老三沟井田岩煤特征地球物理测井试验分析

2018-11-30张媛媛

山东工业技术 2018年3期

关键词：井田测井电阻率

张媛媛

（内蒙古地质工程有限责任公司,呼和浩特 010010）

1 引言

随着科学技术的进步与发展，自70年代以来，测井技术有了飞速的发展，可用于地质解释的测井信息日趋增多与完善，在地质探勘中的地位和作用越显重要[1]。甚至在城市的市政规划中地基勘测、高速铁路建设及地铁建设中也发挥着重要的作用[2]。

2 矿井概况

（1）地理位置及地貌。老三沟井田位于鄂尔多斯台地的东北部，属于典型的黄土高原地貌，井田中北部被黄土和风积砂大面积覆盖。只在南部及较大的冲沟中有基岩出露，因受流水等自然应力作用，水土流失严重，树枝状冲沟十分发育，形成沟壑纵横、沟深壁陡、支离破碎的复杂地形。地势南高北低，海拔高程在1136～1366m之间，最大高差230m。井田内较大的沟谷分别由井田南、西南向西北纵贯本井田。（2）区域地质构造及水文地质情况。准格尔煤田已有各年代地层均有出露，由老至新依次为：寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、新近系及第四系。老三沟井田地层总体走向为NNW向，倾向SW-SWW的单斜构造，地层产状平缓，倾角一般0～3°。

老三沟井田气候干燥，降雨稀少，水资源贫乏，居民点沿沟谷分布，饮用水多为沟谷第四系潜水，部分为白垩系承压水。主要含水层有：松散岩类孔隙潜水含水岩组和碎屑岩类孔隙裂隙承压水含水岩组。

3 地球物理测井原理及方法

（1）地球物理测井原理。岩石和矿物有不同的物理特性，因此其导电特性、声波特性、放射性等均不同。这些特性统称为岩石和矿物的物理性质。（2）测井方法。自然电位法：地下水与泥浆的矿化度不同，在两者接触界面处，产生电位差，通过该参数的测量，可提供水文地质资料。自然电位的测量装置是M极下井移动，N极置于地面固定。

电阻率法：分为电极系装置和三侧向装置，前者的电极距为0.1m和0.5m；三侧向装置采用组合探管中的电阻率道，其中S电极的上、下各有一个屏蔽电极。

井液电阻率法：采用专用探管测量钻孔中泥浆电阻率的变化。该探管是微电极系装在圆筒形的屏蔽筒中，屏蔽装置是排除地层对测量泥浆电阻率的影响，当地下水对泥浆有冲洗作用时，泥浆的电阻率就会发生变化。

自然伽玛法：各种地层中赋存放射性元素不同，放射性强度也不同，自然伽玛法就是测量自然伽玛射线强弱的，其接收元件碘化钠晶体的规格：30×80mm。

伽玛伽玛法：经过换算后也称密度法，它是利用伽玛射线照射地层，然后接收散射伽玛射线的强弱，从而提供地层密度信息，故而称密度曲线。

声波测量和井斜测量：区内所有钻孔均进行了声波测井，采用专用的探管测量声速、时差、声幅三参数。

4 老三沟井田岩煤特征地球物理测井分析

（1）老三沟井田地球物理测井基准孔试验。1）试验目的及参数。为了解测井仪器的稳定性和仪器的一致性，在同一基准孔，利用参与本区工作的2套仪器分别进行测量工作。采用的方法参数为：三侧向电阻率、自然电位、自然伽玛、长源距伽玛伽玛、短源距伽玛伽玛、声波时差、井径、井温、方位角、井斜。通过试验了解本区煤岩层的地球物理特征，确定煤层定性和定厚解释的原则。2）钻孔布置。本区共利用钻孔7个，常规测井进行了钻孔顶角和方位角测量，声幅、声速、测井，简易井温测井进行了井液电阻率测量和井温数据点测，并进行了近似稳态井温测井工作。3）合理性检验。通过基准孔试验，经2台仪器设备在基准孔ZKJ4-8 孔测量曲线的一致性对比，见图1，由图说明测量参数曲线形态吻合、仪器一致性较好，满足工作需要。

（2）结果分析。测试时各种岩性均取个数大于30个，岩样厚度均大于2m，每层取数为平均值。

经综合分析研究，结合各种岩煤层的物性参数的反应特征，井田内岩煤层的地球物理特征如下：

煤层：高电阻率，低自然伽玛、特高伽玛伽玛、井径不扩大、自然电位背景值；

泥岩：低电阻率，高自然伽玛，伽玛伽玛背景值，井径扩大，自然电位背景值；

砂岩：高电阻率，稍低自然伽玛，伽玛伽玛背景值，井径不扩大，自然电位反应负异常；

砂砾岩：特高电阻率，低自然伽玛，特低伽玛伽玛，井径不扩大，自然电位背景值；

炭质泥岩：此岩性是泥岩中有机质含量小于60%，煤层中无机质含量大于40%。