煤田測井常用方法及影響因素分析

劉琦

江西省煤田地質勘察研究院 江西 南昌 330001

在煤田地質勘探工作中，測井憑借縱向分辨率高的特點逐漸成為必不可少的工作手段之一。從煤田的普查預測到詳查勘探、儲量評估甚至是開采設計階段，測井資料都有著廣泛而深入的應用。測井方法多種多樣，我們選擇的測井方法需因地制宜，采用最直接有效的方法獲取鉆孔所需參數。下面我們僅討論和分析煤田測井工作中常用的方法參數和影響測井曲線質量的因素。

1 密度曲線及其影響因素

在煤田測井實踐工作中，密度曲線是重中之重，稱其為解釋煤層的“王牌”曲線，該曲線質量的好壞直接影響著煤層定性定厚的最終解釋。而密度曲線卻并非通過實測得來，而是由實測長、短源距伽馬伽馬曲線通過計算所得出。伽馬測井主要是通過放射源中所放出的γ粒子與巖層產生的康普頓散射效應，接收經巖石散射而未被吸收最終到達探測器的散射γ射線。對于伽馬曲線而言，影響其測井曲線質量的因素主要為放射源強度大小，井壁是否推靠測量，泥漿比重及泥餅校正影響，鋼套管的影響，煤層煤質及煤體結構，煤層頂、底板圍巖密度，儀器性能和采樣間隔的設置等[1]。

2 自然伽馬曲線及影響因素

自然伽馬測井同伽馬伽馬測井一樣同屬放射性測井的范疇，是以記錄鉆孔地質剖面中各種巖層的天然放射性強度為基礎的一種簡單有效的測井方法。自然伽馬曲線法測量的是巖石綜合放射性強度，不同的巖層成分不同，其產生過程中所處的外界環境也不同，因此不同巖層所含的放射性元素種類和強度也不同。我們根據各巖層天然放射性強度差異來劃分地質剖面，判斷巖性，研究沉積環境，輔助發現其他有益礦產等等。對于自然伽馬曲線而言，影響其測井曲線因素的有鉆孔所處地層的地質沉積環境和地層時代，鉆孔中放射性水含量，測井下井儀器測量速度和時間常數，泥漿材料的影響，鋼套管的影響等[2]。

3 三側向或視電阻率曲線及影響因素

作為電性測井的曲線，電阻率測井方法從模擬測井時代就已開始在各個煤田測井勘探業務中得到廣泛的應用。三側向電阻率或視電阻率曲線作為煤田測井的必測曲線之一，對測井資料后期解釋有著舉足輕重的作用。視電阻率法是根據各巖層電阻率差異來區分巖層，測量方法有梯度電極系法和電位電極系法。電位電極系法一般只適用于軟弱的低阻地層，對高阻層效果不理想，在劃分薄層煤層上也不如梯度電極系。影響視電阻率曲線的因素主要有接地電阻的大小，井液電阻率的干擾，井徑的大小，煤層侵入帶電阻率，煤層厚度等。三側向電阻率法有探測半徑大，受井液和孔徑影響小，分辨率高，抗干擾能力強等特點。三側向電阻率法中心電極長度影響分辨率，電極系長度影響探測半徑。相比于視電阻率法，三側向電阻率分層能力更高，測量值也更接近于實際值。三側向電阻率影響因素主要有電極系長度，主電極長度，電極系直徑，目的層與圍巖電阻率，泥漿和侵入帶影響，井徑影響等[2]。

4 自然電位曲線及影響因素

自然電位法是根據各巖石的自然電化學活動性所形成的自然電位差異來劃分地層，確定破碎帶位置，含水層位置以及含水層之間的補給關系等，是煤田測井重要方法參數之一。自然電位形成的原因主要有巖石與溶液的氧化還原作用，顆粒的吸附作用以及溶液的擴散作用。氧化還原電位多發生于煤層，擴散吸附電位則與巖層的孔隙度大小、井液礦化度有關。自然電場一般由地層和泥漿在電化學作用下產生，測井時大多采用井下M電極，地面N電極的方式測量。因為與電阻率測井共用M電極，故自然電位測井影響因素較多，主要有電極極化電位的影響，電阻率測井漏電干擾影響，重錘電蝕的影響，井場附近大型電力裝置的影響等。

5 聲波曲線及影響因素

聲波時差法是利用不同的巖體對聲波傳播速度不同的特點，通過下井儀器中設置的發射探頭和接收探頭，記錄聲波傳播的時間差來研究鉆井剖面的一種方法。該方法以探測巖體的彈性波速，利用聲波時差數據計算巖石力學參數，從而了解巖體的風化程度和完整性，巖石孔隙度，滲透率，提供相關動力學參數等，對儲層判定具有重要意義。聲波曲線的影響因素主要有周波跳躍，源距和間距，井徑，測井速度，聲波發射功率，碰撞干擾影響等。

6 其他工程測井曲線及影響因素

①井徑。井徑曲線是通過使用密度探管上撐腿來測量鉆孔直徑，獲得鉆孔直徑沿深度的變化曲線，然后利用所測得的井徑曲線，計算出鉆孔最大、最小及平均井徑。井徑曲線不能直接對煤巖層進行判斷劃分，需要結合其他測井曲線對煤巖層進行識別。影響井徑曲線的因素主要是探管撐腿和孔徑的大小，鋼套管的深度等。②井斜。井斜測井是指測量鉆孔內傾斜方位和角度的測井方法。該方法通過連測或點測方式記錄鉆孔不同深度的頂角值和方位角值，經后期數據處理校正后可顯示鉆孔在空間的分布和水平投影狀況。井斜的主要影響因素是儀器的精確度，鋼套管的深度等。③井溫。井溫測井又稱熱測井，是根據測量鉆孔內溫度隨著深度變化的規律獲得鉆孔地溫曲線，劃分鉆孔內變溫帶、恒溫帶和增溫帶，利用井溫資料對熱儲層進行判定和潛力評價的一種方法。井溫的主要影響因素是大氣溫度，流體物性，孔內靜止時長等。以上僅簡單介紹了煤田測井的部分方法和影響各測井曲線質量的部分因素。煤田測井方法眾多，影響各測井方法的因素也是多種多樣。隨著測井技術的不斷發展，人們對煤田測井的認識也在不斷得到深化。由于煤層硬度較小，煤芯采取率偏低的原因，煤炭地質勘查工作對煤田測井的依賴性越來越大，因此加強對煤田測井多種方法的研究工作，也是具有重大現實意義的。