龍鳳井田地質勘探中煤層對比方法探討

彭興和

（重慶一三六地質隊，重慶 401147）

前言

地球物理測井是記錄測井儀器沿鉆孔井壁移動時各巖層的物性反映數據，曲線解釋是將巖層的物性反映數據轉換成地層的地質信息過程。測井曲線是對鉆孔所穿過的地層地質信息記錄的客觀反映。特別是在構造復雜、煤層不穩定、標志層不明顯的井田，利用井田內的地質地球物理特征進行地層對比可體現工作簡單、效率高、準確度高的特點，還能夠彌補其它地層對比方法的不足之處，成為某些井田的主要地層對比手段。

1 井田概況

金沙縣位于貴州省西北部的畢節地區，擁有豐富的煤炭和水資源條件，326國道從井田西側通過，具有煤、電開發工程優勢，被列入貴州省“十五”計劃開工建設的“十大電力”建設項目之一。龍鳳井田內及周邊出露的地層有二疊系下統茅口組(P1m)、上統龍潭組(P2l)、長興組(P2c)，三疊系下統夜郎組(T1y)、茅草鋪組(T1m)和中統松子坎組(T2s)。

龍潭組(P21)：厚度 103.90～130.45m，平均118.51m。井田內無出露，主要分布于井田兩側外圍。該組足井田的含煤地層，為一套海陸交互相、多旋迥沉積組成的含煤巖系，由灰～深灰、灰黑色泥巖、粉砂質泥巖、灰～褐灰色細砂巖、灰～深灰色硅質灰巖、生物碎屑灰巖、灰黑色炭質泥巖及煤層組合。含煤 12～15層，其中 7、8、9、11、12五層煤較穩定，為主要可采煤層，其中7、8、9煤層是此次勘探的主要目的層。

2 巖煤層測井對比方法

對于單孔的測井資料進行綜合解釋，能夠了解所穿過的鉆孔縱向巖層排列順序、埋深和巖性，劃分出煤層、含隔水層及其它有益礦產。但是，這僅僅是1個鉆孔的情況，要摸清整個井田或煤田的地下地質面貌，就必須利用分布在全井田各剖面線上的每1個鉆孔的地質資料，進行綜合分析研究。從中找出規律性的東西，這就要進行地層對比的工作。

2.1 測井資料綜合對比工作的地球物理基礎

2.1.1 在同一井田內，同一時代，相似的沉積環境之下.其所形成的地層在巖性和物性上具有大致相同特征。

2.1.2 不同時代的地層，其沉積特征的變化和地層的組合關系具有一定的規律。

2.1.3 上述地質特點反映到測井曲線上就是表現出一定的物性特征規律，包括曲線的幅值、形態、組合特征和某些特殊的物性標志，這些特征及其變化規律，在井田或煤田內大體是一致的。

因此，通過井田內各個鉆孔的測井資料對比工作.能夠較詳細的研究煤田的地下巖層的沉積關系、巖層厚度變化、巖層變化和巖性變化，研究煤層的分布、厚度、結構及煤質變化，利用地層的重復、缺失和巖性組合規律來查明地下地層地質構造。它不僅可以替代或補充地質上巖層對比工作，還可以提高測井曲線本身的解釋質量。因為通過曲線的對比，了解曲線的變化規律和地層的沉積關系，就可以掌握煤層及標志層的發育和變化，從而避免了由于層位判斷不準而引起的解釋錯誤，特別是在開展無巖芯鉆進的層段。

2.2 各主要煤層的物性組合特征分析

該井田自測井工作開展以來。通過試驗基準孔的研究，用測井物性曲線與地質鑒定、巖芯實物的相互對比和分析，對該井田地層的巖、煤層的物性特征已經掌握，規律性較明顯，在煤系地層中確定了一系列的物性標志層(組)，奠定了煤層對比的基礎，保證了煤層對比的正確可靠。各主要煤層的物性組合特征分述如下：

(1)5、6、7煤。煤層具有低自然伽瑪、低密度、中低電阻率、較高中子孔隙度和較低的縱波速度的物性特征。地層發育有k(灰巖).煤層有5上、5、5T、6、6T、7、7T和8上等煤層。其中.7煤層為不穩定煤層，其余煤層均為極不穩定煤層，其厚度、結構變化較大。由剖面和平面對比可以發現5、6煤層具有分岔合并現象(圖1)，合并后定名為6煤層，5、6煤層合并區主要分布在井田的中南部；6、7煤層也具有分岔合并現象，合并后定為7煤層，6、7煤層合并區主要分布在井田的東北及中西部；在井田的中西及南部5、5下、6、6下煤層具有沖刷和沉缺的現象。在6、6下煤層的頂底發育一層(泥巖或炭質泥巖)具有較高放射性異常，它是判定6、6下煤層層位的物性標志，煤層具有較高的視電阻率、較低的自然伽瑪、較小的密度和較高的中子孔隙度的物性特征與其它巖性易于區分，煤層在各參數曲線上反映明顯，定性定厚可靠，由于標志層發育較穩定，煤層層位的確定比較可靠。

圖1 龍潭組5、6、6下煤層分叉合并曲線物性特征

(2)8、9煤：煤層具有低自然伽瑪、低密度，中低電阻率、較高中子孔隙度和較低的縱波速度的物性特征。8、9兩煤層無論是分岔還是合并，它們的曲線形態組合特征是穩定的，尤其在自然伽瑪曲線上形成一個具有雙“w”的組合形態，且物性特征穩定，在井田內無論是在分岔區還是在合并區，從物性特征上能夠可靠的進行對比，在9煤層的底板發育有L9上、L9下兩層泥灰巖，這兩層泥灰巖較穩定，無論是從地層層序上，還是物性特征上都是確定9煤層的標志層(圖 2)。

圖2 龍潭組8,9煤層分岔、合并曲線物性特征

(3)11煤；煤層具有低密度、中低電阻率、較高中子孔隙度、較低的縱波速度和較高的自然伽瑪物性特征，由于煤層中含有的鎵含量達到了工業品位要求，最大值達85μg／g。其余元素均未達到工業品位要求 (鍺 20μg／g、鎵 30μg／g、鈾200μg／g、釷 900μg／g)，所以在自然伽瑪曲線上具有較高的特殊異常。由于煤層上下圍巖的組合，所以在自然伽瑪曲線上形成-個“筆架峰”的組合形態。

(4)12煤：煤層具有低密度、中低電阻率、較高中子孔隙度、較低的縱波速度和較高的自然伽瑪物性特征，由于煤層中含有的鎵含量達到了工業品位要求，最大值達85μg／g，其余元素均未達到工業品位要求 (鍺 20μg／g、鎵 30μg／g、鈾200μg／g、釷 900μ／g)，所以在自然伽瑪曲線上具有較高的特殊異常。由于煤層上下圍巖(L12灰巖、12煤和鋁質泥巖)的組合.所以在自然伽瑪曲線上形成一個“雙駝峰”的組合形態。12煤層局部具有分岔合并的現象，有時發育成12上、12兩層(僅有2個鉆孔)，在12上煤層的上部發育L12上、L12兩層泥灰巖，但有時L12上相變為鈣質砂巖。其中L12石灰巖與12煤層在自然伽瑪娶線上組成1個石灰巖低幅值、煤層高幅值的物性組合特征，該組合特征無論該層石灰巖距煤層間距近與遠，或該石灰巖是否發育，其物性特征是非常明顯的，是確定12煤層的良好物性標志層(圖 3)。

圖3 龍潭組12煤層曲線組合物性特征

3 煤層對比可靠程度

針對龍潭組 5、6、7、8、9、11、12 煤層的賦存規律開展了一系列的研究工作，編制了龍潭組巖、煤層測井曲線對比圖走向剖面2條(報告編制中，編制了全部鉆孔龍潭組巖、煤層測井曲線對比圖進行對比)、傾向剖面若干條 (4條勘探線)，在煤層綜合分析、研究時，對全井田內、外的70個鉆孔(含井田外6個鉆孔)煤系地層采用了測井曲線異常形態對比法、曲線異常組合規律對比法和特殊異常對比法進行了全面對比，又繪制了5、6，7煤層和8、9煤層宏觀結構平面圖，從空間上對煤層曲線特征及賦存規律進行了較深入的研究，并揭示了6、7煤層(見圖4)的分岔、合并的基本規律及局部沖刷變薄、沉缺、斷缺等現象。利用上述圖紙展開的煤層對比工作，不但應用了煤層深度、厚度、結構和煤層與上、下標志層間距等因素，同時結合煤層本身測井曲線形態特征及其與頂、底板和煤層上、下標志層間組合特征進行了全煤系地層的對比，從而保證了煤層層位對比的正確可靠。而且對煤層的分岔、合并、沖刷、沉缺、煤層變薄及厚度、結構變化規律等也有了較清楚的了解。龍潭組煤層因沉積環境穩定、煤層沉積層序規律性較強，較易于對比。

圖4 龍潭組6、7煤層分岔、合并曲線特征

結論

龍潭組煤層對比可靠程度為：5、6、7煤層對比結果可靠～較可靠，8、9、11、12 煤層對比結果可靠。利用測井資料進行地層對比，該方法能夠較可靠的確定煤、巖層的變化規律，確定地下的地質構造形態，探明斷層的位置、性質和斷距.研究煤層的沖刷范圍，圈定火成巖的侵入范嗣等。從而為繪制區域構造圖和開展無巖芯鉆探提供了堅實的地質基礎。

[1]康立權.甘肅省煤田地質勘探的回顧與展望.中國煤田地質，1989-10-01.