煤田地球物理测井技术.pdf

煤田地球物理测井技术煤田地球物理测井技术 罗忠文罗忠文 2010年年8月月 内容简介内容简介 一 煤田地球物理测井可解决的地质问题一 煤田地球物理测井可解决的地质问题 二 煤田地球物理测井参数的选择二 煤田地球物理测井参数的选择 三 煤田地球物理测井资料处理三 煤田地球物理测井资料处理 四 煤田地球物理测井资料解释四 煤田地球物理测井资料解释 五 煤田地球物理测井曲线煤岩层对比五 煤田地球物理测井曲线煤岩层对比 六 煤田地球物理测井报告编制方法六 煤田地球物理测井报告编制方法 七 贵州煤田地球物理测井存在的常见问题七 贵州煤田地球物理测井存在的常见问题 八 煤田地球物理测井发展方向八 煤田地球物理测井发展方向 华夏土地论坛收集华夏土地论坛收集 煤田地球物理测井可解决的地质问题煤田地球物理测井可解决的地质问题 一 煤田地球物理测井在煤田地质勘查中的作用一 煤田地球物理测井在煤田地质勘查中的作用 煤炭地质勘查钻孔质量标准 MT T 1042 2007第 6 1节 钻孔综合煤层质量标准 规定 煤层的 优质 与 合格 需 经钻探和测井资料对比研究 来确定 煤层底板坐标需经过可靠的测斜资料来计算 测温资料可评价矿井地温场变化情况 水文测井可准确确定涌水点和漏水点位置 物性标志可增加煤层对比的可靠性 测井曲线对比可 是断层解释更加合理 煤田地球物理测井可解决的地质问题煤田地球物理测井可解决的地质问题 二 煤田地球物理测井可解决的地质问题二 煤田地球物理测井可解决的地质问题 1 确定煤层的深度 厚度及结构确定煤层的深度 厚度及结构 计算煤层的碳 灰 水含量 2 划分钻孔岩性剖面 提供煤 岩层的物性数据 划分钻孔岩性剖面 提供煤 岩层的物性数据 解释岩层的砂 泥 水含量 推断解释地层时代 3 进行煤岩层物性对比 建立地层地质剖面 进行煤岩层物性对比 建立地层地质剖面 4 测量地层产状 研究煤 岩层的变化规律 地研究煤 岩层的变化规律 地 质构造及沉积环境 质构造及沉积环境 5 测量地温 评价地温变化特征 测量地温 评价地温变化特征 6 测算地层孔隙度和地层含水饱和度 确定含水确定含水 层位置及含水层间的补给关系 层位置及含水层间的补给关系 煤田地球物理测井可解决的地质问题煤田地球物理测井可解决的地质问题 7 测算煤岩层力学参数 测算煤岩层力学参数 8 初步估算目的煤层的煤层气含量 孔隙度 渗 透率 定性评价其顶底板岩层的渗透率 9 确定钻孔顶角和方位角 10 固井质量检查评价和套管校深 11 对其他有益矿产提供信息或作出评价 对其他有益矿产提供信息或作出评价 一 煤田地球物理测井参数选择原则一 煤田地球物理测井参数选择原则 满足现行 煤炭地球物理测井规范 要求 煤岩层物性差异明显 煤层定性定厚可靠 煤层底板坐标可靠 根据勘查设计 能满足煤层气评价 水文地 质评价 工程地质评价 地温评价 固井质量评 价等需要 煤田地球物理测井参数选择煤田地球物理测井参数选择 煤田地球物理测井参数选择煤田地球物理测井参数选择 二 常规煤田地球物理测井参数选择二 常规煤田地球物理测井参数选择 常规煤田地球物理测井必须测量自然伽马 密 度 或伽马伽马 自然电位 视电阻率 屏蔽电极较 长 屏蔽效果较好的三侧向视电阻率曲线的薄层分 辨率较高 孔斜 煤田地球物理测井参数选择煤田地球物理测井参数选择 三 非常规煤田地球物理测井参数选择三 非常规煤田地球物理测井参数选择 非常规测井是指常规测井以外的测井 要求进行煤层气评价的钻孔必须测量补偿密度 补偿声波 补偿中子 双井径 井温 可选择测 量电极 地层产状 超声成像 核磁共振等 要求进行水文地质评价的钻孔必须选择扩散法或 流量测井 可选择中子中子 超声成像测井 煤田地球物理测井参数选择煤田地球物理测井参数选择 要求进行工程地质评价的钻孔可选择声波时差 超声成像测井 要求进行地温评价的钻孔必须根据地质设计选择 简易测温或近似稳态测温或稳态测温 要求进行固井质量检查的钻孔 应选择深幅 全 波列 磁定位等测井 煤田地球物理测井资料处理煤田地球物理测井资料处理 预处理预处理 包括建库 曲线读取 曲线深度取齐 纠 错与插值 滤波 校正与刻度 数值计算 数值计算 包括曲线相加 减 乘 除 曲线计算 数据统计 曲线分层曲线分层 包括模拟人工分层 屏幕编辑分层 不 等式分层 模拟人工分层 统计分层 平均值分层 方差分析分层 极值方差分层 活度分析分层 岩性和煤质分析岩性和煤质分析 包括概率统计法 判别分析法 回归分析法 体积模型法 交会图法等 图件输出图件输出 CAD电子图 纸质图纸 一 测井曲线识别一 测井曲线识别 人工伽马人工伽马 密度密度 曲线曲线 煤层处有明显异常反映 视电阻率曲线视电阻率曲线 煤层 灰岩处有明显的高幅值异常 泥岩为低幅值反映 自然伽玛曲线自然伽玛曲线 煤层为相对低的幅值 但泥岩 碳质 泥岩 铝土岩等为较高幅值 煤田地球物理测井资料解释煤田地球物理测井资料解释 二 岩 煤层定性解释二 岩 煤层定性解释 定性解释就是不作定量计算 也不涉及层位 问题 而是着眼于曲线反映 根据曲线的异常特 征 分析研究钻孔剖面 定性地判断煤层 区分 岩性 确定新老地层界面位置等 贵州煤田测井 用的定性解释参数曲线有视电阻率 自然伽玛和 人工伽玛三条 一一 定性解释的依据定性解释的依据 物性差异是岩 煤层定性解释的依据 煤田地球物理测井资料解释煤田地球物理测井资料解释 煤田地球物理测井资料解释煤田地球物理测井资料解释 常见岩石的密度见下表常见岩石的密度见下表 石 矿物 平均密度 g cm3 岩石 矿物 平 均 密 度 g cm3 岩盐2 165砂岩2 40 2 70 泥岩2 20 2 65纯灰岩 0 2 71 石膏2 32白云岩2 87 粉砂岩2 00 2 60硬石膏2 96 煤1 3 1 7 常见岩石的电阻率见下表常见岩石的电阻率见下表 名称电阻率名称电阻率 泥岩1 300烟煤500 5000 粘土2 10褐煤10 200 白云岩50 5000玄武岩600 600000 石灰岩600 6000辉长岩600 600000 砾岩20 2000片麻岩600 60000 砂岩2 2000花岗岩600 600000 页岩10 1000辉绿岩600 60000 无烟煤0 001 1 煤田地球物理测井资料解释煤田地球物理测井资料解释 常见岩石的自然放射性见下表常见岩石的自然放射性见下表 岩类岩性 自然放射性浓度 克镭当量 克 火山岩最强 变质岩中等 沉积岩 硬石膏 石膏 不含钾盐的岩盐 煤 沥青等 2 10 12 最低 砂岩 砂层 石灰岩 白云岩等2 8 10 12 较低 浅海相和陆相沉积的泥岩 泥灰岩 钙 质泥岩和含砂泥岩 10 20 10 12 较高 钾盐 深水泥岩20 80 10 12 高 膨润土 火山灰 放射性软泥等80 10 12 最高 煤低 煤田地球物理测井资料解释煤田地球物理测井资料解释 二二 定性解释的原则和方法 定性解释的原则和方法 原则 从曲线入手 综合解释 原则 从曲线入手 综合解释 方法 选择物性差异明显的几条曲线进行综合解释 方法 选择物性差异明显的几条曲线进行综合解释 三 煤层定厚解释三 煤层定厚解释 一一 定厚解释的原则 定厚解释的原则 1 1 选用异常明显 分层点突出易找的两条或两条以上 选用异常明显 分层点突出易找的两条或两条以上 不同参数曲线进行综合定厚解释 不同参数曲线进行综合定厚解释 2 2 定厚物性参数是定性物性参数 定厚物性参数是定性物性参数 3 3 定厚解释采用屏幕曲线人工分层 充分利用放大曲 定厚解释采用屏幕曲线人工分层 充分利用放大曲 线直观和精度高的优点 线直观和精度高的优点 4 4 定厚解释严格按照分层规律进行 不可随意变动 定厚解释严格按照分层规律进行 不可随意变动 避免解释的人为误差 避免解释的人为误差 煤田地球物理测井资料解释煤田地球物理测井资料解释 二 定厚解释的方法定厚解释的方法 1 先定性后定厚 2 根据钻探和测井解释成果对比采用合理的解释点 根据钻探和测井解释成果对比采用合理的解释点 3 各参数曲线按各自的解释原则独立解释 然后取其 算术平均值 深度和厚度 作为解释成果 贵州煤田测井 常用的煤层定厚解释曲线为三侧向电阻率 人工伽马和 自然伽马三条 其解释点见下表 曲线曲线解释点解释点 自然伽玛自然伽玛半幅值点半幅值点 长源距人工伽玛长源距人工伽玛 厚度等于大于原距时用三分之一幅值点 厚度等于大于原距时用三分之一幅值点 厚度小于源距时用三分之二幅值点 厚度小于源距时用三分之二幅值点 三侧向电阻率三侧向电阻率根部拐点根部拐点 煤田地球物理测井资料解释煤田地球物理测井资料解释 四 煤岩层解释实例四 煤岩层解释实例 煤田地球物理测井资料解释煤田地球物理测井资料解释 华夏土地论坛收集华夏土地论坛收集 五 正断层解释五 正断层解释 正断层在测井曲线上的特征 与相邻钻孔测井曲线对正断层在测井曲线上的特征 与相邻钻孔测井曲线对 比 层间距减小 曲线明显出现缺失段 比 层间距减小 曲线明显出现缺失段 煤田地球物理测井资料解释煤田地球物理测井资料解释 华夏土地论坛收集华夏土地论坛收集 六 逆断层解释六 逆断层解释 逆断层在测井曲线上的特征 与相邻钻孔测井曲线对逆断层在测井曲线上的特征 与相邻钻孔测井曲线对 比 层间距加大 曲线出现明显重复特征比 层间距加大 曲线出现明显重复特征 煤田地球物理测井资料解释煤田地球物理测井资料解释 七 含水层解释七 含水层解释 煤田地球物理测井资料解释煤田地球物理测井资料解释 八 井温资料分析八 井温资料分析 一一 测量地温工作的重要性测量地温工作的重要性 煤矿安全规程 明确规定 采掘工作面空气温度不得 超过26 机电硐室的空气温度 不得超过30 并且 当 上述两工作地点的空气温度超过30 和34 时 必须停止作 业 二二 几个基本概念几个基本概念 变温带变温带 地温受太阳辐射热影响而具有周期性变化的带 地温受太阳辐射热影响而具有周期性变化的带 恒温带恒温带 地温常年保持恒定的层 带称为恒温带或中性层 地温常年保持恒定的层 带称为恒温带或中性层 增温带增温带 地温变化受制于地球的内热 随深度增加而增加 地温变化受制于地球的内热 随深度增加而增加 地温梯度地温梯度 每 每100m100m地温升高的度数 地温升高的度数 煤田地球物理测井资料解释煤田地球物理测井资料解释 三三 近似稳态测温近似稳态测温 煤田地球物理测井资料解释煤田地球物理测井资料解释 煤炭资源地质勘探地温测量若干规定 指出 a 平均地温梯度不超过3 100m的地区为地 温正常区 b 平均地温梯度超过3 100m为高温异常区 c 原始岩温高于31 的地区为一级热害区 d 原始岩温高于37 的地区为二级热害区 四四 地温分析依据地温分析依据 煤田地球物理测井资料解释煤田地球物理测井资料解释 一 测井曲线综合对比的目的一 测井曲线综合对比的目的 测井曲线综合对比是为了追索煤 岩层 了解煤田地测井曲线综合对比是为了追索煤 岩层 了解煤田地 质构造 摸清煤层 含水层和其他有用矿层的分布规律 质构造 摸清煤层 含水层和其他有用矿层的分布规律 最后计算储量 最后计算储量 测井曲线综合对比通常能确定层位 研究煤 煤层变测井曲线综合对比通常能确定层位 研究煤 煤层变 化规律 确定断层 化规律 确定断层 研究火成岩侵入体分布的范围研究火成岩侵入体分布的范围 研究 研究 煤层冲刷的范围等 煤层冲刷的范围等 二 测井曲线对比方法二 测井曲线对比方法 测井曲线对比通常是通过测井曲线标志层来进行的 测井曲线对比通常是通过测井曲线标志层来进行的 测井曲线标志层就是在测井曲线上具有一定显著的特征 测井曲线标志层就是在测井曲线上具有一定显著的特征 可作追踪的地层可作追踪的地层 包括煤层包括煤层 测井曲线对比通常有曲线异测井曲线对比通常有曲线异 常幅度和宽度对比法 曲线异常形态对比法 曲线异常组常幅度和宽度对比法 曲线异常形态对比法 曲线异常组 合规律对比法和曲线特殊异常对比法四种合规律对比法和曲线特殊异常对比法四种 煤田地球物理测井曲线煤岩层对比煤田地球物理测井曲线煤岩层对比 三 组合标志对比追踪确定层位三 组合标志对比追踪确定层位 1 30 131 79 1 75 140 17 0 63 143 03 0 58 178 58 0 83 180 24 0 18 185 13 1 24 190 08 1 65 198 18 0 33 200 83 0 12 222 70 0 57 223 38 0 37 232 10 0 55 122 31 0 79 125 48 0 16 130 01 1 26 135 28 1 77 144 04 0 40 146 10 0 77 168 29 0 33 176 93 0 22 181 40 0 75 186 02 0 75 187 62 0 20 194 43 1 30 199 35 1 79 206 86 0 52 209 37 0 15 231 48 0 72 232 36 0 53 240 90 1 1 4 1 294 50 0 35 284 90 0 30 260 75 1 80 263 50 0 52 252 10 1 30 1 20 240 63 238 94 0 72 5 6 9 K4 煤田地球物理测井测井曲线煤岩层对比煤田地球物理测井测井曲线煤岩层对比 一 文字结构一 文字结构 根据现行 煤田地球物理测井规范 DZ T 0080 2010 9 3 2节要求 测井部分文字报告主要 包括 a 地质概况及地球物理特征 b 工作方法及测井仪器 c 资料处理 解释 d 地质成果 e 结论与建议 煤田地球物理测井报告编制方法煤田地球物理测井报告编制方法 二 成果附图二 成果附图 根据现行 煤炭地球物理测井规范 DZ T 0080 93 8 8 4要求 测井成果附图主要 包括 a 钻孔测井综合成果图钻孔测井综合成果图 b 物性综合柱状图 c 煤 岩层曲线对比图煤 岩层曲线对比图 d 复杂结构煤层对比图 e 测井设计要求的平面等值线图 f 其他有关图件 煤田地球物理测井