地球物理测井在鹤岗某煤田勘探区中的应用效果

张庆

摘 要：论述了放射性测井在鹤岗煤田勘探中的作用，根据物性反应确定岩层类型及定性定量煤层等。单孔分析及孔间煤层对比，辅助地质完成勘探项目。

关键词：放射性；煤田；测井

1 地质条件

鹤岗某煤田勘探区，地质背景从下到上为基底地层、煤系地层、第三系、第四系，煤系地层以白垩系下统城子河组（K1c）为主，所见地层岩石主要为砾岩、砂砾岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、粉砂质泥岩。

2 煤层物性特征

煤是一种能快速燃烧的有机岩，由多种复杂的化合物组成。其主体是有机质，另外还有无机成分，在煤的有机成分中，碳含量最多。无机成分包括水分、矿物质、灰分。本勘探区，煤层变质程度为中等程度，一般为气煤，在煤岩层接触处电阻率值曲线界限清晰，呈陡升形态。煤的天然放射性含量很少，自然伽玛异常为低值，但随着灰分的增加自然伽玛值增大。煤的密度小于煤系地层所有的岩石，伴随煤灰分增加，密度值增大。声波时差高低值决定于骨架、孔隙度、孔隙中的流体性质，碳和甲烷的声波时差都大，所以煤层的时差值也很大。

3 岩层物性特征

砂岩由碎屑岩组成，包括砾岩、砂砾岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩。不同粒度的碎屑岩，其物性特点也不同。其次构成砂岩的物质成分、胶结物、分选性、孔隙度及充填孔隙的液体的性质，决定了砂岩的电阻率、天然放射性含量、密度及对声波的传播速度。组成砂岩的颗粒越粗，胶结越致密，电阻率越高。自然伽玛强度和砂岩泥质含量有关，砂岩颗粒越粗，孔隙度越小，泥质含量越少，放射性强度越低。组成泥岩的颗粒很微小，直径小于0.01mm，孔隙为毛细管型，故为非渗透性岩层。在泥岩段上，自然伽玛曲线是高值。组成砂岩颗粒比较大，砂岩密度比较大，在伽玛伽玛曲线上，与泥岩和煤层比较，伽玛伽玛曲线呈现低值，为起伏平稳的曲线。由于泥岩密度小，故在伽玛伽玛曲线上呈现高异常反应，仅次于煤层，泥岩含水分越多，胶结越松散，砂质、碳酸质含量越少，则伽玛伽玛值越高。砂岩胶结致密，声波传播速度快，时差小，但胶结松散砂岩层除外。砂岩声波时差曲线低于泥岩、煤层。泥岩在声波时差曲线上，反映为高值，泥岩越疏松，密度就越小，对声波传播速度越慢，则时差越大。

4 煤层的测井曲线响应

5 孔间煤层对比

煤层对比在白垩系下统城子河组（K1c），岩性由粗变细，再由细变粗，见砾岩，粗、中、细砂岩，泥岩交互沉积。地层厚度近300米，所见煤层较多，有10～16层位之多。25号煤层特征明显，而且较厚。以其中三个钻孔此层为例对比分析，此层煤的伪底伪顶为泥岩或砂质类的泥岩，夹矸以炭质泥岩和粉砂岩为主。煤层段曲线形态相对上下围岩表现为高密度，高电阻，低天然的特性。钻孔1夹矸最厚，上下厚度相近。钻孔2上薄下厚，上厚段有炭质泥岩夹矸，上下段的夹矸为细砂岩，钻孔3上厚下薄，上厚段无夹矸，上下段夹矸为细砂岩。在25号煤层的下部10米之内有一层不到一米的煤或炭质泥岩，钻孔1（煤）、钻孔3（炭质泥岩）将此层定义为26号煤层。钻孔1、钻孔325号煤层的上部30之内有一层1.5左右的煤层，将此层定义为24号煤层。此结果与钻探采取的岩心相符。曲线反应特征见图1：

6 结束语

实践证明，由于测井曲线是连续变化的，并且有良好的垂向分辨率和深度控制，经解释的地层厚度能精确到5cm，所含信息丰富，人为干扰因素少，所以能够利用测井曲线追索煤、岩层，了解煤田地质构造，摸清煤层的分布规律。并且能辅助地质准确判断煤层的厚度，提高勘探效率，降低勘探成本。同时孔间对比为某些岩心采取率低的钻孔分析岩性层位提供理论依据。

参考文献

[1]潘和平，等.地球物理测井与井中物探[M].北京：科学出版社，2009.

[2]尉中良，邹长春.地球物理测井[M].北京：地质出版社，2007.

[3]叶俊林，等.地质学概论[M].北京：地质出版社，2004.