周 江

（河北省煤田地質(zhì)局 第四地質(zhì)隊(duì)，河北 宣化075100）

測(cè)井工程學(xué)是一門邊緣學(xué)科。它是將自然科學(xué)的基本理論應(yīng)用于測(cè)量方法，并在石油、煤炭、冶金等勘查鉆孔測(cè)量及礦井、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境評(píng)價(jià)中加以實(shí)際利用，以此獲得大量地層及地理信息。測(cè)井技術(shù)的發(fā)展依賴于數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展以及電子、計(jì)算機(jī)、仿生學(xué)和新型材料的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用等現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步。自1954年新中國(guó)煤田測(cè)井事業(yè)的奠基者杜連城等人在北京市門頭溝區(qū)創(chuàng)建了我國(guó)第一個(gè)電測(cè)試驗(yàn)站，開啟我國(guó)煤田地球物理測(cè)井歷史以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾代人的辛勤探索，儀器裝備和數(shù)據(jù)處理技術(shù)不斷發(fā)展創(chuàng)新，測(cè)井隊(duì)伍不斷發(fā)展壯大。如今，煤田地球物理測(cè)井已經(jīng)成為煤田地質(zhì)勘查重要的技術(shù)手段，為我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了卓越貢獻(xiàn)。

1 煤田測(cè)井技術(shù)的發(fā)展歷程

60年來(lái)，我國(guó)煤田測(cè)井技術(shù)得到了長(zhǎng)足發(fā)展。由最初單一的電性測(cè)井發(fā)展為電、核、聲、熱、光、磁等多參數(shù)綜合測(cè)井，技術(shù)領(lǐng)域涵蓋煤田地質(zhì)勘查的方方面面。所有參數(shù)方法的綜合應(yīng)用，提高了測(cè)井的地質(zhì)效果和解釋精度，拓寬了學(xué)術(shù)及技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，獲取了豐富的地質(zhì)工程信息。測(cè)井技術(shù)裝備不斷發(fā)展和創(chuàng)新，儀器由單道測(cè)量發(fā)展為雙道和多道組合測(cè)量，由半自動(dòng)到全自動(dòng)模擬記錄發(fā)展為數(shù)字采集、數(shù)字傳輸和記錄，資料整理由人工解釋和描繪曲線發(fā)展為計(jì)算機(jī)自動(dòng)化處理、解釋和成圖。新技術(shù)的不斷應(yīng)用促使煤田地球物理測(cè)井的質(zhì)量和效率不斷提高，目前，我國(guó)的煤田測(cè)井技術(shù)水平發(fā)展到與國(guó)際接軌的高度。

上世紀(jì)80年代中期，國(guó)外數(shù)字測(cè)井技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用是我國(guó)煤田測(cè)井技術(shù)的一次跨越式發(fā)展與重大變革。1986年，陜西渭南煤礦專用設(shè)備廠在引進(jìn)吸收和改造美國(guó)MT.SOPRIS系列Ⅲ數(shù)字測(cè)井儀的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)了兩套TYSC—1型煤田數(shù)字測(cè)井儀器系統(tǒng)，并在河南、山東兩省的地質(zhì)隊(duì)投入了試用，效果很好。之后，又陸續(xù)推出國(guó)產(chǎn)TYSC—2型、TYSC—3Q型等數(shù)字測(cè)井儀器系統(tǒng)裝備各物探單位。渭南煤礦專用設(shè)備廠對(duì)國(guó)外數(shù)字測(cè)井技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收并不斷創(chuàng)新，大大加快了我國(guó)煤田測(cè)井技術(shù)的前進(jìn)步伐，研制出的一系列煤田數(shù)字測(cè)井系統(tǒng)，在方法研究、軟件開發(fā)和儀器刻度等方面引領(lǐng)我國(guó)煤田數(shù)字測(cè)井技術(shù)水平，為我國(guó)煤田地質(zhì)勘探數(shù)字測(cè)井技術(shù)的發(fā)展樹立了標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)在，我國(guó)已經(jīng)逐步建成一套比較完整的煤田測(cè)井儀器制造系統(tǒng)和良好的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理軟件研發(fā)環(huán)境。測(cè)井儀器正向著高效率、高計(jì)數(shù)通過(guò)率、高能量分辨率、高耐溫、耐壓、高抗震、小體積、價(jià)格適中等方向完善。渭南煤礦專用設(shè)備廠、上海地學(xué)儀器研究所、重慶地質(zhì)儀器廠、北京中地英捷物探儀器研究所、河北力時(shí)力拓地質(zhì)儀器有限公司等廠家在吸收國(guó)際先進(jìn)的電子儀器制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)的系列數(shù)字測(cè)井儀器系統(tǒng)，技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)越、功能多、體積小、重量輕、方法組合系列化，深受廣大測(cè)井用戶青睞，產(chǎn)品暢銷全國(guó)，并出口非洲、東南亞等世界許多國(guó)家，已在煤炭、地礦、石油、冶金、水電、建工、道路、核工業(yè)和軍工系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。

與測(cè)井儀器系統(tǒng)的發(fā)展相配套，我國(guó)煤田測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理軟件的功能也在不斷增強(qiáng)，內(nèi)容更加豐富，已完全甩掉國(guó)外英文界面的解釋系統(tǒng)，使用自主研發(fā)的全視窗化Windows全中文界面處理軟件?；趥€(gè)人計(jì)算機(jī)技術(shù)和全視窗化操作界面的更新一代測(cè)井處理軟件的投入使用，使測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)管理水平和數(shù)據(jù)處理速度有了極大提升。從數(shù)據(jù)庫(kù)管理、原始數(shù)據(jù)預(yù)處理、巖性分析、煤質(zhì)分析、地質(zhì)剖面解釋到成果圖、表輸出等等，輕松自如，方便快捷。當(dāng)前各測(cè)井單位使用的如《CLGIS》改進(jìn)型和《LOGSYS》改進(jìn)型、山西大同大學(xué)推出的《數(shù)字電測(cè)處理系統(tǒng)》、邯鄲科航測(cè)控有限公司研發(fā)的《CLogPro V2.0》、北京中地英杰物探儀器研究所推出的 《ZDWT固體礦產(chǎn)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理解釋》等程序，都給測(cè)井資料的處理帶來(lái)便利，極大地提高了工作效率，輸出的CAD、MAPGIS圖形規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，能夠輕松實(shí)現(xiàn)與各地質(zhì)類行業(yè)進(jìn)行技術(shù)交流與資源共享，技術(shù)水平跨入國(guó)際先進(jìn)行列。

2 煤田測(cè)井技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著測(cè)井方法和應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，測(cè)井可解決的地質(zhì)問(wèn)題越來(lái)越多，由初期只能解釋煤層發(fā)展到劃分全鉆孔巖性剖面、測(cè)定放射性礦層、含水層、地?zé)崴?、流量、巖石強(qiáng)度、巖層產(chǎn)狀、破碎帶、裂隙帶和溶洞位置，對(duì)巖層進(jìn)行巖性分析、對(duì)煤層進(jìn)行碳、灰、水百分含量分析并估算發(fā)熱量；由單孔解釋發(fā)展為利用多孔測(cè)井曲線對(duì)比，確定斷層位置，劃分含煤地層與上覆地層的界限，研究沉積環(huán)境和勘探區(qū)內(nèi)煤層厚度變化趨勢(shì)等，為地質(zhì)部門提供豐富可靠的實(shí)用性資料。

近十幾年來(lái)，隨著我國(guó)對(duì)煤層氣、“可燃冰層”的研究開發(fā)，采用新型數(shù)學(xué)模型估算煤儲(chǔ)層含氣量的測(cè)井解釋軟件已經(jīng)研發(fā)成功，一些老專家為我國(guó)首次采用煤田測(cè)井方法解釋天然氣水合物儲(chǔ)集層技術(shù)研究獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，并為之做了大量艱苦、細(xì)致的工作，取得了一些初步成果。測(cè)井成果的良好利用使得這種勘探方法已經(jīng)成為進(jìn)行煤田地質(zhì)勘探必不可缺的手段。

測(cè)井技術(shù)的綜合應(yīng)用能力雖得到全面提升，但在實(shí)際生產(chǎn)中，鉆孔環(huán)境對(duì)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的影響一直困擾測(cè)井成果的準(zhǔn)確性。被測(cè)量對(duì)象（地層）必須與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象（刻度裝置）具有相同或相近的儀器響應(yīng)特征、且符合線性疊加原理，這是進(jìn)行數(shù)字測(cè)井信息應(yīng)用分析的基礎(chǔ)，是測(cè)井信息地質(zhì)應(yīng)用的技術(shù)前提條件。野外測(cè)井采集的數(shù)據(jù)只有通過(guò)精確標(biāo)定才可進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)理分析并提供精準(zhǔn)的地層信息，否則誤差將不可估量。當(dāng)前，無(wú)論電性測(cè)井、聲波測(cè)井、核測(cè)井還是成像技術(shù)的應(yīng)用、地層 產(chǎn)狀分析等方法都不同程度存在受井下環(huán)境（諸如井徑、井內(nèi)泥漿、目的層厚度及傾角等）影響的弊端。實(shí)際的測(cè)井環(huán)境條件與標(biāo)準(zhǔn)刻度條件不一致會(huì)不同程度導(dǎo)致解釋偏差，給生產(chǎn)帶來(lái)一定困難。加強(qiáng)測(cè)井資料處理中環(huán)境校正可在很大程度上減少或消除偏差，現(xiàn)階段測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理中采用多次測(cè)量平均法、比值法、累積輻射處理、重疊技術(shù)等可有效改善測(cè)井信息的應(yīng)用效果，我國(guó)煤田測(cè)井領(lǐng)域還應(yīng)加強(qiáng)這方面的基礎(chǔ)研究。

有關(guān)部門應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)測(cè)井隊(duì)伍的職業(yè)道德教育和技術(shù)管理，預(yù)防各自為戰(zhàn)、重視經(jīng)濟(jì)效益忽視質(zhì)量提高及造假的行為發(fā)生。面對(duì)當(dāng)前快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)大潮，尤其需要加強(qiáng)煤田測(cè)井技術(shù)管理，統(tǒng)一執(zhí)行國(guó)家頒發(fā)的《煤炭地球物理測(cè)井規(guī)范》，完善煤田測(cè)井刻度裝置，建立完備的全國(guó)統(tǒng)一執(zhí)行的設(shè)備刻度體制，以使各單位建立詳細(xì)的技術(shù)檔案，有關(guān)部門定期檢查、長(zhǎng)期監(jiān)督，規(guī)范我國(guó)煤田測(cè)井市場(chǎng)、凈化煤田測(cè)井隊(duì)伍。

3 機(jī)遇與挑戰(zhàn)

煤田測(cè)井技術(shù)的進(jìn)步給當(dāng)前煤田地質(zhì)勘查提供了豐富的可用信息，同時(shí)，煤田測(cè)井工作也面臨著諸多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著煤田地質(zhì)勘查行業(yè)的轉(zhuǎn)型和向新領(lǐng)域發(fā)展，亟待測(cè)井部門解決的地質(zhì)問(wèn)題越來(lái)越多，技術(shù)要求越來(lái)越高。為應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，測(cè)井工作應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究，開發(fā)應(yīng)用新方法、新技術(shù)。

依據(jù)測(cè)井解釋成果確定鉆孔地質(zhì)剖面，是煤田地質(zhì)勘查行業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的途徑之一。針對(duì)當(dāng)前數(shù)字測(cè)井技術(shù)的快速發(fā)展，我們提倡在地質(zhì)、地球物理?xiàng)l件較好的作業(yè)區(qū)，在總結(jié)全區(qū)地層物性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)施工無(wú)芯鉆孔，依靠測(cè)井技術(shù)提供必需的地質(zhì)資料，從而提高勘查效率，降低勘查成本。但這項(xiàng)系統(tǒng)工程的具體實(shí)施需要由地質(zhì)、鉆探、測(cè)井三方面緊密結(jié)合。當(dāng)前，山東、遼寧、山西、青海的一些礦區(qū)和井田在這方面已經(jīng)取得了成功經(jīng)驗(yàn)。

面對(duì)科技的快速發(fā)展和勘探市場(chǎng)化的需求，在今后的煤田測(cè)井中，大力發(fā)展新型測(cè)井方法已勢(shì)在必行。發(fā)展高端的測(cè)井方法、加快新技術(shù)的推廣應(yīng)用是適應(yīng)新形勢(shì)的要求，我們需要有諸如模擬測(cè)井向數(shù)字化測(cè)井跨越式邁進(jìn)的大發(fā)展，尤其是核測(cè)井和超聲成像測(cè)井等具有潛能的核心技術(shù)需要全面推廣。

高分辨中子俘獲伽瑪能譜測(cè)井技術(shù)可在鉆孔內(nèi)直接探測(cè)地層中的多種元素及其含量，為定量分析煤層與巖層提供了新手段，從根本上克服傳統(tǒng)測(cè)井方法依賴間接的物性反映值進(jìn)行解釋而引起多解性的弊端。

成像測(cè)井技術(shù)作為第四代測(cè)井技術(shù)于20世紀(jì)90年代初正式商業(yè)應(yīng)用于油氣田勘查，如今國(guó)內(nèi)的煤田測(cè)井儀器制造商（如上海地學(xué)儀器研究所、重慶地質(zhì)儀器廠、河北力時(shí)力拓等）已掌握適合煤田測(cè)井的孔內(nèi)成像技術(shù)，并逐步研制出系列儀器應(yīng)用于煤田測(cè)井生產(chǎn)中。成像測(cè)井能夠在井下大量采集豐富的地層信息，將孔壁的各種狀態(tài)真實(shí)地傳輸?shù)降孛骐娔X，并通過(guò)專用的圖像處理技術(shù)得到井壁二維圖像或井眼周圍某一探測(cè)范圍內(nèi)的三維圖像。我們可以預(yù)測(cè)，隨著該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步成熟，成像測(cè)井對(duì)未來(lái)煤田勘探與開發(fā)將起著十分重要的作用。

高分辨中子俘獲伽瑪能譜測(cè)井技術(shù)和孔內(nèi)成像技術(shù)的逐步應(yīng)用是我國(guó)煤田測(cè)井的主推方向和抓手。加快加速器放射源技術(shù)應(yīng)用于核測(cè)井領(lǐng)域的步伐，進(jìn)一步減小人員傷害，提高測(cè)井施工的安全系數(shù)也勢(shì)在必行。煤田測(cè)井儀器還應(yīng)進(jìn)一步向著系列化、高度組合化、模塊化的方向發(fā)展，以適應(yīng)未來(lái)勘查市場(chǎng)高效化、節(jié)約化、安全化的發(fā)展需求。

數(shù)據(jù)處理與解釋技術(shù)是煤田測(cè)井專業(yè)的核心技術(shù)，今后要進(jìn)一步完善測(cè)井儀器刻度裝置，建立相應(yīng)的刻度體制，研究煤層氣、頁(yè)巖氣和“可燃冰層”的解釋模型，完善資料解釋系統(tǒng)，建立煤田測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)的工作首當(dāng)重要。前些年有些省份組建的測(cè)井工作站也是一種發(fā)展模式。培養(yǎng)造就一批有開發(fā)服務(wù)技能和應(yīng)變能力的復(fù)合型測(cè)井專業(yè)人才，提供優(yōu)質(zhì)成果，提高服務(wù)技能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

隨著國(guó)家十二五規(guī)劃的發(fā)展實(shí)施，國(guó)家建設(shè)對(duì)煤炭能源的需求必定會(huì)進(jìn)一步加大，且在今后較長(zhǎng)一段時(shí)間不會(huì)有大的改觀。漫漫征程，充滿挑戰(zhàn)，形勢(shì)迫使我國(guó)煤田測(cè)井行業(yè)還要不懈努力，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)找到充沛的后備資源。愿我國(guó)煤田測(cè)井事業(yè)在新的征程中取得更加輝煌的成就。

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