探讨数字测井技术在煤田勘探中的应用

摘 要：随着经济社会的不断发展，对于煤炭资源的需求量也在持续攀升，与此同时，也给煤田地质勘探工作提出了更高的要求。近年来，科学技术的迅猛发展以及计算机技术的快速提升，在煤田地质的勘探中数字测井技术也得以很好的发展，作为一种重要的勘探技术，数字测井在煤田地质勘探中的应用也越来越广泛。在实际工作中，数字测井技术不仅工作效率高，而且受气候等影响程度很低，可以准确的确定煤层的位置、深度以及厚度等。因此，研究数字测井技术在煤田地质勘探中应用对其技术推广具有重要的指导意义。基于此，文中笔者针对数字测井技术在煤田勘探中的应用进行探讨，旨在为相关工作提供借鉴与参考。

关键词：煤田勘探；数字测井；技术应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.058

煤田的測井在煤田地质勘探中是较为复杂的一项工程，它是依据煤和地下岩层之间的物性差异，采取合理的技术手段获得其中的物理参数，并用来分析有关的地层状况。采用数字测井技术判别煤层和岩层岩性的特征，根据各种参数及相关信息，可以确定煤层的位置、深度以及厚度等。由于数字测井技术工作效率高，受气候影响程度低等特点，在煤田地质勘探工作中具有非常好的优越性。尤其是当前我国煤炭需求量的日益增加，加强该技术的应用研究具有非常重要的意义。

基于此，文中笔者结合贵州习水县福平煤矿钻孔ZK501测井实例对数字测井技术在煤田勘探中的应用展开探讨，现介绍如下：

1 区域构造位置

扬子地台黔西北断褶带是贵州习水县福平煤矿的大地构造位置所在，桑木场背斜是该区的重要构造特征，构成的区内的构造主体，尤其是其轴部位置上，发育有交错复杂的断裂构造，短轴龙宝背斜主要分布在该断裂的南部方向的西侧位置上。

2 井田地质特征

台地向沉积组合是区内沉积岩的主要的特征，不仅发育有大量的碎屑岩，而且还发育大量的碳酸盐岩。区内分布地层多样，主要分布有茅草组（下三叠统）以及夜郎组（下三叠统）与龙潭组（上二叠统）和零星分布的第四系地层。

龙宝背斜偏北方向的东侧位置上倾伏端是该矿矿区的分布所在，在该背斜的西侧的翼部位置上以及木担坝背斜（次级背斜）的轴部位置上分布着大量的煤层。构造线的展布特征主要为东西向进行延伸，岩层发育不陡倾，一些小的断层可在部分区域内发布，卫队煤层造成影响。

3 煤层顶底板特征

龙潭组（上二叠统）是该矿井田的含煤岩系，全区可采煤层3层，其中C8为主采煤层，局部零星可采煤层2层。在成煤过程中，岩石碎屑粒度具有上粗下细渐变的特征，显倒粒序层理。煤层顶板岩性以含粉砂质泥岩为主，底板岩性以泥岩居多。

4 煤层特征

区内主采煤C8，层厚1.07～2.10m，平均1.58m，点状可采率达100%，变化系数为24.12%，稳定指数为10.64%，属较稳定煤层。黑色是其主要的颜色，主要产出块煤，粉煤的产出则比较少。前者主要呈现木质状以及条带状等构造特征。后者主要呈现粒状特征。贝壳状以及阶梯状是其主要的断口特征，本生裂隙在煤层中普遍存在。根据煤炭质量分级，该煤层原煤为中灰无烟煤。

5 勘查过程中煤层空间位置和厚度的确定

5.1 钻探方法

煤层采取率以及煤层顶底板以及钻孔孔深等多方面原因队徽对煤层的空间厚度与其空间位置造成影响。①煤层顶板深度的确定，一般情况下都会实施误差配赋，同时实施孔深校正，在入矿层顶板的位置以及在进深每100m的深度时都需要进行。②钻杆钻进阶段，会受到很多因素的影响而增加阻力，继而引发缺失现象的发生。根据井田综合研究发现，顶末、底初缺失量的计算标准都是500m以下的钻孔，缺失量都在10cm以下，而超过500m的，其缺失量应在20cm以下。③煤层真实值与超过95%的煤芯采取率基本相同。但实际却并非如此都达不到95%的采取率，所以和煤层真实值进行比较，就会有一定的误差出现，对其进行有效地验证是非常有必要的。

5.2 物探数字测井

在地球物理勘探中该方法具有其非常独特的作用，可以大大提升煤田钻孔测井的时效性与便捷性。因此，起作用不可小觑。究其原理而言，NR、D3C、GG、GR等参数异常值曲线的测定，都是在孔内岩层的物性差异下，通过该方法所获得。能够有效地对孔内的煤层深度以及其分布情况，厚度如何等，都可在此手段下而清楚的获得。

（1）如何对数据进行获取。我队设备采用北京中地英捷物探研究所生产的PSJ-2型数字测井仪，主要参数为密度（GG），自然伽玛（GR），三侧向电流（D3C）和电阻率（NR）。运用电脑控制程序，不间断地对数据进行采集，一次成图。孔内测量采样都是依照5cm来进行确定，重复的对含煤段实施测量，对存在的煤层异常特征进行不间断地采集记录。该项工作任务实施之前，对相关的设备予以了有效地校正，避免了工作中的误差发生，小于±0.25m深度误差，依照每分钟6.50m的速度进行测速，从而保证了测量数据的准确性。在煤层中三侧向电流D3C和自然伽?GR曲线反映为低异常，密度GG和电阻率NR曲线反映为高异常。

（2）煤层、岩层的定性、定厚解释。①依照曲线（D3C、GG、GR）利用综合曲线图（其比例为1：200），相同位置深度，通过GG、D3C、GR曲线将煤层地球物理特征给反应出来，将这些异常曲线确定为煤层产出孔段，非煤层的解释根据岩层其他特征作为参照进行确定。

②煤层定厚。依照上述基础，确定煤层顶板和厚度则运用1：50综合参数曲线进行解释。借以D3C曲线为基础，当大于等于40毫米的形态幅值，则利用40毫米进行拐点区分，在此值之下的依照改值的一半进行区分。在GG曲线上，当大于等于40毫米的形态幅值，将该值的三分之一处作为解释点，小于该值时，将该值的二分之一处作为解释点。GR曲线解释将三分之一的形态幅值处进行区分，若高伽玛值在围岩区域出现后，则应当向上移动解释点。利用加权平均对三种曲线的平均值进行获取，避免误差的发生。

6 两种方法进行煤层对比

6.1 对比结果

煤层顶板深度以及煤层厚度的确定，利用岩心编录以及物探测井手段，一般而言都会有一些误差存在。如钻孔ZK501中的C8煤，钻探判层为1.81米，底板深度为483.25米，而测井出来煤层的厚度为1.79米，底板深度为482.71米，研究误差出现的原因，并对其进行消除，在此基础上，使得煤层厚度下降了0.02m，底板界线却上提了0.54m。

6.2 误差分析

因揭穿煤层以及进入煤层的钻孔采取率未达到95%的水平，因此煤层厚度的确定以及其分布特征等，通过前者所述的方法，因此存在一定的误差。利用编录岩芯长度计算获取煤层底界限以及其顶界限。非煤层以及煤层界限的确定，是利用测井曲线所获得。所以煤层顶、底界线的确定，运用者两种方法，可能还有一定的误差存在。

6.3 如何解决这些问题

在允许范围出现的误差情况，有效地进行分析和取舍，就能准确地确定煤层的底板深度和厚度。当钻孔的地层特别复杂，孔壁严重垮塌，岩芯釆取率不高时，选择物探测井定性定量解释，只要准确掌握好电缆在孔中伸缩的千分比，方法与质量是完全可行和可靠的。

7 结语

通过数字测井技术在煤田勘探中的应用分析，煤层的厚度以及其位置的确定应当利用综合手段来进行，这样获取的数据将更加准确。因此，加强数字测井技术在煤田地质勘探过程中的应用能极大促进煤田勘测工作的顺利进行。

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作者简介：胡朝杰（1966-），男，貴州天柱人，大专，物探工程师，研究方向：煤田地球物理测井。