浅析煤田地质电测井物探的几种方法

2019-02-20 07:33:49
关键词:煤田物探岩层

王 杰

吉林省煤田地质局一〇二勘探队 吉林 梅河口 135000

前言

为进一步提升煤炭开采质效,增强煤炭生产效率,节约成本投入。煤炭企业投入大量资源,组织人员进行勘探工作,实现煤炭储量以及分布等参数的科学获取,文章以测井为切入点,采取多种技术手段,对钻孔进行物探处理,实现数据的采集与处理,为煤炭开采提供必要的数据支持。

1.视电阻率法的应用

作为一种常用的煤田地质电测井物探方法,视电阻率通过对岩石以及矿石导电性能的分析评估,对地下岩石的分布情况以及地表形态进行明确,视电阻率法主要应用于井内岩层厚度、岩层类别、分布深度以及下渗率的基本数据的采集。在视电阻率法应用的过程中,技术人员可以在相关数学模型内,进行电阻计算,确保视电阻率方法的实用性。其基本计算公式为ps=KΔUMN/I,其中K表示系数,I表示电流,ΔUMN表示电位差,在这以模型下,视电阻率法能得到各个电测井内各个岩石层的深度以及分布情况。根据数据结果,工作人员绘制视电阻曲线,煤炭开采环节,技术人员可以通过视电阻曲线的相关数据,直接获取煤层界限以及煤层厚度,为相关开采工作的开展,提供必要的技术支持。在视电阻率曲线内,工作人员可以通过分析视电阻曲线的突变点,进行煤层厚度的确定,从过往情况来看,视电阻梯度电极实现了对煤层厚度的确定,以视电阻曲线为框架,结合其他测井曲线,工作人员对煤田勘探区域内小型地质构造结构进行了准确定位,掌握地质剖面以及含水层相关信息,为后续相关煤炭开采以及运输工作的开展提供了必要的数据支持。

视电阻率法的技术优势较为明显,技术实用性较强,成本较低,有效解决地质问题,因此在煤田地质电测井物探中得到了大量使用。在实际使用的过程中,视电阻率法必须结合煤田地质测井的其它参数进行解释,如果单纯依靠视电阻率曲线,是无法准确定性划分煤层,掌握煤层厚度、分布等情况,大大降低煤田地质勘探工作的质效。

2.电流法的应用

电流法又被称为电极测井法,其技术原理在于,煤田地质电测井的钻孔内放置电极,电极借助钻孔进入到不同介质的煤层以及岩层之中,在这一过程中,由于电阻的变化,使得电流大小不断发生改变,从而在整个勘探区域形成电位差,技术人员可以根据电位差的具体情况,进行相应数据的获取,推动物探工作的顺利进行。具体来看,当电测井内岩层电阻较高时,岩层内电流降低,电位差变小,在电测井内岩层电阻较小的情况下,岩层内电流提高,电位差增加,基于这种电流以及电位差的实际,工作人员可以绘制出岩层电流强度变化曲线,较为清晰地完成煤田地质解释,确保物探工作的顺利进行,进而为后续相关煤炭开发工作的开展提供技术支持。

3.接地电阻梯度法的应用

接地电阻梯度法在实际应用的过程中,技术人员应当在科学性原则以及实用性的引导下,结合接地电阻梯度法的技术原理,理顺技术应用流程,明确接地电阻梯度法应用标准,确保其在煤田地质电测井物探环节的中合理高效使用。在这一思路的指导下,技术人员应当做好相应的技术准备活动,结合煤田地质电测井的实际情况,制定系统完备的探测方案。在电测井内煤层以及岩层的分界位置,采取相应的技术手段,进行数据收集与分析。从接地电阻梯度曲线中,可以较为直观地发现煤层、岩层的分界位置,会出现较为明显的变化,这种变化,对于煤田电测井内煤层以及岩石层的划分,提供了数据支持。

4.自然电位法的应用

自然电位法主要应用煤田地质电测井物探定性评估方面,在相关技术手段的支持下,实现煤层以及岩石层的科学划分,尤其满足无烟煤以及黄铁矿等矿产资源的分析。电位是电能的强度因素,它的单位是伏特(简称伏,用V表示,是voltage的缩写)。设空间中有两个位置1和2,其电位分别为φ1和φ2,则位置1对于位置2的电位差△φ=φ2-φ1;相应,其电位降E=φ1-φ2。后者在电化学中用得较多,称作电势,在工业或日常生活中也常称作电压(voltage)。与其他煤田地质电测井物探方法有所不同,自然电位法主要应用渗透性岩层的勘探工作。煤田钻井内水分含量较大,其地层中水体浓度远远超过泥浆水体浓度,在这种情况下,地层中水体含有大量的正电粒子,泥浆中含有大量的负电粒子。正电粒子、负电离子相互作用,富集在某一区域,形成扩散电位。在这种情况下,在煤田地质电测井物探的过程中,技术人员可以采取自然电位法,对正粒子、负粒子富集区域进行确定,以此来完成煤层厚度以及位置的确定工作。在实际的操作环节,工作人员结合过往工作的经验,结合煤田地质电测井物探工作的实际,制定系统完备的技术方案,以确保物探工作的顺利开展,推动煤炭地质勘探工作的有序进行。在实际处理环节,技术人员应当明确,在煤田区域内,渗透性较强的地层中,泥浆与地层充分接触,在这种情况下,煤田地质电测井电极呈现负极,地层表面为正极;在渗透性较差的地层中,泥浆与地层接触不充分,测量保护电极之前,应该首先确认电极是在没有施加任何阴极保护措施的状态中,如果要测量的电极已经实施过一定量的阴极保护措施的就应该选择在完全断电24小时以后的情况中进行。接下来应该根据阴极保护设计进行测量接线,将电压表接地极连接在参比电极上,将电压表的正极与被保护电极连接。数字电压表读数为负值。最后将电压表调制2V的量程上读取数据,做好接地电位值及极性记录,注明该电位值的名称、参比电极。使得电极变化较为明显,导致煤田地质电测井电极呈现正极,地层表面为负极,根据这种实际,技术人员需要采取针对性的技术手段,有效开展物探工作。

结语

电测井作为地质勘探机制的重要组成部分,对于煤炭资源开发有着极大的效益。文章全面梳理分析电阻率法、电流法等物探方法,明确现阶段电测井物探法的特点,理顺物探基本流程,增强煤炭勘探的质效。

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