摘要:煤田測井是利用煤、巖層的地質(zhì)一地球物理特性的差異,運用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段,測定它們的某些物理參數(shù)來間接地獲得地層信息。要完成煤田測井任務(wù),應(yīng)根據(jù)含煤地層的地球物理特征選用測量參數(shù),利用多參數(shù)、多方法測量和綜合分析資料完成煤田測井任務(wù)。目前,煤田測井主要是利用煤、巖層的導(dǎo)電性、密度、放射性、聲特性等物性差異,進行相應(yīng)的方法測井。數(shù)字測井在煤田地質(zhì)勘探中是重要的勘探技術(shù),它主要用來確定煤層的位置、深度以及厚度等。由于數(shù)字測井技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探中具有工作效率高、氣候影響程度低以及煤層測量的精確度高等特征,已得到廣泛應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:數(shù)字測井技術(shù);煤田;地質(zhì)勘探
1、數(shù)字測井技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探中的應(yīng)用優(yōu)勢
煤田地質(zhì)勘探是一項較為復(fù)雜的工程,要想較為精確的勘探測量出地下含煤的性質(zhì)及特征,應(yīng)具備一項技術(shù)含量較高的測量系統(tǒng),以及運用先進的勘探測量技術(shù)。近些年來,數(shù)字測井技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探中受到廣泛應(yīng)用,原因在于其具有一定的優(yōu)勢。具體表現(xiàn)于以下幾個方面:第一,采用數(shù)字測井技術(shù)進行勘探測量,其的工作效率高。一般情況下,三位勘探人員將能完成由資料收集、確定煤層的厚度及深度以及計算機的處理等工作。數(shù)字測井技術(shù)的作業(yè)速度較快,這大大提高了煤田地質(zhì)勘探工程的工作效率。第二,對煤層的厚度、深度以及結(jié)構(gòu)處理的準確度較高。第三,全天侯作業(yè),通常不受氣候環(huán)境的影響,即便在惡劣環(huán)境的情況下也能準確、快速的收集到首要資料。第四,收集、處理以及整理數(shù)據(jù)的能力較強,從采集、處理至整理數(shù)據(jù)等整個程序均是自動化,整理所得的資料快速且準確,精確度較高。第五,操作較為簡便,通俗易懂,便于學(xué)習(xí)及使用。這些均是數(shù)字測井技術(shù)的優(yōu)勢,因此,利用數(shù)字測井技術(shù)進行煤田勘探,有利于鑒別煤層的性質(zhì)。
2、煤田測井資料在煤田地質(zhì)勘探中的用途
計算機技術(shù)在煤田測井中的應(yīng)用,促進了測井儀器的組合化、刻度化以及輕便化。煤田測井資料對煤田區(qū)域的勘探、信息分析以及開采中,有著很大的使用價值。煤田測井資料可以幫助勘察人員鑒定煤田沉積環(huán)境。古代的地理沉積情況決定了煤炭的形成以及發(fā)育,利用煤田測井資料可以有效的了解含煤巖系中的巖性組合、各種巖相的類型和變化規(guī)律,還可以清楚的確定煤層發(fā)育的狀況,確定什么位置煤比較多,什么位置比較少。在確定煤層和巖層的厚度和深度上,有著很好的使用價值,這個時候可以根據(jù)數(shù)據(jù)資料繪制的密度測井曲線來劃分煤層和巖層的狀況。利用體積模型方式以及豎立統(tǒng)計表,對密度、中子和聲波等測井曲線分析處理時,可以準確的得到煤質(zhì)指標和巖石的組合成分,還可以幫助勘察人員有效地分析出煤質(zhì)和巖性的特征。煤田測井資料還可以幫助工作人員確定煤田中煤的變質(zhì)程度,地殼中火山巖侵入煤層時,往往會提高煤的變質(zhì)程度。在這種情況下,各種測井也會隨之發(fā)生變化,伽瑪一伽瑪曲線的幅度值會隨著煤的變質(zhì)程度加深而減小,中子曲線也會跟著下降,電阻率曲線也會出現(xiàn)這種情況。煤田測井資料可以幫助勘察人員確定含煤地層的含水量特征。通過數(shù)字測井的電參數(shù)對煤礦中含煤地層的含水特征進行分析,可以有效的了解含水層的狀況,有利于煤田的開采設(shè)計工作。
3、數(shù)字測井技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探中的應(yīng)用實踐
3.1判斷煤田礦井的斷層位置
在實際測量中,使用完整、系統(tǒng)層序地層測井曲線的整體特性作為對照的依據(jù),加以比較某一鉆孔的測井曲線。在測量的過程中,若發(fā)現(xiàn)測井曲線上某一段曲線存在重復(fù)或者缺失,則能確定煤田礦井中存在相關(guān)的地層重復(fù)或者缺失,由此判斷礦井?dāng)鄬拥奈恢靡约皵鄬拥男再|(zhì)。
3.2確定煤層的性質(zhì)
通常情況下,利用數(shù)字測井技術(shù)獲得數(shù)據(jù)而繪制的測井曲線可以準確的反映出煤層的狀況。主要表現(xiàn)在下面幾個方面:第一,自然的伽瑪曲線,它主要可以反映出煤層的放射性很低,甚至比見到的低放射性地層還要低。第二,根據(jù)密度繪制的測井曲線,通常情況下,煤礦中煤層的體積密度在1.5g/am3。第三,依據(jù)聲波繪制的測井曲線,可以反映出煤層的間隔傳播時間比圍巖的間隔傳播時間長,它的大小和煤田的煤質(zhì)、煤質(zhì)的變化情況有著密切的聯(lián)系。第四,依據(jù)中子繪制的測井曲線,可以看出煤田中鉆孔的隙度指數(shù)很高,通常,高含碳量的煤會導(dǎo)致這種狀況。第五,繪制側(cè)向電導(dǎo)率曲線,當(dāng)煤田中煤炭的特性變化程度較高,他的電導(dǎo)率會接近于零。主要是因為在質(zhì)量不好的煤炭中,電導(dǎo)率的變化和煤炭中灰分的含量有關(guān)系。所以,煤田地質(zhì)勘探中利用數(shù)字測井技術(shù),可以更好的確定煤層的性質(zhì)。
3.3判斷煤質(zhì)的巖性以及煤的性質(zhì)變化程度
采用專用的軟件對聲波、中子以及密度等測井曲線對所收集到的數(shù)據(jù)進行數(shù)字化的分析及處理,并將取得的煤質(zhì)指標以及巖石成分進行定量分析。在煤田地質(zhì)中,基于火成巖的不斷侵人,使煤田的變質(zhì)程度不斷逐漸增高,煤田中的種種測井曲線也隨之發(fā)生相應(yīng)的改變,若煤的變質(zhì)程度越深,伽瑪-伽瑪曲線的幅值將逐漸減小,中子曲線將隨之不斷降低,電阻率的曲線也會隨之下降。對此,采用密度、電阻率或者密度結(jié)合中子繪制測井曲線圖,能更為有效的推測煤層的性質(zhì)變化程度。
3.4確定煤層的含水量
在煤田地質(zhì)勘探中,利用數(shù)字測井技術(shù)獲得的電阻率和自然電位等電參數(shù),可以綜合分析出煤層的含水物理性質(zhì),并可以準確的得到含水層的深度和厚度,地下水的涌水量以及補給情況。煤田地質(zhì)勘探中利用數(shù)字測井技術(shù),可以有效的指導(dǎo)煤田工程建設(shè),根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)進行分析,得到煤層頂?shù)装宓奶卣饕约昂畬拥臓顩r,據(jù)此,再設(shè)計出合理的開采方案。
4、結(jié)束語
總的來說,應(yīng)用數(shù)字測井技術(shù)進行煤田勘探,為煤田勘探的合理評價以及開采方案的優(yōu)化設(shè)計提供了良好的依據(jù)。采用煤層的密度、電阻率或者密度結(jié)合中子進行繪制測井曲線圖,能更為有效的推測煤層的性質(zhì)變化程度。近些年來,隨著計算機信息技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)字測井儀器所取得的參數(shù)逐漸增多,能更為全面的解釋各種測井的數(shù)據(jù)資料,從而為煤田地區(qū)的普查、詳查以及勘探提供有力的證據(jù)保障。數(shù)字測井技術(shù)具有工作效率高、受氣候影響小以及測量煤層深度及厚度的精確度高等優(yōu)點,在煤田地質(zhì)勘探中受到廣泛應(yīng)用。
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(作者單位:河北省煤田地質(zhì)局第二地質(zhì)隊)
作者簡介:王義同,1986年6月,男,漢族,河北省邢臺市,助理工程師,研究方向:地球物理測井。