地球物理測井在鶴崗某煤田勘探區中的應用效果

張慶

摘 要：論述了放射性測井在鶴崗煤田勘探中的作用，根據物性反應確定巖層類型及定性定量煤層等。單孔分析及孔間煤層對比，輔助地質完成勘探項目。

關鍵詞：放射性；煤田；測井

1 地質條件

鶴崗某煤田勘探區，地質背景從下到上為基底地層、煤系地層、第三系、第四系，煤系地層以白堊系下統城子河組（K1c）為主，所見地層巖石主要為礫巖、砂礫巖、粗砂巖、中砂巖、細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、泥巖、粉砂質泥巖。

2 煤層物性特征

煤是一種能快速燃燒的有機巖，由多種復雜的化合物組成。其主體是有機質，另外還有無機成分，在煤的有機成分中，碳含量最多。無機成分包括水分、礦物質、灰分。本勘探區，煤層變質程度為中等程度，一般為氣煤，在煤巖層接觸處電阻率值曲線界限清晰，呈陡升形態。煤的天然放射性含量很少，自然伽瑪異常為低值，但隨著灰分的增加自然伽瑪值增大。煤的密度小于煤系地層所有的巖石，伴隨煤灰分增加，密度值增大。聲波時差高低值決定于骨架、孔隙度、孔隙中的流體性質，碳和甲烷的聲波時差都大，所以煤層的時差值也很大。

3 巖層物性特征

砂巖由碎屑巖組成，包括礫巖、砂礫巖、粗砂巖、中砂巖、細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖。不同粒度的碎屑巖，其物性特點也不同。其次構成砂巖的物質成分、膠結物、分選性、孔隙度及充填孔隙的液體的性質，決定了砂巖的電阻率、天然放射性含量、密度及對聲波的傳播速度。組成砂巖的顆粒越粗，膠結越致密，電阻率越高。自然伽瑪強度和砂巖泥質含量有關，砂巖顆粒越粗，孔隙度越小，泥質含量越少，放射性強度越低。組成泥巖的顆粒很微小，直徑小于0.01mm，孔隙為毛細管型，故為非滲透性巖層。在泥巖段上，自然伽瑪曲線是高值。組成砂巖顆粒比較大，砂巖密度比較大，在伽瑪伽瑪曲線上，與泥巖和煤層比較，伽瑪伽瑪曲線呈現低值，為起伏平穩的曲線。由于泥巖密度小，故在伽瑪伽瑪曲線上呈現高異常反應，僅次于煤層，泥巖含水分越多，膠結越松散，砂質、碳酸質含量越少，則伽瑪伽瑪值越高。砂巖膠結致密，聲波傳播速度快，時差小，但膠結松散砂巖層除外。砂巖聲波時差曲線低于泥巖、煤層。泥巖在聲波時差曲線上，反映為高值，泥巖越疏松，密度就越小，對聲波傳播速度越慢，則時差越大。

4 煤層的測井曲線響應

5 孔間煤層對比

煤層對比在白堊系下統城子河組（K1c），巖性由粗變細，再由細變粗，見礫巖，粗、中、細砂巖，泥巖交互沉積。地層厚度近300米，所見煤層較多，有10～16層位之多。25號煤層特征明顯，而且較厚。以其中三個鉆孔此層為例對比分析，此層煤的偽底偽頂為泥巖或砂質類的泥巖，夾矸以炭質泥巖和粉砂巖為主。煤層段曲線形態相對上下圍巖表現為高密度，高電阻，低天然的特性。鉆孔1夾矸最厚，上下厚度相近。鉆孔2上薄下厚，上厚段有炭質泥巖夾矸，上下段的夾矸為細砂巖，鉆孔3上厚下薄，上厚段無夾矸，上下段夾矸為細砂巖。在25號煤層的下部10米之內有一層不到一米的煤或炭質泥巖，鉆孔1（煤）、鉆孔3（炭質泥巖）將此層定義為26號煤層。鉆孔1、鉆孔325號煤層的上部30之內有一層1.5左右的煤層，將此層定義為24號煤層。此結果與鉆探采取的巖心相符。曲線反應特征見圖1：

6 結束語

實踐證明，由于測井曲線是連續變化的，并且有良好的垂向分辨率和深度控制，經解釋的地層厚度能精確到5cm，所含信息豐富，人為干擾因素少，所以能夠利用測井曲線追索煤、巖層，了解煤田地質構造，摸清煤層的分布規律。并且能輔助地質準確判斷煤層的厚度，提高勘探效率，降低勘探成本。同時孔間對比為某些巖心采取率低的鉆孔分析巖性層位提供理論依據。

參考文獻

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