地物重点-地震、测井

地球物理勘探技术重点煤矿地质保障的三个层面现行的高产高效矿井地质条件保障是以物探技术为先导，钻探、巷探等基础地质手段加以配合，同时依托计算机技术实现生产地质工作的动态管理。其工作模式可分为三个层面：井田范围主要可采煤层开采地质条件评价，查明煤层构造是主要工作，主要勘查手段为二维地震勘探、电法勘探与钻孔。(2)采区采前地质条件勘查，主要工作是查明采区范围内的小构造，包括落差5m左右的断层、陷落柱、老窑及采空区的空间分布形态，根据采区衔接的要求，应提前布置实施。在地表条件允许的前提下，三维高分辨率地震勘探技术是首选方法。(3)综采工作面地质条件超前探测，在综采设备安装或开采前，查明工作面内一切地质异常现象，为工作面持续开采提供地质保障是主要工作。2、地震勘探的基本原理地震勘探主要是研究人工激发的地震（弹性）波在浅岩层、土介质中的传播规律。其传播的动态特征集中反映在两个方面，一是波传播的时间与空间的关系，称为运动学特征；另一是波传播中其振幅、频率、相位等的变化规律，称为动力学特征。前者是地震波对地下地质体的构造响应，后者则更多的表现出地下地质体的岩性特征，有时亦是地质体结构特征的响应。3、地震地质条件岩土介质的岩性、物性、成分和结构以及所处环境的构造和地表条件等的不同，都会使得地震波的运动学和动力学特征发生变化。影响地震波速度的因素：岩土介质的密度、岩土介质的孔隙度、地质埋深和地质年代、岩性和弹性常数。浅层地震地质条件地震勘探的效果在很大程度上取决于工作地区是否具有应用地震勘探的前提，也就是工区的地震地质条件。在浅层地震勘探中，其地震地质条件主要是指浅部岩土介质的性质和地质特征，以及地表的各种影响因素：疏松覆盖层、潜水面和含水层、地质剖面的均匀性、地质界面和地震界面的差异、“地震标志层”的确定。二维地震勘探特点及能够解决的地质问题查明大于十米断层查明大于十米的褶曲查明第四纪地层（4）查明大于三十米陷落柱三维地震勘探特点及能够解决的地质问题(1)查明落差大于等于5m的断层，提供落差小于5m的断点，平面摆动误差小于30m；(2)查明幅度大于等于5m的褶曲，主要可采煤层底板深度误差不大于1.5%；(3)查明新生界(第四系)厚度，深度误差不大于1.5%；(4)探明直径大于30m的陷落柱。6、传统三维地震勘探存在问题及现在的数据动态解释（重点）近年来，在使用三维地震勘探成果的过程中暴露出许多问题，主要包括：(1)地震成果的利用率低，仅限于煤层底板等高线图和固定间距的地震时间剖面，无法利用三维地震数据体的所有信息；(2)无法实时获得沿巷道方向(即任意方向)的地震剖面；(3)无法对煤层底板等高线的误差进行修正；(4)在掘进和回采过程中，可以发现许多小于5m的断层，但是无法自动修改原构造解释方案(即无法自动修改煤层底板等高线图)。传统的三维地震解释服务于煤矿勘探阶段，与煤矿安全生产过程相脱节。煤矿三维地震数据动态解释技术是指“三维地震信息与煤矿生产过程中所获得的矿井地质信息相互融合”。这是一个动态过程，服务于煤矿生产阶段，实现了三维地震信息随煤矿生产进行全程动态解释，彻底改变了传统的三维地震解释模式，提高了三维地震成果的利用水平，能够解决更多的地质问题。7、煤矿的岩性地震勘探与煤矿安全生产的关系影响煤矿安全生产的四大地质因素构造、水文、瓦斯、煤层顶底板条件。目前，主要成熟的勘探手段之一是三维地震勘探，但也仅限于解决构造问题。煤矿安全生产中的主要地质问题水文地质条件、瓦斯突出条件与煤层顶底板力学性质均属岩性勘探范畴。构造地震勘探主要利用地震波的运动学特征，计算出地层分界面上各点的埋藏深度，从而确定出地层的构造形态。岩性地震勘探除了利用地震波的运动学特征外，还利用地震波的动力学特征来研究地层的岩性。地震属性技术、叠后地震反演技术、方位各向异性技术和叠前地震反演技术是煤田岩性地震勘探的重要手段。8、地震属性技术及其应用(重点）地震属性是指从叠前和叠后地震数据中提取出来的运动学、动力学和统计学地震特殊测量值。地震属性技术是指提取、显示、分析和评价地震属性的技术应用：在煤田地震勘探中，可以利用地震属性的变化区分构造、进行煤层结构和岩性解释。在地震地质条件较好的地区，可以解决的主要地质问题是：(1)解释小构造，特别是落差小于5m的断层；(2)探查隐伏陷落柱；(3)探查采空区和古溶洞；(4)预测奥陶系灰岩岩溶裂隙发育带；(5)解释煤层底板的断裂构造发育带；(6)解释煤层的分叉、合并、冲刷变薄带；(7)预测瓦斯富集带。电化学测井（自然电位测井）（四个方面1、方法原理2、曲线解释3、影响因素4应用）原理方法在井内和地面各放入一个测量电极M和N，构成一个测量回路。自然电位产生的原因（1）扩散与扩散吸附作用；（2）氧化还原作用；（3）电极极化作用。2、曲线解释自然电位曲线特征分层点在“半幅点”。自然电位曲线的影响因素井径与厚度的影响（H/d≥4地层的自然电位异常达到最大）岩性的影响水文地质条件的影响地层倾斜影响邻层的影响17、声速测井（四个方面1、方法原理2、曲线解释3、影响因素4应用）原理方法声速测井是以岩石声波速度为基础，以记录声波时差为手段的一类声测井方法。式中l─两接收器中点的距离，称为间距，m；△t─声波到达两接收器的时间差，μs；△T─声波传播单位距离所需的时间，即声波时差，μs/m。曲线解释不同厚度低速地层的声波时差理论曲线Vt—地层声波速度；Vm—围岩声波速度；Vt＜Vm；圆点代表半幅点；叉代表分层点；曲线标码:H/l3、声波时差曲线与声波测井的影响因素声速测井主要包括围岩、井眼、周波跳跃和探管在孔内摩擦与碰撞等影响因素。4声速测井的应用①划分地层②判断气层③确定地层孔隙度④估算岩石力学参数⑤估计地层异常压力⑥工程地质调查中的应用18、核测井（密度测井）（四个方面1、方法原理2、曲线解释3、影响因素4应用）1、方法原理研究地层对伽马射线的散射和吸收特性，在钻孔中测定地层的散射伽马射线强度，从而解决地质问题的一种人工伽马测井方法。(1)当源距一定时，在岩石密度大于1g/cm3的介质中，随着岩石密度的增加，一次散射伽马射线强度减小。(2)当源距增加时，一次散射伽马射线强度与岩石密度关系更为密切，即在同样密度变化条件下大源距引起Jγγ的变化要比小源距更剧烈。(3)当伽马源放出的伽马射线能量增加时，一次散射伽马射线强度对岩石密度变化的灵敏度减小。