煤田測井技術的發展與未來發展趨勢

摘 要：本文綜述了煤田地球物理測井技術的發展歷程，對煤田測井今后的發展方向進行了展望。

關鍵詞：煤田數字測井；發展；趨勢

中圖分類號：TD163.1；P631.81 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 16-0000-01

測井，是利用巖層的電化學特性、導電特性、聲學特性、放射性等地球物理特性，測量地球物理參數的方法，屬于應用地球物理方法（包括重、磁、電、震、測井）之一。煤田鉆井時，在鉆到設計井深深度后都必須進行測井，又稱完井電測，以獲得各種煤田地質及工程技術資料，作為完井和開發煤礦的原始資料。其發展大體經歷了模擬測井、數字測井、數控測井、成像測井四個階段如今，煤田地球物理測井已經成為煤田地質勘查重要的技術手段，為我國的國民經濟發展做出了卓越貢獻。

一、我國煤田測井技術的發展歷程

上世紀五十年代，使用的測井儀器是半自動的，換向器是手搖的，記錄曲線是手工半自動記錄的，只能測量視電阻率、電流和自然電位曲線。那時稱測井為電測，因它只能測量電性曲線。那時還沒有電動設備，沒有測井電纜，測井只能在鋼絲繩上綁上電線，然后包上記號，作為深度標記，測井時只能人工拉動儀器。測井儀器的運輸是用馬拉車，人工扛，測一次井至少得一個星期以上。

從1964年開始，使用膠卷照相技術記錄曲線，淘汰了手工半自動測井，同時也有了電動絞車，測井勞動強度有所降低，但由于野外照相、洗相都受客觀因素影響，測井效率也沒有明顯提高。后來引進了蘇聯的放射性測井儀器，使用鈷放射源，配備了測井車，煤田測井才算走上了機械化。當時還是使用照相記錄曲線，成相質量有了明顯提高，受相紙限制，曲線幅值都不大，可以測量1：200視電阻率、人工放射性、天然放射性和自然電位曲線。煤層測量1：50視電阻率、人工放射性和接地梯度曲線。由于儀器不穩定，經常壞，測井質量和效率還是較低。

七十年代，國產系列測井儀器投入使用，我們使用山西渭南儀器廠生產的TYJJ-1型靜電顯記錄儀和TYFZ-4型組合測井儀，可以同時測量視電阻率、人工放射性和天熱放射性曲線，記錄紙也比原來照相紙寬了二分之一，儀器靈敏度也提高了，測井質量和測井效率都有了明顯的提高。測井放射源改用了銫源，并配備了相應的防輻射裝置，使用更安全。隨著測井儀器不斷更新換代，測井質量和測井效率都在不斷提高，測井在煤田地質勘查中起著越來越重要的作用，地質效果越來越明顯。

八十年代，數字測井蓬勃發展，由于第一代數字測井儀在數據采集、資料處理方面速度較慢，數字測井技術又經過進一步發展，實現了軟件控制，計算機存儲，速度更快，煤田測井技術的發展同時也帶動了其他工程測井技術的迅速發展。如為定向斜孔和注漿造孔生產的有線隨鉆和無限隨鉆測斜定向儀，為大口徑造孔和特殊工程孔發展的井筒電視、高精度測斜儀、井徑儀、流量儀等，為凍結造孔衍生陀螺測斜定向儀等等，測井技術取得了一個又一個新突破。

現在，我國已經逐步建成一套比較完整的煤田測井儀器制造系統和良好的測井數據處理軟件研發環境。測井儀器正向著高效率、高計數通過率、高能量分辨率、高耐溫、耐壓、高抗震、小體積、價格適中等方向完善。與測井儀器系統的發展相配套，我國煤田測井數據處理軟件的功能也在不斷增強，內容更加豐富，已完全甩掉國外英文界面的解釋系統，使用自主研發的全視窗化Windows全中文界面處理軟件。基于個人計算機技術和全視窗化操作界面的更新一代測井處理軟件的投入使用，使測井數據庫管理水平和數據處理速度有了極大提升。從數據庫管理、原始數據預處理、巖性分析、煤質分析、地質剖面解釋到成果圖、表輸出等等，輕松自如，方便快捷。

二、煤田測井的發展方向

煤田測井技術的進步給當前煤田地質勘查提供了豐富的可用信息，同時，煤田測井工作也面臨著諸多機遇和挑戰。隨著煤田地質勘查行業的轉型和向新領域發展，亟待測井部門解決的地質問題越來越多，技術要求越來越高。

依據測井解釋成果確定鉆孔地質剖面，是煤田地質勘查行業轉變發展方式的途徑之一。針對當前數字測井技術的快速發展，我們提倡在地質、地球物理條件較好的作業區，在總結全區地層物性的基礎上，設計施工無芯鉆孔，依靠測井技術提供必需的地質資料，從而提高勘查效率，降低勘查成本。

面對科技的快速發展和勘探市場化的需求，在今后的煤田測井中，大力發展新型測井方法已勢在必行。發展高端的測井方法、加快新技術的推廣應用是適應新形勢的要求，我們需要有諸如模擬測井向數字化測井跨越式邁進的大發展，尤其是核測井和超聲成像測井等具有潛能的核心技術需要全面推廣。

高分辨中子俘獲伽瑪能譜測井技術可在鉆孔內直接探測地層中的多種元素及其含量，為定量分析煤層與巖層提供了新手段，從根本上克服傳統測井方法依賴間接的物性反映值進行解釋而引起多解性的弊端。

成像測井技術作為第四代測井技術于20世紀90年代初正式商業應用于油氣田勘查，如今國內的煤田測井儀器制造商（如上海地學儀器研究所、重慶地質儀器廠、河北力時力拓等）已掌握適合煤田測井的孔內成像技術，并逐步研制出系列儀器應用于煤田測井生產中。成像測井能夠在井下大量采集豐富的地層信息，將孔壁的各種狀態真實地傳輸到地面電腦，并通過專用的圖像處理技術得到井壁二維圖像或井眼周圍某一探測范圍內的三維圖像。

高分辨中子俘獲伽瑪能譜測井技術和孔內成像技術的逐步應用是我國煤田測井的主推方向和抓手。加快加速器放射源技術應用于核測井領域的步伐，進一步減小人員傷害，提高測井施工的安全系數也勢在必行。煤田測井儀器還應進一步向著系列化、高度組合化、模塊化的方向發展，以適應未來勘查市場高效化、節約化、安全化的發展需求。

數據處理與解釋技術是煤田測井專業的核心技術，今后要進一步完善測井儀器刻度裝置，建立相應的刻度體制，研究煤層氣、頁巖氣和“可燃冰層”的解釋模型，完善資料解釋系統，建立煤田測井數據庫的工作首當重要。前些年有些省份組建的測井工作站也是一種發展模式。培養造就一批有開發服務技能和應變能力的復合型測井專業人才，提供優質成果，提高服務技能和市場競爭力。

[作者簡介]牛浩（1982.02-），就職于山東煤田地質局數字測井站，從事煤田物探工作。