煤田地球物理测井技术

煤田地球物理测井技术内容简介•一、煤田地球物理测井可解决的地质问题•二、煤田地球物理测井参数的选择•三、煤田地球物理测井资料处理•四、煤田地球物理测井资料解释•五、煤田地球物理测井曲线煤岩层对比•六、煤田地球物理测井报告编制方法•七、贵州煤田地球物理测井存在的常见问题•八、煤田地球物理测井发展方向煤田地球物理测井可解决的地质问题一、煤田地球物理测井在煤田地质勘查中的作用①《煤炭地质勘查钻孔质量标准》MT/T1042-2007第6.1节“钻孔综合煤层质量标准”规定，煤层的“优质”与“合格”需“经钻探和测井资料对比研究”来确定；②煤层底板坐标需经过可靠的测斜资料来计算；③测温资料可评价矿井地温场变化情况；④水文测井可准确确定涌水点和漏水点位置；⑤物性标志可增加煤层对比的可靠性；测井曲线对比可是断层解释更加合理；煤田地球物理测井可解决的地质问题二、煤田地球物理测井可解决的地质问题•1、确定煤层的深度、厚度及结构；计算煤层的碳、灰、水含量；•2、划分钻孔岩性剖面，提供煤、岩层的物性数据；解释岩层的砂、泥、水含量；推断解释地层时代；•3、进行煤岩层物性对比，建立地层地质剖面；•4、测量地层产状，研究煤、岩层的变化规律、地质构造及沉积环境；•5、测量地温，评价地温变化特征；•6、测算地层孔隙度和地层含水饱和度；确定含水层位置及含水层间的补给关系；煤田地球物理测井可解决的地质问题•7、测算煤岩层力学参数；•8、初步估算目的煤层的煤层气含量、孔隙度、渗透率，定性评价其顶底板岩层的渗透率；•9、确定钻孔顶角和方位角；•10、固井质量检查评价和套管校深；•11、对其他有益矿产提供信息或作出评价。一、煤田地球物理测井参数选择原则①满足现行《煤炭地球物理测井规范》要求；②煤岩层物性差异明显，煤层定性定厚可靠，煤层底板坐标可靠；③根据勘查设计，能满足煤层气评价、水文地质评价、工程地质评价、地温评价、固井质量评价等需要；煤田地球物理测井参数选择煤田地球物理测井参数选择二、常规煤田地球物理测井参数选择常规煤田地球物理测井必须测量自然伽马、密度(或伽马伽马)、自然电位、视电阻率(屏蔽电极较长、屏蔽效果较好的三侧向视电阻率曲线的薄层分辨率较高)、孔斜。煤田地球物理测井参数选择三、非常规煤田地球物理测井参数选择非常规测井是指常规测井以外的测井。•要求进行煤层气评价的钻孔必须测量补偿密度、补偿声波、补偿中子、双井径、井温；可选择测量电极、地层产状、超声成像、核磁共振等；•要求进行水文地质评价的钻孔必须选择扩散法或流量测井；可选择中子中子、超声成像测井；煤田地球物理测井参数选择•要求进行工程地质评价的钻孔可选择声波时差、超声成像测井；•要求进行地温评价的钻孔必须根据地质设计选择简易测温或近似稳态测温或稳态测温；•要求进行固井质量检查的钻孔，应选择深幅、全波列、磁定位等测井。煤田地球物理测井资料处理①预处理：包括建库、曲线读取、曲线深度取齐、纠错与插值、滤波、校正与刻度；②数值计算：包括曲线相加(减、乘、除)、曲线计算、数据统计；③曲线分层：包括模拟人工分层(屏幕编辑分层、不等式分层、模拟人工分层)、统计分层(平均值分层、方差分析分层、极值方差分层、活度分析分层)；④岩性和煤质分析：包括概率统计法、判别分析法、回归分析法、体积模型法、交会图法等；⑤图件输出：CAD电子图、纸质图纸。一、测井曲线识别人工伽马(密度)曲线：煤层处有明显异常反映；视电阻率曲线：煤层、灰岩处有明显的高幅值异常，泥岩为低幅值反映；自然伽玛曲线：煤层为相对低的幅值，但泥岩、碳质泥岩、铝土岩等为较高幅值；煤田地球物理测井资料解释二、岩、煤层定性解释定性解释就是不作定量计算，也不涉及层位问题，而是着眼于曲线反映，根据曲线的异常特征，分析研究钻孔剖面，定性地判断煤层、区分岩性，确定新老地层界面位置等。贵州煤田测井用的定性解释参数曲线有视电阻率、自然伽玛和人工伽玛三条。(一)定性解释的依据物性差异是岩、煤层定性解释的依据。煤田地球物理测井资料解释煤田地球物理测井资料解释常见岩石的密度见下表石(矿物)平均密度(g/cm3)岩石(矿物)平均密度(g/cm3)岩盐2.165砂岩2.40～2.70泥岩2.20～2.65纯灰岩(Ф=0)2.71石膏2.32白云岩2.87粉砂岩2.00～2.60硬石膏2.96煤1.3～1.7常见岩石的电阻率见下表名称电阻率名称电阻率泥岩1～300烟煤500～5000粘土2～10褐煤10～200白云岩50～5000玄武岩600～600000石灰岩600～6000辉长岩600～600000砾岩20～2000片麻岩600～60000砂岩2～2000花岗岩600～600000页岩10～1000辉绿岩600～60000无烟煤0.001～1煤田地球物理测井资料解释常见岩石的自然放射性见下表岩类岩性自然放射性浓度(克镭当量/克)火山岩最强变质岩中等沉积岩硬石膏、石膏、不含钾盐的岩盐、煤、沥青等2×10-12,最低砂岩、砂层、石灰岩、白云岩等2～8×10-12，较低浅海相和陆相沉积的泥岩、泥灰岩、钙质泥岩和含砂泥岩10～20×10-12，较高钾盐、深水泥岩20～80×10-12，高膨润土、火山灰、放射性软泥等80×10-12，最高煤低煤田地球物理测井资料解释(二)、定性解释的原则和方法原则：从曲线入手，综合解释。方法：选择物性差异明显的几条曲线进行综合解释。三、煤层定厚解释(一)、定厚解释的原则1、选用异常明显、分层点突出易找的两条或两条以上不同参数曲线进行综合定厚解释；2、定厚物性参数是定性物性参数；3、定厚解释采用屏幕曲线人工分层，充分利用放大曲线直观和精度高的优点；4、定厚解释严格按照分层规律进行，不可随意变动，避免解释的人为误差。煤田地球物理测井资料解释(二)、定厚解释的方法1、先定性后定厚；2、根据钻探和测井解释成果对比采用合理的解释点；3、各参数曲线按各自的解释原则独立解释，然后取其算术平均值(深度和厚度)作为解释成果。贵州煤田测井常用的煤层定厚解释曲线为三侧向电阻率、人工伽马和自然伽马三条，其解释点见下表。曲线解释点自然伽玛半幅值点长源距人工伽玛厚度等于大于原距时用三分之一幅值点，厚度小于源距时用三分之二幅值点。三侧向电阻率根部拐点煤田地球物理测井资料解释四、煤岩层解释实例煤田地球物理测井资料解释五、正断层解释正断层在测井曲线上的特征：与相邻钻孔测井曲线对比，层间距减小，曲线明显出现缺失段。煤田地球物理测井资料解释六、逆断层解释逆断层在测井曲线上的特征：与相邻钻孔测井曲线对比，层间距加大，曲线出现明显重复特征煤田地球物理测井资料解释七、含水层解释煤田地球物理测井资料解释八、井温资料分析(一)测量地温工作的重要性《煤矿安全规程》明确规定：采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电硐室的空气温度不得超过30℃，并且，当上述两工作地点的空气温度超过30℃和34℃时，必须停止作业。(二)几个基本概念变温带：地温受太阳辐射热影响而具有周期性变化的带。恒温带：地温常年保持恒定的层、带称为恒温带或中性层。增温带：地温变化受制于地球的内热，随深度增加而增加。地温梯度：每100m地温升高的度数。煤田地球物理测井资料解释(三)近似稳态测温煤田地球物理测井资料解释《煤炭资源地质勘探地温测量若干规定》指出：a.平均地温梯度不超过3℃／100m的地区为地温正常区；b.平均地温梯度超过3℃／100m为高温异常区；c.原始岩温高于31℃的地区为一级热害区；d.原始岩温高于37℃的地区为二级热害区。(四)地温分析依据煤田地球物理测井资料解释一、测井曲线综合对比的目的测井曲线综合对比是为了追索煤、岩层，了解煤田地质构造，摸清煤层、含水层和其他有用矿层的分布规律，最后计算储量。测井曲线综合对比通常能确定层位，研究煤、煤层变化规律，确定断层，研究火成岩侵入体分布的范围，研究煤层冲刷的范围等。二、测井曲线对比方法测井曲线对比通常是通过测井曲线标志层来进行的，测井曲线标志层就是在测井曲线上具有一定显著的特征、可作追踪的地层(包括煤层)。测井曲线对比通常有曲线异常幅度和宽度对比法、曲线异常形态对比法、曲线异常组合规律对比法和曲线特殊异常对比法四种。煤田地球物理测井曲线煤岩层对比三、组合标志对比追踪确定层位1.30131.791.75140.170.63143.030.58178.580.83180.240.18185.131.24190.081.65198.180.33200.830.12222.700.57223.380.37232.100.55122.310.79125.480.16130.011.26135.281.77144.040.40146.100.77168.290.33176.930.22181.400.75186.020.75187.620.20194.431.30199.351.79206.860.52209.370.15231.480.72232.360.53240.901-14-1294.500.35284.900.30260.751.80263.500.52252.101.301.20240.63238.940.72569K4煤田地球物理测井测井曲线煤岩层对比•一、文字结构根据现行《煤田地球物理测井规范》(DZ/T00802010)9.3.2节要求，测井部分文字报告主要包括：a.地质概况及地球物理特征；b.工作方法及测井仪器；c.资料处理、解释；d.地质成果；e.结论与建议；煤田地球物理测井报告编制方法•二、成果附图根据现行《煤炭地球物理测井规范》(DZ/T008093)8.8.4要求，测井成果附图主要包括：a.钻孔测井综合成果图；b.物性综合柱状图；c.煤、岩层曲线对比图；d.复杂结构煤层对比图；e.测井设计要求的平面等值线图；f.其他有关图件。煤田地球物理测井报告编制方法•三、应注意问题a.术语规范(如测井参数、曲线横向比例单位)；b.图件规范(曲线排列位置统一、图签格式和图件编号与其他图件统一)；c.曲线图横向比例选择合适；d.图文表一致(文字描述的与曲线反映的)；e.不画蛇添足(做什么写什么，没做的不写)；煤田地球物理测井报告编制方法贵州煤田地球物理测井存在的常见问题•一、对煤炭勘查规范的理解不够准确不够全面•二、设备选型不合理•三、测井工作现场验收有待加强•四、综合分析不足工作质量不高钻孔基础资料准确性和可靠性受到影响煤田地球物理测井发展方向•一、煤层气资源评价•二、其他有益矿产评价•三、环境地质评价•四、工程地质评价需要增加补偿密度、补偿声波、补偿中子、自然伽马能谱、声波波幅和超声成像等测井方法谢谢！