煤田测井工程参数分析与处理

2014-10-21张国安

科学时代·下半月 2014年12期

【摘要】煤田测井中工程参数的分析与处理为地质学研究地温场提供依据，为建矿设计提供了岩性力学的弹性参数，同时为煤田地质计算岩、煤层真厚度提供基础数据，所以资料的分析与处理十分重要。

【关键词】孔斜计算；地温；低温梯度；岩层强度弹性参数

煤田测井常规测井资料提供地层的岩性、深度、厚度，收集、参考周围钻孔测井曲线资料，通过综合分析做到定性准确，定量可靠。煤田钻孔测井的工程参数主要是，钻孔孔斜参数，钻孔井温参数，钻孔岩性强度参数。

一、常规测井资料分析处理

（一）常规测井岩性资料的分析是利用多种测井参数、多种测井方法对物性的分析，岩性的地球物理特性差异在测井曲线上的反映是不同的，从测井曲线反映上间接获取地层信息，确定地层层位的物性特征，做岩层的定性、定厚和深度分析，从而确定地层的地质剖面。同周边钻孔测井资料综合对比、分析，根据曲线的形态、幅度、宽度、相序等特征的综合分析，确定钻孔的揭露地层的地质年代，划分含水层，划分破碎带等，同时解决钻探施工中地层丢失、地层打薄等问题。

（二）煤田地层主要以沉积岩为主，地层物性反映明显，测井曲线反映形态、幅值等都有一定的规律可循，煤、岩层的定性、定厚分析一般不少于三种物性参数，主要以视电阻率，岩性密度自然伽马为主，同时参考声波时差曲线和井径曲线等。岩层、煤层主要物性参数反映特征

岩性的曲线幅值特征由于沉积年代、沉积环境的不同而不同，岩层的孔隙度、泥质含量、煤层的灰分、稀有矿物质含量不同，曲线的反映幅值、形态都会有一定的变化，根据不同区域、不同的成因，具体情况具体分析。

二、工程测井参数资料分析与处理

煤田测井中工程参数主要是井斜，井温，岩性强度参数的资料分析与处理。

（一）钻孔的孔斜资料为地质计算煤层、岩层的真厚度和真深度提供依据，为保证测斜数据的真实性与可靠性，采用井斜软件对每一个测斜点进行较正计算，计算基础公式如下：

△X=L×sinα

△Y=L×sinα×sinβ

△Z=L×cosα

L：计算点段间距（m） α：钻孔点顶角（°）β：钻孔点方位角（°）

下面是某去一钻孔测斜计算成果表

（二）使用成果表数据绘制井身投影轨迹图，直观的反映了钻孔的空间位置

（三）地温资料的分析处理

煤田测井地温测井分为简易井温测井和近稳态井温测井，在实际测温工作中，由于钻孔保留时间较长，受钻孔因素和地层的影响，能够取得近稳态井温资料的钻孔较少，简易井温资料为非近稳态钻孔地层温度，根据少量的钻孔近稳态温度恢复规律进行相应的校正。目前，主要采用三点校正计算，井底温度校正，中性点和恒温带三个点的连线，计算地温梯度，利用地温梯度计算钻孔温度，提供给建矿设计部门，为通风和安全的必需资料，也是地质学对地温场研究的主要依据。下面是某孔地温梯度计算实例，T：校正后的温度曲线，H1、T1是恒温带的深度和温度，H2、T2为钻孔孔底深度和校正后的温度，G为地温梯度：G=（T1- T1）/（H2-H1）×100（℃/100m）

（四）岩层强度参数的资料分析处理

通过声波测井的方法获取地层岩体弹性波的传播时间及频谱特征，通过综合计算，结合岩石的实际测试结果对地层岩体进行工程地质条件评价，利用补偿声波测井取得声波时差参数，补偿密度测井得到岩性密度参数，声波时差计算出纵波速度、横波速度及常用的动态弹性参数，一般为杨氏模量、体积模量、切变模量、强度指数和泊松比，计算方法：

1.纵波速度：纵波也称为压缩波，纵波速度就是纵波时差的倒数Vp=1/Tp（Km/s）

2.横波速度：横波也就是剪切波，由于剪切波只能在固体中传播，所以测井是由于泥浆的存在无法直接检测到横波，只能用经验公式计算，ts=tp/{1-1.15×（（1/δ+1/δ3）/e1/δ}3/2 横波速度：（纵波×0.8）×Vs=1/ts δ为密度，tp纵波时差。

3.泊松比：横向相对压缩与纵向相对伸长之比，计算公式为：σ=1/2×{（Vp/Vs）2- 2}/{（Vp/Vs）2- 1}。

4.体积模量：体积的相对变化与应力之比。计算公式为K=E（1- 2σ） E为杨氏模量 σ为泊松比单位：千兆帕斯卡。

5.切变模量：切应力与切变角之比。计算公式：u=δVs2 δ为密度，Vs横波速度。

6.杨氏模量：纵向应力与相对伸长之比。E=2 u（1+σ） u：切变模量 σ：泊松比，单位为千兆帕斯卡。

7.强度指数：地层的抗压力、强度。计算公式：S=δ/tp2 δ为密度，tp：纵波时差，单位为千帕斯卡，此参数不是标准的弹性参数，但是与标准的参数密切相关，由于不使用横波速度参数而被广泛的使用。下面是某孔计算结果表