贵定县煤矿测井的应用

游连强

（贵州省地矿局104地质大队 贵州都匀 558000）

1 地质概况

勘查区位于贵定县城区南西方向平距约12km，属贵定县铁厂乡所辖，贵定-惠水公路通过铁厂乡，铁厂乡至矿山有20km简易公路相连，交通方便。

出露地层由老至新主要有二叠系中统茅口组（P2m）；二叠系上统吴家坪组（P3W）；二叠系上统长兴组（P3c）；二叠系上统大隆组（P3d）；下三叠统大冶组（T1d）和第四系（Q）。

二叠系中统茅口组：第一段（P2m1）主要有灰岩、泥灰岩等，见次生白云岩化，构成不规则白云质斑块。厚大于200m。茅口组第二段（P2m2）主要为灰岩夹薄层燧石条带。厚10～20m。

二叠系上统吴家坪组：第一段（P3w1）：本段位含煤岩系，岩性为泥灰岩、砂岩、泥质粉砂岩、粘土岩、炭质泥岩和煤层。含煤3～5层，区内煤层为烟煤。厚20～40m。第二段、长兴组（P3w2+P3c）：主要为灰岩、泥灰岩、夹泥岩条带，含燧石团块，本层溶洞裂隙较为发育。厚630～700m。

第四系（Q）：主要为腐植土、砂质泥岩、砾、残坡积物。厚0～40m。

2 物探测井效果

2.1 目的任务及工作量

该矿区为勘探项目，要求通过物探测井，根据井田不同地质年代地层岩性、煤层等的地质地球物理特征，划分不同地质年代地层界面及岩性；准确确定煤层的埋深，厚度及结构，为该矿区煤炭资源储量的计算提供必要的数据。井田共施工完成13个钻孔，物探测井完成各参数曲线累计工作量4267.29m。所有孔均进行了常规测井和井斜测量，共取得原始数据参数7种，包括（三侧向电阻率NR、自然伽玛GR、伽玛-伽玛GG、自然电位SP、井温TEM、顶角和方位）。

2.2 煤、岩层的地球物理特征

2.2.1 煤层的地球物理特征

该矿区煤质主要为粉煤和部分块煤，煤层内灰分普遍较高，电阻率为中-高阻，一般高于围岩，当煤层灰分增高或井壁坍塌井径扩大时会使电阻率值下降，有时低于砂岩，煤层电阻率低于灰岩、泥灰岩，M煤层多和泥灰岩接触，所以M煤层电阻率大多低于围岩；煤层对应的GG曲线相对围岩呈突峰箱型状，一般高于围岩，随煤质的变化GG曲线也有较大变化，幅值在200～1000cps。GR曲线常为低幅值异常，相对于围岩呈低凹状形态反映，当灰分含量增加时，GR曲线值有可能高于砂岩。SP曲线为低幅值异常，但在绝大多数钻孔中反映不太明显，煤层的定性和定厚主要以NR、GG、GR曲线进行判定。

2.2.2 （粉砂质）粘土岩、页岩的地球物理特征

NR曲线常为低平幅值异常，呈齿状形态反映，局部有突变，当岩石中含有粉砂质时，其幅值略有增高，视电阻率值一般在20R2000Ω·m之间变化；GG曲线常为低中幅值异常，呈波浪形态反映，当岩石松散破碎时，其幅值有突变增高现象；GR曲线常为中高幅值异常，呈相连的高低峰状或箱型状反映，其幅值（CPS）在50R1000之间变化，随着泥质含量的增加，GR曲线随之增大。

2.2.3 （泥质）粉砂岩、细砂岩的地球物理特征

NR曲线常为低中幅值异常，呈低矮山峰状形态反映，当砂岩中含有泥质成分时，其幅值有所降低，视电阻率值一般在20R1000Ω·m之间变化；GG曲线常为低中幅值异常，呈踞齿状形态反应，当岩石胶结物松散破碎、孔隙度大时，其幅值略有增高；GR曲线常为低幅值异常，呈小波浪状形态反映，当砂岩中含有泥质成分时，其幅值有所增高。

2.2.4 （泥质）灰岩的地球物理特征

NR曲线常为中高幅值异常，呈山峰状或箱型状形态反映，当灰岩中的泥质成分含量增高时，其曲线幅值降低，即灰岩＞泥质灰岩＞泥灰岩，视阻率值在300R20000Ω·m之间变化；GG曲线幅值常为低中幅值异常，呈小波浪或小踞齿形状反映，灰岩对应的GG曲线幅值为最低，泥灰岩略有增大。GR曲线幅值（CPS）一般较小，泥质增多时略有提高。

井田内的煤系地层为吴家坪组第一段（P3w1），该段厚度20～40m不等，从上至下分布2～5层煤，可采煤层1～3层，煤质主要为粉煤和部分块煤。分布的岩性主要有砂岩、泥岩、灰岩、泥质灰岩、炭质泥岩，泥质砂岩和砂质泥岩等，根据各种岩性的地球物理性质，可以较为有效地进行区别及划分。

2.3 煤层、岩层的定性解释

2.3.1 煤层的定性解释原则

煤层的定性主要采用NR、GG、GR、SP四种曲线，在1：200的综合曲线图上的同一深度位置，根据矿区煤层的地球物理特征，当NR、GG曲线为一组相对的高幅值异常、对应的GR曲线为低幅值异常时，可定性为煤层；M煤层大多在泥灰岩、灰岩之间，故其在NR曲线上反映为相对低阻，可通过GG和GR曲线进行有效的划分；个别钻孔由于煤质较差，粉煤较多，跨孔和泥质含量较高等原因，NG曲线数值较高，可结合钻探资料使用GG和NR曲线进行判别。对于其它出现似煤异常反应的曲线位置，可参考地质钻探取心及最终化验结果进行煤层的定性和排除。

2.3.2 煤层、岩层的定厚解释

煤层的定厚解释是在定性解释后的基础上，采用1：50深度比例尺曲线，按不同的曲线解释原则确定。

NR曲线形态幅值厚度≥50cm，解释点为拐点、曲线形态幅值厚度＜50cm的低矮层，则按幅值的1/2～1/3处划定。

GG曲线形态幅值厚度≥50cm，解释点为幅值的1/3处，形态厚度＜50cm的低矮层则按幅值2/3处划定。

GR曲线解释点按形态幅值的1/3处划定，当围岩为高伽玛值时解释点相应上移。

其它各层位岩石厚度均在1：200深度比例尺曲线上，按上述原则确定。

以上三种曲线参数各自的定厚深度出现误差值时，进行算术平均后，取其平均值为最终的深度值。

2.3.3 标志层

标志层B1

煤系地层吴家坪组第一段（P3w1）的上部，吴家坪组第二段、长兴组（P3w2+P3c）的下部，即煤系地层的顶板。该标志层是进入煤系地层的标志，物性差异明显，吴家坪组第二段、长兴组（P3w2+P3c）下部，主要岩性为灰岩、泥灰岩，NR为高值，NG为低值，GG为低值；吴家坪组第一段（P3w1）上部为泥岩、泥质砂岩，NR曲线下降明显，为低值，NG曲线突然增大，GG曲线为高值，其物性曲线形态特征详见图1。且该标志层在全区分布广泛，稳定性好。

图1 标志层B1

标志层B2

该标志层为吴家坪组第一段（P3w1）与茅口组第二段（P2m2）的分界线，即煤系地层的底板。该层分层明显，岩性区别较大，分布范围广，具有较强的标志意义。吴家坪组第一段（P3w1）底部为砂岩、泥岩，NR曲线为低值，NG、GG均为较高值；茅口组第二段（P2m2）上部为灰岩、泥灰岩，NR曲线为中高值，NG、GG曲线为低值。

图2 标志层B2

2.3.4 煤层曲线的物性特征及对比分析

该矿区煤系地层相对较薄（20～40m），结构比较简单，可采煤层1～3层，从上到下分别为M、M1和M2。M煤层分布不均，有多处间断，只有ZK102、ZK201、ZK301、ZK303和ZK701孔有出现，M煤层位于煤系地层中部，顶板为泥灰岩、灰岩，底板为泥灰岩或砂岩，电阻率NR曲线小于围岩，GG曲线为凹起的高值，自然伽玛GR曲线为相对低值，详见图3，M煤层对比图。

图3 M煤层对比图

M1和M2煤层分布较广，大部分孔内为可采煤层，位于煤系地层下半部分，与围岩岩性差异较为明显，NR曲线多为高值，呈倒山字状，有个别孔M1、M2煤层和灰岩、泥灰岩接触，NR曲线有相对凹陷的形态；GR曲线在大部分钻孔中反映为低值，但是随着灰分的增加，有的煤层反映为较高值；GG曲线在煤层处反映较为明显，都是为倒凸字状的高值反应。判断M1和M2煤层，要综合考虑三条曲线的形态。详见图4，M1、M2煤层对比图。

图4 M1、M2煤层对比图

井田内所有钻孔均见煤，对煤层均进行定性、定厚解释。

4 结束语

通过物探测井及最终成果资料的分析，结合地质钻探成果，初步了解了井田地层的地质构造，各层位岩性及煤层的地球物性特征。

对钻探工作成果进行验证，弥补了钻探施工中的不足，查明了打丢或打薄的可采煤层，准确划定煤层及其它岩石的深度及厚度位置。

对所测煤层提供了详细的物性资料参数，并准确的确定煤层在地层中的空间位置。

对井田煤层进行了综合对比分析，对煤层的赋存环境、厚度的变化规律、煤层的结构、物性特征等有了一定的认识，提高了煤层对比的可靠性。

对所测钻孔作了岩性剖面解释，确定了各层位的岩性及厚度，找出了地层构造的变化规律。准确的提供了施工钻孔终孔时的顶角及方位角。

所测钻孔中，岩石的天然放射性强度均较低，未发现伴生较强的放射性矿种。对井田中大部分钻孔（除ZK301）外都进行了井温测量，未发现温度异常区。

从井田的地球物理特征和最终测井结果对比，所采用的测井方法可行，能满足地质勘探要求，对煤层的定性、定厚解释准确，其它岩性的解释与地质钻探编录基本一致。