王志剛

摘? 要：當(dāng)前科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，數(shù)字測(cè)井技術(shù)也得到不斷進(jìn)步，自然伽馬曲線具有的方便、連續(xù)、靈敏等特點(diǎn)，使其在科學(xué)鉆探領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，且取得良好的應(yīng)用效果。在時(shí)代迅速發(fā)展的大環(huán)境下，人們對(duì)煤田測(cè)井工作質(zhì)量提出了更高的要求，為了提高自然伽馬曲線的應(yīng)用效果，該文首先闡述了自然伽馬測(cè)井的概念以及自然伽馬測(cè)井曲線的影響因素，之后分析了煤田測(cè)井中自然伽馬曲線的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤田測(cè)井;自然伽馬曲線;鉆探

中圖分類號(hào)：P631? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

自然伽馬測(cè)井法最突出的特點(diǎn)在于操作簡(jiǎn)單，該技術(shù)是指在測(cè)量之前對(duì)鉆孔地質(zhì)剖面巖層自然放射性強(qiáng)度進(jìn)行詳細(xì)記錄，從而為煤田測(cè)井工作提供可靠數(shù)據(jù)。在當(dāng)前數(shù)字測(cè)井技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，提高自然伽馬測(cè)井法在煤田測(cè)井中的應(yīng)用效果是人們關(guān)注的主要課題，因此，針對(duì)自然伽馬曲線的概念及其應(yīng)用有重要實(shí)踐意義。

1 自然伽馬測(cè)井概述

法國(guó)斯倫貝謝公司是測(cè)井技術(shù)的起源地，我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)是應(yīng)用測(cè)井技術(shù)的核心產(chǎn)業(yè)，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，使測(cè)井技術(shù)也經(jīng)歷了幾個(gè)階段的發(fā)展，包括模擬測(cè)井技術(shù)、數(shù)字測(cè)井技術(shù)、數(shù)控測(cè)井技術(shù)、成像測(cè)井技術(shù)等。在實(shí)際中，可將放射性探測(cè)應(yīng)用于煤田中的巖石探測(cè)，主要是由于巖石中存在一些天然放射性物質(zhì)，自然伽馬測(cè)井是實(shí)施伽馬射線探測(cè)巖石總自然伽馬射線強(qiáng)度，進(jìn)而研究剖面底層性質(zhì)。巖性的變化會(huì)改變巖石中放射性強(qiáng)度，首先，在一般情況下，與巖漿巖、變質(zhì)巖相比，沉積巖自然伽馬放射性更低。巖漿巖與變質(zhì)巖中含有云母、長(zhǎng)石等放射性物質(zhì)，使其有著較大的放射性強(qiáng)度;而沉積巖中沒(méi)有放射性物質(zhì)，巖石吸附的放射性物質(zhì)的強(qiáng)度就是其自然伽馬放射性。其次，巖石泥質(zhì)含量的逐漸增加會(huì)提高沉積巖自然放射性，按照從低到高的順序包括4種，分別為砂巖、泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖，但除了含有放射性物質(zhì)的巖石。

2 自然伽馬測(cè)井曲線的影響因素

自然伽馬測(cè)井曲線的影響因素較多，其中包括井的因素、地層厚度因素等，其中井的影響因素是由于井內(nèi)鉆井液的放射性強(qiáng)弱在一定程度上會(huì)影響其數(shù)值，巖層的數(shù)值會(huì)受到井徑的影響而發(fā)生變化;同時(shí)曲線的數(shù)值會(huì)受到套管、管外水泥環(huán)的吸收能力的影響，因此，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，校正曲線十分有必要。地層厚度的影響因素體現(xiàn)在地層較薄的情況下，會(huì)降低自然伽馬測(cè)井曲線值，工作人員在實(shí)際中應(yīng)考慮到這一因素。

3 煤田測(cè)井中自然伽馬曲線的應(yīng)用

在煤田測(cè)井中應(yīng)用自然伽馬曲線主要從5個(gè)方面出發(fā)，一是巖性劃分，二是煤層及其結(jié)構(gòu)的解釋，三是比較煤巖層，四是沉積相的主要特點(diǎn)的解釋，五是地質(zhì)年代的劃分，該文在分析自然伽馬曲線在煤田測(cè)井中的應(yīng)用時(shí)，就是將這5個(gè)方面作為出發(fā)點(diǎn)，以此為煤田測(cè)井作業(yè)提供可靠的依據(jù)奠定基礎(chǔ)。

3.1 巖性劃分

巖石粒度大小、沉積速度、沉積環(huán)境與沉積巖自然放射性強(qiáng)度有著密切聯(lián)系，在沉積環(huán)境與放射性物質(zhì)來(lái)源相同的情況下，沉積物粒度越細(xì)，其表面越大，巖粒吸附的放射性物質(zhì)越多;沉積時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，那么可以為放射性物質(zhì)提供的時(shí)間就越長(zhǎng)。

3.2 煤層及其結(jié)構(gòu)的解釋

傳統(tǒng)采用人工伽馬曲線進(jìn)行煤田測(cè)井時(shí)，在煤田與巖層電性差異不顯著的情況下，或者出現(xiàn)煤層坍塌而導(dǎo)致擴(kuò)大井徑，將無(wú)法準(zhǔn)確地解釋煤層及其結(jié)構(gòu)。而將自然伽馬曲線應(yīng)用于 煤田測(cè)井，能夠避免外界干擾因素帶來(lái)的不利影響，其能夠直觀、形象的展現(xiàn)巖性物性的變化，從而準(zhǔn)確的解釋煤層及其結(jié)構(gòu)。

3.3 煤巖層的比較

為了能夠深入的分析與研究煤田地質(zhì)的地下結(jié)構(gòu)，比較每一個(gè)鉆孔測(cè)井曲線十分有必要，其目的是為了對(duì)沉積關(guān)系、巖相變化與巖性變化、巖層厚度變化等內(nèi)容進(jìn)行明確;勘探區(qū)通過(guò)比較各個(gè)鉆孔測(cè)井曲線，能夠全面了解煤田地質(zhì)的地下地質(zhì)構(gòu)造，同時(shí)能夠掌握煤層及其結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)煤層分布、厚度、結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)變化等全面探查，從而為更好地進(jìn)行煤層劃分奠定基礎(chǔ)，由此可見(jiàn)，將自然伽馬曲線應(yīng)用于煤巖層比較中有重要的實(shí)踐意義。在確定煤層沉積地質(zhì)年代過(guò)程中，可通過(guò)自然伽馬曲線的形態(tài)準(zhǔn)確評(píng)估得以實(shí)現(xiàn)，且自然伽馬曲線的應(yīng)用還能為煤田開(kāi)發(fā)與利用提供有效依據(jù)。

3.4 解釋沉積相的主要特征

3.4.1 幅度

自然伽馬曲線形態(tài)最突出的特征就是幅度，其能夠全面體現(xiàn)沉積特征變化情況，其中包括沉積體的粒度、泥質(zhì)含量、分選性等。一般情況下，高能環(huán)境的產(chǎn)物為粗粒沉積，其具有的自然伽馬值相對(duì)較低;低能環(huán)境的產(chǎn)物為細(xì)粒沉積物，其自然伽馬值較高。為了保證煤田測(cè)井工作的順利完成，全面了解環(huán)境能量變化是關(guān)鍵，因此，相關(guān)人員需要通過(guò)對(duì)自然伽馬曲線幅度的變化情況進(jìn)行深入分析。

3.4.2 形狀

通過(guò)對(duì)沉積過(guò)程中的物源供應(yīng)和水動(dòng)力條件等沉積特征，可以了解自然伽馬測(cè)井曲線形狀。

3.4.3 接觸關(guān)系

漸變型、突變型是單層砂石頂、底部測(cè)井曲線形態(tài)的2種類型，其主要體現(xiàn)3個(gè)部分，分別為砂巖沉積初期、末期物源、水動(dòng)力條件。

3.4.4 次級(jí)形態(tài)

初級(jí)形態(tài)包括4個(gè)方面，一是鋸齒個(gè)數(shù)，水動(dòng)力對(duì)沉積物改造時(shí)的水動(dòng)力作用強(qiáng)度、時(shí)間、直接關(guān)系到自然伽馬測(cè)井曲線光滑程度;如果曲線鋸齒較多，那么說(shuō)明水動(dòng)力改造時(shí)有著較弱的作用強(qiáng)度以及較短的時(shí)間。二是齒縫、齒谷數(shù)據(jù)大小，自然伽馬測(cè)井曲線光滑程度與齒縫、齒谷數(shù)據(jù)大小有著密切聯(lián)系。三是包絡(luò)線形態(tài)：海進(jìn)、海退的速度可以通過(guò)包絡(luò)線形態(tài)體現(xiàn)出來(lái)。四是齒中線形態(tài)，其能夠體現(xiàn)沉積能量變化情況。

3.5 劃分地質(zhì)年代

在判定巖層形成年代過(guò)程中應(yīng)用自然伽馬曲線具有重要意義，其通過(guò)分化其他地質(zhì)巖性，通過(guò)了解地質(zhì)年代自然伽馬曲線基線，明確的劃分巖層地質(zhì)年代，以此為煤田測(cè)井工作的順利開(kāi)展提供有效依據(jù);地質(zhì)年代發(fā)生變化，自然伽馬曲線基線也會(huì)隨之發(fā)生改變。

4 自然伽馬曲線確定地層原理

在劃分地層時(shí)代過(guò)程中應(yīng)用自然伽馬曲線過(guò)程中，為了能夠選擇反映不同地質(zhì)時(shí)代特征測(cè)井參數(shù)，應(yīng)對(duì)各個(gè)地質(zhì)時(shí)代巖石的共性與差異進(jìn)行研究。自然界各種巖石含有一定量的放射性元素是其共性所在，其中包括鈾、釷等元素，當(dāng)這些放射性元素被侵蝕時(shí)，其中易溶解的放射性元素就以溶液形式被運(yùn)移到物理化學(xué)條件適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，與其他物質(zhì)一同沉積;對(duì)于一些溶解難度較大的放射性元素就會(huì)留在原地，或者與其他物質(zhì)進(jìn)行機(jī)械搬運(yùn)而有選擇的沉積。不同之處主要是不同地質(zhì)年代沉積環(huán)境，巖層中放射性物質(zhì)的含量也具有一定變化，當(dāng)巖層生成于不同的沉積環(huán)境、沉積條件下，那么存在差異性的放射性元素含量。自然伽馬測(cè)井法是通過(guò)對(duì)巖層的自然伽馬射線強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，從而更深入的了解巖層，不同幅值、形態(tài)能反映不同年代的地層自然伽馬。

5 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前數(shù)字技術(shù)迅速發(fā)展的環(huán)境下，煤田測(cè)井工作中開(kāi)始應(yīng)用一些新的技術(shù)，自然伽馬曲線具有的較多優(yōu)勢(shì)在煤田測(cè)井中發(fā)揮重要作用，通過(guò)利用該技術(shù)能更好地進(jìn)行巖性劃分、煤層及其結(jié)構(gòu)的解釋、比較煤巖層、沉積相的主要特點(diǎn)的解釋、地質(zhì)年代的劃分，其能為煤田測(cè)井工作的開(kāi)展提供真實(shí)、有效的依據(jù)，有助于提高煤田測(cè)井工作效率。該文首先概述了自然伽馬測(cè)井，之后對(duì)自然伽馬曲線在煤田測(cè)井中的應(yīng)用效果進(jìn)行分析，以此為相關(guān)行業(yè)的工作人員提供一些參考，更好地推動(dòng)我國(guó)煤田開(kāi)發(fā)與利用。

參考文獻(xiàn)

[1]陳中山.自然伽馬曲線在地層劃分、煤層對(duì)比中的應(yīng)用[J].中國(guó)煤炭地質(zhì)，2016，28（6）：78-82.

[2]張杰偉，王力.利用自然伽馬曲線確定煤層黏土礦物含量[J].中國(guó)煤層氣，2016（2）：37-39.

[3]孟召平，朱紹軍，賈立龍，等.煤工業(yè)分析指標(biāo)與測(cè)井參數(shù)的相關(guān)性及其模型[J].煤田地質(zhì)與勘探，2011（2）：1-6.