物探电阻率测井在煤田测井中的应用

钟明峰　刘志友

（青海省第三地质矿产勘查院青海西宁810029）

物探电阻率测井在煤田测井中的应用

钟明峰刘志友

（青海省第三地质矿产勘查院青海西宁810029）

本文主要讨论了物探电阻率测井在煤田测井中的应用过程中，影响其电阻率测井质量和解释精度的主要因素，并针对性提出相关解决策略，以供业内人士交流探讨之用。

电阻率测井煤田解释精度

随着工业科技的不断发展，人类对于煤炭资源的需求也相应增加。我国虽煤炭资源丰富，但是开采现状却不容乐观，不仅勘探程度低，且矿产资源浪费严重。故而，如何于煤矿开采过程中采用有效的勘察方法以提高煤矿开采率，为当前煤田开采业亟待解决的课题之一。现阶段，电阻率测井为最为常用的测井方法之一。一般认为，电阻率测井领域，所谓的正演是基于地层模型电性参数及仪器结构参数，运用物理方法得到测井响应的过程；而反演是指基仪器得到的测井响应反算地层模型电性参数的过程。在煤田测井过程中，电法测井常常会受到诸多因素的影响和干扰，降低结果的可信度。针对此研究背景，本文主要探讨了电阻率测井的影响因素及对应解决方案。

1　电阻率测井的影响因素分析

在煤田测井过程中，电阻率测井的测值往往受到诸多因素影响，如围岩电阻率、测井速度、浸入深度等，而在薄层煤及薄互层煤中，电阻率测井受到外在因素影响的程度更为明显。笔者根据因素产生的原因将其分为两类：地质因素及人为因素。现简析如下：

1.1地质因素影响

一般情况而言，岩层性质不同其在电阻率曲线上的反映也会呈现不同状态，而岩石中的含水量、矿物成分、岩层沉积构造也是导致其电阻率值变化的主要因素之一。如：高变质无烟煤层其电阻率便为低阻，而炭质泥岩的电阻率较之于一般煤层则稍低。

含水岩层主要分为三种类型：空隙性含水层、裂隙性含水层及溶洞型含水层。含水岩层电阻率的高低主要取决于岩层的孔隙构造，孔隙度、裂隙度与岩层电阻率呈反比关系，孔隙度越高，则岩层电阻率越低。沉积构造，简单而言即指沉积岩各个组成部分的空间分布和排列方式，层理为其主要的构造特征之一，指代沉积物性质在垂直于沉积物表面的方向上显示出来的层状构造。因沉积构造中每层岩石的性质均存差异，故而垂直层理及水平层理之间的导电性不同，而这也直接导致岩层中电阻率具有显著的方向性，且电阻率值差异显著。

1.2人为因素影响

施工人员的专业能力及工作经验均可影响电阻率测井结果的精确性和可取性。具体而言，因施工人员的工作失误降低测井质量主要包含以下几个方面：其一，测井速度不合规范。每种测井仪器本身均具有一定的阻尼时间，故而，于测井之前应当先行采样间隔以确定测井速度。如若间隔较大则可于实际施工过程中提高测井速度，间隔较小则相应降低测井速度。其二，供电电流控制不当。电阻率测井基本原理为在岩层不同部位布置供电电极以形成电场，以两点测量电极组成的电回路为测量线路，测量两个测量电极之间的电位差。而如若因为测量人员失误，供电电流过小，则可能会造成电阻率测井曲线分层点模糊，如若供电电流过小，则可能直接导致电阻率测井曲线呈现为一条平顶直线（于高阻岩层中更为明显）。其三，电极距选择不当。理想条件下，电极距为电位电极有效探测半径的1/10，为梯度电极系探测半径的1/3。而于实际测井过程中，因受电场电流密度、井径及周围电性地质体的综合影响，电极距为电位电极有效探测半径的1/2至1/3，为梯度电极系探测半径的1/2左右。故而在电极距设计之时，工作人员应当考量到周围电性地质体性征及井径大小等其它因素，选择最佳电极距。

2　浅析解决方案

原则上而言，地质因素客观存在，故而难以规避，但是可通过完善施工操作降低地质因素及人为因素对测井产生的影响程度，以提高电阻率测井质量和解释精度。具体措施如下：

2.1做好测井准备工作

如上文而言，井径对电极距可产生影响，故而，于电法测井之前，应当采取针对性措施防止井径扩大和垮塌。常规多于钻井内配制高阻泥浆以提高泥浆对孔壁的吸附作用，避免井径垮塌，最大限度降低不稳定因素对电极距选择的影响。且避免井径垮塌，还可有效规避发生电阻率探管被掩埋等不良事件，有助于提高测井工作的安全性。

2.2供电电流的合理选择及测井速度的控制

在电法测井之前，工作人员应当进行现场考察和勘测，了解测井地点地层岩性特征及前期测井资料，初步选择供电电流。于实际电法测井时，再结合周围电性地质体性征及岩性选择合理的供电电流。

至于测井速度的有效控制，应当以不漏点为原则，以采样间隔先行确定测井速度，于电法测井时，根据间隔大小控制测井速度，确保测井质量和精度。

2.3电极距的合理选择

影响电极距的因素主要包含电场电流密度、井径及周围电性地质体等。故而，在电法测井时，应当综合考量目的层岩层（或煤层）厚度、井径大小及电场电流距离等影响因素。若目的层岩层（或煤层）交薄，则应当使用电极距较小的电阻率探管，抑或应用三侧向测井解释方法，以提高测井曲线对煤层厚度的解释精度及分辨煤层结构的能力；若井径较大，则可将电阻率探管更换为直径较大的电阻率探管。

由上可知，为了提高电阻率测井质量和解释精度，强化测井分辨煤层结构的能力，更为正确且真实的反映煤层及岩层的物理特征，应当以做好准备工作预防井径变化及钻孔垮塌的影响，以合理选择电力及电极距降低两者对测井结果的干扰作用。

3　结束语

随着我国经济水平的提升，对于煤炭资源的需求也呈现显著增加的趋势。虽然当前我国煤炭资源丰富，但因其开采率低，而难以满足市场需求。本文于此背景下，探讨了煤田测井中常用手段——物探电阻率测井。并主要探讨了电阻率测井的影响因素及对应解决方案。但是随着物探电阻率测井在煤田测井中应用的深入，一些新的问题也可能会相继出现，而这则需专家和学者进一步探讨和研究。

[1]陈建洲,谢海林,马占兰等.木里煤田江仓矿区影响测井视电阻率曲线的因素分析[J].青海大学学报（自然科学版）,2014(6).

[2]邹忠平,谢小国,李元雄等.测井资料在大村煤层气勘探中识别煤体结构方法初探[J].能源技术与管理,2014(6).

[3]穆思宇.测井方法在山西宁武煤田马营堡井田勘探中的应用[J].中国煤炭地质, 2011,23(11).

[4]张福生.视电阻率法测井中探测电极距选择的探讨[J].科技创新与应用,2014(10).

[5]张中庆,穆林雪,张雪等.矢量有限元素法在随钻电阻率测井模拟中的应用[J].中国石油大学学报（自然科学版）,2011(4).

P631.3[文献码]B

1000-405X（2015）-7-178-1