浅谈对利用测井曲线异常推断断层的认识

雷嵩　闫庆磊　王升

【摘 要】地球物理测井技术能用于解决各种地质问题，其基础在于地下各种岩石和探测对象具有不同的物理性质，人们就利用这些性质与对象之间的一定关系，来研究钻孔剖面各种岩性的划分、各类目的层的判定、它们的深度和厚度的确定、以及其它定性和半定量解释结果。地层温度、作用时间、地层压力能够影响到煤的变质程度，变质程度的高低关联煤的导电性、密度等物理性质，地球物理测井探测到这些物性的异常，再结合区域地质资料、周边钻孔测井资料，就能推断某些地质构造的存在。

【关键词】地球物理测井；曲线异常；断层。

一 、煤的物理性质受煤的变质程度的影响

（一）煤的导电性

煤的导电性决定于它们的变质程度，并与其煤岩成分、矿物杂质含量、水分含量以及孔隙度有关。低灰分的腐植煤的电阻率按其变质程度的不同，一般为：褐煤50～200ΩM到200～4000ΩM；烟煤4000～5000ΩM到1000～100ΩM；无烟煤80～1ΩM到1～0.001ΩM。

（二）煤的密度

煤的密度与其变质作用有关，随着变质程度的加深，其密度逐渐增加，在低灰分的情况下，褐煤的密度为1.05～1.20g/cm3；烟煤为1.20～1.30g/cm3；无烟煤为1.30～1.60g/cm3。

二、根据实测的测井曲线异常推断断层存在

以某煤田的实际勘探为例，此煤田大部为褐煤，煤质较差。在对钻孔进行地球物理测井过程中，发现少量钻孔部分煤层的测井曲线异常，推断存在断层，现就此推断分析如下：

（一）曲线形态异常

5012和5014钻孔测得11号煤层曲线异常（排除仪器性能异常），曲线如图1所示（图中曲线从左至右分别为电阻率、密度、天然伽玛和自然电位）。

图1所示5012号钻孔11号煤底部电阻率高异常，对应部位的密度曲线也显示密度微微变大，图2所示5014号钻孔11号煤顶部电阻率高异常，对应部位的密度曲线同样显示密度值微微变大，引起煤层电阻率变大的原因有无水裂隙增大、煤中含有高阻物质和变质程度增高。

1.无水裂隙增大。

无水裂隙增加电阻率随会上升但密度会随之减小，故排除孔隙度影响。

2.含有高阻物质。

煤盆地属于沉积盆地，如11号煤层含有高阻物质，则整个区的或附近其他钻孔所揭露的11号煤层也应存在这类物质，但实际不存在，且5012和5014钻孔11煤层的高阻值出现的位置不一样，故排除高阻物质影响。

3.变质程度增高。

煤的变质程度越高，电阻率值越大，密度也随之增大，符合曲线反映的物性，故推断为煤层变质程度增大。

考虑到煤层变质程度的影响因素以及煤层的埋深情况，排除静压力的影响，只剩构造压力的影响，即存在断层，断层产生的强剪切力以及随之伴生的温度，导致了煤层的变质程度的加深，且断层穿过5012钻孔的11号煤的下部，穿过5014钻孔的11号煤层的上部。

（二）煤层厚度异常

这两孔位于勘探50线，两孔间距1000米，抽取5008、5010、5012、5014和5016作对比如下：

根据厚度变化和正断层导致层位缺失的性质，推断这两个钻孔位于正断层上，再根据底板差值的变化，推断断层剖面为如图3所示形态：

（三）走向勘探线钻孔煤层结构对比

5012、5014孔分别位于12、14走向线，抽取12线4612、4812、5012、5212孔和14线4614、4814、5014、5214孔分别作对比如下：

进一步计算两相邻孔之间的11煤的底板的深度差值，得到：

根据煤层厚度和底板差值变化，推断在12、14走向线上的剖面如图4、5所示：

根据走向和倾向线的各钻孔11煤的构造，推断出工区平面图断层分布如图6所示：

三 、总结

通过地球物理测井，能较准确的反应钻孔纵向上的岩层的物性变化，要想较准确的划分钻孔所揭露的地层的岩性，需要结合多参数曲线综合分析，而要想通过测井资料推断地质构造的存在，则需要结合地质资料，由点及线或由点及面，并最终得到地质上所需要的成果。

参考文献：

[1]中国矿业学院物探教研室 中国煤田地球物理勘探[M].北京： 煤炭工业出版社， 1981年6月第一版

[2]武汉地质学院煤田教研室 煤田地质学地质出版社[M].北京：1981年6月北京第一版.

[3]王惠濂 综合地球物理测井[M].北京： 高等教育出版社.

第一作者简介：

雷嵩（1986.10-），男，汉族，辽宁鞍山人，地球物理学学士，2009年毕业于中国矿业大学地球物理学专业，现就职于东北煤田地质局一〇三勘探队，从事地球物理测井工作。