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摘要:滇东北地区是云南省主要含煤区域,镇雄煤田是较大的井田,在这个井田里各钻孔的测井资料存在一定的内在联系,因相似的沉积环境,所形成的煤岩层具有大致相同的物理特征,测井曲线的幅度、形态、组合特征和某些特殊标志相同或类似,而采用对比的方法方式多,没有统一性,因此通过测井曲线对比方法研究,总结归纳以往对比方法,形成对比新思路,就能得到较好对比效果和工作效率,从镇雄石坎向斜矿区煤岩层曲线对比方法结果,对判断煤层层位,分析含煤建造的破坏与保存、煤田的空间展布及结构有实际意义。
关键词:测井曲线;对比方法;煤岩层对比;标志层
中图分类号:P631.8+16 文献标识码:A文章编号:
在煤田地质勘探中,煤岩层对比是关键,确定煤岩层位是地质解释中极为重要的工作,层位问题是通过各钻孔测井曲线之间的对比来解决,通过对比认识,掌握煤层的变化规律。云南省的煤岩层、沉积环境及构造都比较复杂,西部与东部之间的煤岩层对比有差异,客观物质有其规律性,因而利用地球物理测井技术,从另一个科学的角度寻找其规律,对煤田地质勘探有重要作用。
1概况
镇雄县石坎向斜矿区[1],位于镇雄县东北部,勘探面积约为130㏎2,于2008年在区内共施工20个钻孔,所有钻孔均按设计要求开展了常规地球物理测井工作,钻探施工孔深合计10495m,测井实测10287m,矿区普查阶段基本查明工作区煤岩层构造,可采煤层层位、层数、厚度和可采范围,确定可采煤层的连续性,评价可采煤层的稳定程度和可采范围。
镇雄县石坎向斜矿区主要岩性有:煤、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、凝灰岩、玄武岩等。根据测井资料统计分析,主要岩性的地球物理特征见下表[1]:
主要岩性的地球物理特性表
由表物性数据统计分析,区内煤层视电阻率呈中、高值、散射伽码呈高值、自然伽码呈低值反映。
2对比方法
首先根据曲线的区域特征确定标志层,包括全区或局部地段曲线具有典型标志的层位,这是主要的对比方法,其次是不同地层间的组合特征,这是与沉积旋回相适应的曲线特征,可以对主要层段进行对比追踪,同时还要注意到曲线的渐变关系,有的标志从全区看并不明显,但其变化规律非常清楚,同样可以作为辅助标志层,在进行煤岩层结构对比时,也要特别注意曲线的细微特征,这些特征往往对煤组的分层对比起到决定性作用。
从测井曲线幅度、形态、组合特征、特殊物性标志层来综合确定,对比方法为:(1)曲线形态的相似性;(2)特征标志法;(3)比较法;(4)曲线渐变关系相关分析判断法;(5)物性统计数量分析法。
3对比标志层
3.1寻找标志层
所谓标志层,就是指具有易于辨认的曲线形态特征,且分布较广而层位稳定的岩层或煤层。寻找与确定煤层对比标志的过程是一个由特殊到一般,又由一般到特殊的不断认识不断深化的过程。根据区别与联系的辩证思维,从测井曲线的形态及物理特征,确定主要标志层和辅助标志层,该矿区选定视电阻率曲线和自然伽码曲线作为对比曲线,原因为:
(1)自然伽码曲线与地层水和泥浆的矿化度无关;
(2)自然伽码曲线值在一般条件下与地层中所含流体的性质无关;
(3)在自然伽码曲线及视电阻率曲线上容易找到标志层;
通过对视电阻率曲线和自然伽码曲线的组合特征对比,在井田内含煤段确定了三个曲线特征相对稳定的对比标志层。分别为I号标志层(特征标志)、II号标志层(主要标志)、Ⅲ号标志层(辅助标志)。
3.2确定I号标志层(特征标志)
煤层视电阻率曲线由高幅缓状起伏至突然高幅正异常突起,随后又急剧跌至低值止;自然伽码曲线则由低幅平缓起伏开始,直到出现一明显的宽缓负异常与正异常而结束,而C1煤层最大的特征是自然伽码曲线呈高幅值正异常反映,视电阻率曲线高幅正异常升起的底界对应于区内C1煤层层位,全区稳定,对比可靠。如图1所示。
图1 I号标志层图2II号标志层
3.3 确定II号标志层(主要标志)
在“I号特征标志层”下部,视电阻率曲线出现一群与相邻围岩的低幅值形成强烈反差的正异常(高幅“波澜”状起伏段),如图2所示。该标志层之下赋存有区内稳定的C5煤层,且C5煤层出现了分叉现象,分为C5a、C5b煤层,视电阻率曲线显示与沉积旋回相适应,并有明显渐变关系。C5煤层在该矿区全区稳定,层位对比可靠,是主要的标志层,把C5煤层的底板作为全区对比的基准线。
3.4确定Ⅲ号标志层(辅助标志)
在主标志层的下部,视电阻率曲线渐变为中、低幅缓状起伏形态,该中、低幅缓状起伏段厚度约18米左右,随后视电阻率曲线向下呈大区段的低值平缓状,如图3所示。视电阻率曲线的中、低幅缓状起伏段与低值平缓段的交界处,赋存有区内较稳定的C6煤层,且C6煤层出现了分叉现象,分为C6a、C6b、C6c煤层。区内局部稳定,对比較可靠。
图3 Ⅲ号标志层
4标志层对比变化规律
(1)特征标志,C1煤层层位的自然伽码曲线显示正异常标志,该标志为特殊标志,全区20个孔都有这个标志,层位稳定,该层位为煤层,自然伽码曲线峰值高,比较明显,若为薄煤线或炭质泥岩,自然伽码曲线峰值低,全区自然伽码曲线异常幅度呈小尖峰变化趋势,C1煤层层位对比可靠。如图4:
图4 I号标志层对比
(2)视电阻率曲线呈现一群高幅“波澜”状起伏段由密集到稀疏的变化趋势,其下部就是C5煤组,C5煤组视电阻率曲线形态呈现中、高宽幅度变化趋势,煤层出现分叉与合并的变化现象,C5煤组包含了C5a、C5b煤层,全区稳定,C5煤层对比层位可靠,是全区的主标志层。如图5:
图5 II号标志层对比
5结论
实践证明、通过矿区各个钻孔测井曲线的对比分析,确定对比方法,对比思维,找出了标志层,并评价了对比的可靠程度。利用地球物理测井曲线进行煤层对比,资料及时、应用方便、表现直观,对于取芯不全的钻孔更是对比的重要手段。测井曲线在综合对比分析研究,确定煤层层位及分叉合并规律,以及对比划分地层是十分有效的。镇雄县石坎向斜的测井对比所确定标志层可靠,测井对比特征及对比方法的总结研究取得的成果,可对昭通地区镇雄县、威信县煤层的物理特征规律性有进一步的掌握,对下一步该矿区的精查和开采具有重要指导意义。
参考文献
1) 熊光旭等,石坎向斜南翼镇雄段地质普查报告,地质勘探报告,2008.12
2) 尉中良、邹长春,地球物理测井,北京:地质出版社,2005.08
3) 《中国煤炭地质》,中国煤炭地质总局主办,2008年12期专刊
4) 李舟波、孟令顺、梅忠武,资源综合地球物理勘查,北京:地质出版社,2006.12
关键词:测井曲线;对比方法;煤岩层对比;标志层
中图分类号:P631.8+16 文献标识码:A文章编号:
在煤田地质勘探中,煤岩层对比是关键,确定煤岩层位是地质解释中极为重要的工作,层位问题是通过各钻孔测井曲线之间的对比来解决,通过对比认识,掌握煤层的变化规律。云南省的煤岩层、沉积环境及构造都比较复杂,西部与东部之间的煤岩层对比有差异,客观物质有其规律性,因而利用地球物理测井技术,从另一个科学的角度寻找其规律,对煤田地质勘探有重要作用。
1概况
镇雄县石坎向斜矿区[1],位于镇雄县东北部,勘探面积约为130㏎2,于2008年在区内共施工20个钻孔,所有钻孔均按设计要求开展了常规地球物理测井工作,钻探施工孔深合计10495m,测井实测10287m,矿区普查阶段基本查明工作区煤岩层构造,可采煤层层位、层数、厚度和可采范围,确定可采煤层的连续性,评价可采煤层的稳定程度和可采范围。
镇雄县石坎向斜矿区主要岩性有:煤、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、凝灰岩、玄武岩等。根据测井资料统计分析,主要岩性的地球物理特征见下表[1]:
主要岩性的地球物理特性表
由表物性数据统计分析,区内煤层视电阻率呈中、高值、散射伽码呈高值、自然伽码呈低值反映。
2对比方法
首先根据曲线的区域特征确定标志层,包括全区或局部地段曲线具有典型标志的层位,这是主要的对比方法,其次是不同地层间的组合特征,这是与沉积旋回相适应的曲线特征,可以对主要层段进行对比追踪,同时还要注意到曲线的渐变关系,有的标志从全区看并不明显,但其变化规律非常清楚,同样可以作为辅助标志层,在进行煤岩层结构对比时,也要特别注意曲线的细微特征,这些特征往往对煤组的分层对比起到决定性作用。
从测井曲线幅度、形态、组合特征、特殊物性标志层来综合确定,对比方法为:(1)曲线形态的相似性;(2)特征标志法;(3)比较法;(4)曲线渐变关系相关分析判断法;(5)物性统计数量分析法。
3对比标志层
3.1寻找标志层
所谓标志层,就是指具有易于辨认的曲线形态特征,且分布较广而层位稳定的岩层或煤层。寻找与确定煤层对比标志的过程是一个由特殊到一般,又由一般到特殊的不断认识不断深化的过程。根据区别与联系的辩证思维,从测井曲线的形态及物理特征,确定主要标志层和辅助标志层,该矿区选定视电阻率曲线和自然伽码曲线作为对比曲线,原因为:
(1)自然伽码曲线与地层水和泥浆的矿化度无关;
(2)自然伽码曲线值在一般条件下与地层中所含流体的性质无关;
(3)在自然伽码曲线及视电阻率曲线上容易找到标志层;
通过对视电阻率曲线和自然伽码曲线的组合特征对比,在井田内含煤段确定了三个曲线特征相对稳定的对比标志层。分别为I号标志层(特征标志)、II号标志层(主要标志)、Ⅲ号标志层(辅助标志)。
3.2确定I号标志层(特征标志)
煤层视电阻率曲线由高幅缓状起伏至突然高幅正异常突起,随后又急剧跌至低值止;自然伽码曲线则由低幅平缓起伏开始,直到出现一明显的宽缓负异常与正异常而结束,而C1煤层最大的特征是自然伽码曲线呈高幅值正异常反映,视电阻率曲线高幅正异常升起的底界对应于区内C1煤层层位,全区稳定,对比可靠。如图1所示。
图1 I号标志层图2II号标志层
3.3 确定II号标志层(主要标志)
在“I号特征标志层”下部,视电阻率曲线出现一群与相邻围岩的低幅值形成强烈反差的正异常(高幅“波澜”状起伏段),如图2所示。该标志层之下赋存有区内稳定的C5煤层,且C5煤层出现了分叉现象,分为C5a、C5b煤层,视电阻率曲线显示与沉积旋回相适应,并有明显渐变关系。C5煤层在该矿区全区稳定,层位对比可靠,是主要的标志层,把C5煤层的底板作为全区对比的基准线。
3.4确定Ⅲ号标志层(辅助标志)
在主标志层的下部,视电阻率曲线渐变为中、低幅缓状起伏形态,该中、低幅缓状起伏段厚度约18米左右,随后视电阻率曲线向下呈大区段的低值平缓状,如图3所示。视电阻率曲线的中、低幅缓状起伏段与低值平缓段的交界处,赋存有区内较稳定的C6煤层,且C6煤层出现了分叉现象,分为C6a、C6b、C6c煤层。区内局部稳定,对比較可靠。
图3 Ⅲ号标志层
4标志层对比变化规律
(1)特征标志,C1煤层层位的自然伽码曲线显示正异常标志,该标志为特殊标志,全区20个孔都有这个标志,层位稳定,该层位为煤层,自然伽码曲线峰值高,比较明显,若为薄煤线或炭质泥岩,自然伽码曲线峰值低,全区自然伽码曲线异常幅度呈小尖峰变化趋势,C1煤层层位对比可靠。如图4:
图4 I号标志层对比
(2)视电阻率曲线呈现一群高幅“波澜”状起伏段由密集到稀疏的变化趋势,其下部就是C5煤组,C5煤组视电阻率曲线形态呈现中、高宽幅度变化趋势,煤层出现分叉与合并的变化现象,C5煤组包含了C5a、C5b煤层,全区稳定,C5煤层对比层位可靠,是全区的主标志层。如图5:
图5 II号标志层对比
5结论
实践证明、通过矿区各个钻孔测井曲线的对比分析,确定对比方法,对比思维,找出了标志层,并评价了对比的可靠程度。利用地球物理测井曲线进行煤层对比,资料及时、应用方便、表现直观,对于取芯不全的钻孔更是对比的重要手段。测井曲线在综合对比分析研究,确定煤层层位及分叉合并规律,以及对比划分地层是十分有效的。镇雄县石坎向斜的测井对比所确定标志层可靠,测井对比特征及对比方法的总结研究取得的成果,可对昭通地区镇雄县、威信县煤层的物理特征规律性有进一步的掌握,对下一步该矿区的精查和开采具有重要指导意义。
参考文献
1) 熊光旭等,石坎向斜南翼镇雄段地质普查报告,地质勘探报告,2008.12
2) 尉中良、邹长春,地球物理测井,北京:地质出版社,2005.08
3) 《中国煤炭地质》,中国煤炭地质总局主办,2008年12期专刊
4) 李舟波、孟令顺、梅忠武,资源综合地球物理勘查,北京:地质出版社,2006.12