淺析煤田地質(zhì)電測井物探的幾種方法

王 杰

吉林省煤田地質(zhì)局一〇二勘探隊 吉林 梅河口 135000

前言

為進(jìn)一步提升煤炭開采質(zhì)效，增強煤炭生產(chǎn)效率，節(jié)約成本投入。煤炭企業(yè)投入大量資源，組織人員進(jìn)行勘探工作，實現(xiàn)煤炭儲量以及分布等參數(shù)的科學(xué)獲取，文章以測井為切入點，采取多種技術(shù)手段，對鉆孔進(jìn)行物探處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與處理，為煤炭開采提供必要的數(shù)據(jù)支持。

1.視電阻率法的應(yīng)用

作為一種常用的煤田地質(zhì)電測井物探方法，視電阻率通過對巖石以及礦石導(dǎo)電性能的分析評估，對地下巖石的分布情況以及地表形態(tài)進(jìn)行明確，視電阻率法主要應(yīng)用于井內(nèi)巖層厚度、巖層類別、分布深度以及下滲率的基本數(shù)據(jù)的采集。在視電阻率法應(yīng)用的過程中，技術(shù)人員可以在相關(guān)數(shù)學(xué)模型內(nèi)，進(jìn)行電阻計算，確保視電阻率方法的實用性。其基本計算公式為ps=KΔUMN/I，其中K表示系數(shù)，I表示電流，ΔUMN表示電位差，在這以模型下，視電阻率法能得到各個電測井內(nèi)各個巖石層的深度以及分布情況。根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果，工作人員繪制視電阻曲線，煤炭開采環(huán)節(jié)，技術(shù)人員可以通過視電阻曲線的相關(guān)數(shù)據(jù)，直接獲取煤層界限以及煤層厚度，為相關(guān)開采工作的開展，提供必要的技術(shù)支持。在視電阻率曲線內(nèi)，工作人員可以通過分析視電阻曲線的突變點，進(jìn)行煤層厚度的確定，從過往情況來看，視電阻梯度電極實現(xiàn)了對煤層厚度的確定，以視電阻曲線為框架，結(jié)合其他測井曲線，工作人員對煤田勘探區(qū)域內(nèi)小型地質(zhì)構(gòu)造結(jié)構(gòu)進(jìn)行了準(zhǔn)確定位，掌握地質(zhì)剖面以及含水層相關(guān)信息，為后續(xù)相關(guān)煤炭開采以及運輸工作的開展提供了必要的數(shù)據(jù)支持。

視電阻率法的技術(shù)優(yōu)勢較為明顯，技術(shù)實用性較強，成本較低，有效解決地質(zhì)問題，因此在煤田地質(zhì)電測井物探中得到了大量使用。在實際使用的過程中，視電阻率法必須結(jié)合煤田地質(zhì)測井的其它參數(shù)進(jìn)行解釋，如果單純依靠視電阻率曲線，是無法準(zhǔn)確定性劃分煤層，掌握煤層厚度、分布等情況，大大降低煤田地質(zhì)勘探工作的質(zhì)效。

2.電流法的應(yīng)用

電流法又被稱為電極測井法，其技術(shù)原理在于，煤田地質(zhì)電測井的鉆孔內(nèi)放置電極，電極借助鉆孔進(jìn)入到不同介質(zhì)的煤層以及巖層之中，在這一過程中，由于電阻的變化，使得電流大小不斷發(fā)生改變，從而在整個勘探區(qū)域形成電位差，技術(shù)人員可以根據(jù)電位差的具體情況，進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)的獲取，推動物探工作的順利進(jìn)行。具體來看，當(dāng)電測井內(nèi)巖層電阻較高時，巖層內(nèi)電流降低，電位差變小，在電測井內(nèi)巖層電阻較小的情況下，巖層內(nèi)電流提高，電位差增加，基于這種電流以及電位差的實際，工作人員可以繪制出巖層電流強度變化曲線，較為清晰地完成煤田地質(zhì)解釋，確保物探工作的順利進(jìn)行，進(jìn)而為后續(xù)相關(guān)煤炭開發(fā)工作的開展提供技術(shù)支持。

3.接地電阻梯度法的應(yīng)用

接地電阻梯度法在實際應(yīng)用的過程中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在科學(xué)性原則以及實用性的引導(dǎo)下，結(jié)合接地電阻梯度法的技術(shù)原理，理順技術(shù)應(yīng)用流程，明確接地電阻梯度法應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，確保其在煤田地質(zhì)電測井物探環(huán)節(jié)的中合理高效使用。在這一思路的指導(dǎo)下，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)做好相應(yīng)的技術(shù)準(zhǔn)備活動，結(jié)合煤田地質(zhì)電測井的實際情況，制定系統(tǒng)完備的探測方案。在電測井內(nèi)煤層以及巖層的分界位置，采取相應(yīng)的技術(shù)手段，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集與分析。從接地電阻梯度曲線中，可以較為直觀地發(fā)現(xiàn)煤層、巖層的分界位置，會出現(xiàn)較為明顯的變化，這種變化，對于煤田電測井內(nèi)煤層以及巖石層的劃分，提供了數(shù)據(jù)支持。

4.自然電位法的應(yīng)用

自然電位法主要應(yīng)用煤田地質(zhì)電測井物探定性評估方面，在相關(guān)技術(shù)手段的支持下，實現(xiàn)煤層以及巖石層的科學(xué)劃分，尤其滿足無煙煤以及黃鐵礦等礦產(chǎn)資源的分析。電位是電能的強度因素，它的單位是伏特（簡稱伏，用V表示,是voltage的縮寫）。設(shè)空間中有兩個位置1和2，其電位分別為φ1和φ2，則位置1對于位置2的電位差△φ=φ2-φ1；相應(yīng)，其電位降E=φ1-φ2。后者在電化學(xué)中用得較多，稱作電勢，在工業(yè)或日常生活中也常稱作電壓（voltage）。與其他煤田地質(zhì)電測井物探方法有所不同，自然電位法主要應(yīng)用滲透性巖層的勘探工作。煤田鉆井內(nèi)水分含量較大，其地層中水體濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過泥漿水體濃度，在這種情況下，地層中水體含有大量的正電粒子，泥漿中含有大量的負(fù)電粒子。正電粒子、負(fù)電離子相互作用，富集在某一區(qū)域，形成擴散電位。在這種情況下，在煤田地質(zhì)電測井物探的過程中，技術(shù)人員可以采取自然電位法，對正粒子、負(fù)粒子富集區(qū)域進(jìn)行確定，以此來完成煤層厚度以及位置的確定工作。在實際的操作環(huán)節(jié)，工作人員結(jié)合過往工作的經(jīng)驗，結(jié)合煤田地質(zhì)電測井物探工作的實際，制定系統(tǒng)完備的技術(shù)方案，以確保物探工作的順利開展，推動煤炭地質(zhì)勘探工作的有序進(jìn)行。在實際處理環(huán)節(jié)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明確，在煤田區(qū)域內(nèi)，滲透性較強的地層中，泥漿與地層充分接觸，在這種情況下，煤田地質(zhì)電測井電極呈現(xiàn)負(fù)極，地層表面為正極；在滲透性較差的地層中，泥漿與地層接觸不充分，測量保護電極之前，應(yīng)該首先確認(rèn)電極是在沒有施加任何陰極保護措施的狀態(tài)中，如果要測量的電極已經(jīng)實施過一定量的陰極保護措施的就應(yīng)該選擇在完全斷電24小時以后的情況中進(jìn)行。接下來應(yīng)該根據(jù)陰極保護設(shè)計進(jìn)行測量接線，將電壓表接地極連接在參比電極上，將電壓表的正極與被保護電極連接。數(shù)字電壓表讀數(shù)為負(fù)值。最后將電壓表調(diào)制2V的量程上讀取數(shù)據(jù)，做好接地電位值及極性記錄，注明該電位值的名稱、參比電極。使得電極變化較為明顯，導(dǎo)致煤田地質(zhì)電測井電極呈現(xiàn)正極，地層表面為負(fù)極，根據(jù)這種實際，技術(shù)人員需要采取針對性的技術(shù)手段，有效開展物探工作。

結(jié)語

電測井作為地質(zhì)勘探機制的重要組成部分，對于煤炭資源開發(fā)有著極大的效益。文章全面梳理分析電阻率法、電流法等物探方法，明確現(xiàn)階段電測井物探法的特點，理順物探基本流程，增強煤炭勘探的質(zhì)效。