异，参考钻探取 芯和判层情况，对岩层进行定性。以 NR 曲线的解释点作为分层解释 点。岩层粒序与物性差异关系示意图如下所示。
——侏罗系地层中砂岩、砂砾岩的解释是比较模糊的，在地球物理测井
解释结果与地质钻探现场编录的对比中，地球物理测井对粉、细、中、粗
砂岩和砂砾岩的解释是比较不准确的。而对粗粒砂岩（包括砂砾岩）和
细粒砂岩（包括泥岩）的准确解释在煤田地质勘探项目中的作用非常重
要。本文主要以砂岩粒度为切入点讨论地球物理测井解释结果的准确
表 1 煤、岩层物性特征
电阻率电位（NR） 自然伽玛（GR） 伽玛伽玛（GG）
异常幅值
煤层
中～高阻
低
高
炭质泥岩
中阻
较低
较高
细砂岩
中～高阻
低
低
粉砂岩
中阻
较低
低
砂质泥岩
低阻
较高
较低
泥岩
低阻
高
较低
粗砂岩
高阻
低
低
3.目前地球物理测井工作中存在的问题和改进措施 新疆地区的很多煤田地质勘探项目中，地球物理测井对煤层解释 的各项参数是很准确的。但是由于地球物理测井技术人员对砂（砾）岩 层进行解释时采用的技术措施单一且重视程度不够，导致对砂（砾）岩 层，特别是对其粗细粒度的解释判定是很不准确的。这将直接导致相 关水文地质参数计算结果的不可靠。 在今后的地球物理测井工作中，可以做如下改进：（1）地球物理测 井技术人员应提高认识。地球物理测井不仅仅要正确详尽的解释煤层 的各项参数，对含煤岩系岩层也应充分重视，特别是 （下转第 425 页）