浅析地球物探测井曲线在地层中的应用

弓西闹 祝友联

[摘要]测井曲线包含丰富的地质信息，测井曲线的形态、幅度可以反映出岩性和沉积旋回韵律等地层特征。在综述国内外研究成果的基础上，认为基于测井资料进行层序地层单元划分的方法可以分为定性和定量识别两种。地球物理测井是地层开发和认识地层面貌的重要手段，测井曲线形态模式识别技术是近些年来测井解释领域的一个新的发展方向。

[关键词]测井曲线 地层

[中图分类号] P5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-246-1

1前言

高陂勘探区位于福建省永定县高陂镇、坎市镇与虎岗乡境内，勘探区东西宽约3～5kM，南北长约6kM，面积约22kM2。从1996年始被立为“国家资源补偿费项目”，基本查明了煤炭资源总储量约8938万吨，主采煤层为童子岩组第三段上亚段的13、18、19和23 号煤层。由于本区构造复杂，火成岩十分发育段上亚段的13、18、19和23号煤层。由于本区构造复杂，火成岩十分发育，使煤系地层受到很大破坏并发生大面积的变质作用，形成高变质的无烟煤，同时古生物化石也发生了炭化，难于辨认，对本勘探区的煤层对比造成极大的困难。如果对勘探区的煤层无法进行有效的对比，层位就无法确定，也就无法摸清煤层的分布，也无法解决地质构造问题，更无法准确计算煤炭储量，所以煤层对比是一项十分重要的基础性工作。

为了解决好煤层对比这一重要环节，笔者首先采用了传统的地质模型进行对比，由于构造复杂，煤岩性特征不是特别清楚，所以效果十分不理想，后来经过多方探索，发现采用测井曲线对比能够较好地解决这一难题。

运用测井曲线进行煤层对比，必须清楚煤岩层的物性特征，确定测井标志层，然后进行对比定位。本区迄今为止共进行17个钻孔的数字测井，采用的仪器为TYSC-2，TYSC-3Q型数字测井仪及PSJ—1型数字采集仪。

2童子岩组物性特征

童子岩组分为第一、第二和第三段，一、三段含煤，第二段不含煤，由于本勘探区的主采煤层为童子岩组第三段上亚段的13，18，19和23号煤层，所以本文仅介绍童子岩组第三段上亚段的物性特征。

本亚段的岩性特征主要为细砂岩，夹有粉砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩、火成岩和煤层，具体物性特征如下：

细砂岩：本勘探区的细砂岩物性为高视电阻率、低自然伽玛、低散射伽玛值，即表现为psv高，Jcr低，Jc低”。随着砂岩颗粒由细变粗，电阻率变高，自然伽玛和散射伽玛变低；视电阻率曲线和自然伽玛曲线反映的是砂岩中泥质含量的变化，而散射伽玛曲线反映的是粒度的变化。

粉砂岩：物性特征与细砂岩相似，只是粒度更细，所以视电阻率较细砂岩的低，而自然伽玛和散射伽玛较细砂岩的高。泥岩=泥岩能吸附小分子和放射性元素等细小物质。所以其在视电阻率曲线上呈现低幅度值>在自然伽玛曲线上呈高幅度>散射伽玛曲线为较高幅度值， 即表现为psv低，Jcr高，Jc高”。

泥质砂岩：由于热变质作用使得本区的泥质砂岩较高程度炭化，一般由原来的中-高视电阻率变为低视电阻率，自然伽玛曲线呈中-低值，散射伽玛曲线呈低值，即表现为psv低，Jcr低，Jc低-中”。

砂质泥岩：其成分介于砂岩和泥岩之间，所以其物性特征也介于这两者之间。火成岩：具有较高的视电阻率值，极低的散射伽玛值，自然伽玛值随2sio含量的增加而增加，即表现为“psv较高Jcr极低，Jc高”。

煤层：该区煤层均为高变质无烟煤，所以其物性特征为：极低的视电阻率值，为接近于零线的低异常；由于密度小，所以散射伽玛曲线呈现高异常；自然伽玛曲线为低异常，即其物性特征表现为“psv接近于零，Jcr高，Jc 低”。

3测井标志层及其识别法

在勘探区中要摸清煤层的赋存条件，进行准确的煤层对比，掌握地质构造，准确地计算储量，就必须要解决每个钻孔的各煤岩层的层位问题，而确定层位的基本方法就是利用标志层。在普通地质方法中利用的是地质标志层，在测井曲线中利用的是测井标志层。能够充当测井标志层的基本条件是：第一，在勘探区内分布较广，而且其岩性、物性、层位和曲线特征都较为稳定，厚度变化不大或有规律地逐渐变化；第二，在测井曲线上异常突出或特征显著，易于辨别。所以根据煤系地层的特点#选作测井标志层的主要地层为、厚层砂岩、厚层泥岩、厚层灰岩和煤层。由于煤岩层的物性、厚度不同，煤质岩性不均衡，物性不均衡，同时煤岩层在沉积过程中其岩性、物性、沉积厚度和相隔的间距等方面具有一定的规律性，所以可以利用这些特征来识别测井曲线标志层，常用的识别方法有：异常幅度识别法，异常形态识别法，异常组合识别法和特殊异常识别法。

通过对本勘探区各钻孔柱状和测井曲线的细致研究、分析和比较，从中寻找各煤层、岩层在曲线上所显示的异常形态特征、幅度大小及其组合规律特征，利用它们作为标志层来进行曲线对比。

4总结

在煤田地质勘探阶段获得煤层顶底板岩石力学性质的一般手段是，在选定钻孔中采取岩芯样，再经实验室分析、测试而获得。这不仅费时，费力，而且所得到的只能是不完整的数量较少的层位点岩石强度数据。测井资料则不同。由于获取容易，再加上取自原生状态及垂向、横向的连续性，得到这些数据不但能节省大量和人力、物力，而且其数据比较系统、完整。由此得到的是整个勘探区，而不是个别井段的煤层顶底板岩石强度数据，从而可以全局性地指导巷道选择及正常的安全生产。

将沁水煤田韩庄井田已取得的煤层顶底板岩实验室分析结果与油井视电阻率和自然伽玛进行回归，得出回归方程，进而将其运用到整个井田，预测出岩石强度的总体分布趋势。对矿井设计及安全生产有一定的指导意义。

参考文献

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