利用测井曲线解释断层浅谈

孟 振

（山东泰山资源勘查有限公司，山东 济南 250100）

1 引言

地质构造对煤层的展布具有重要的影响，断层会造成煤层的重复或缺失，在煤田地质勘查过程中，由于植被、第四系土壤覆盖等因素使得通过地表填图判实断层困难大，钻探取芯常受取芯采取率、钻进时对岩心机械破坏等影响，造成判实断层难度大。而地球物理测井曲线通过记录各种物性参数在钻孔中随深度的变化情况，从而真实反应地层信息。其具有形象、直观、准确度高的特点[1]。

2 地质概况

研究区所处大地构造位置位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱贵阳复杂构造变形区西段，为海陆交互相沉积。区内地层主要有二叠系中统梁山组、栖霞组、茅口组、二叠系上统峨眉山玄武岩组、龙潭组、长兴+大隆组、三叠系下统夜郎组、永宁镇组、第四系，含煤地层为二叠系上统龙潭组，区内构造主要为褶皱和断裂，区内地层平均倾角较小。

3 根据测井曲线解释断层原理

不同的岩性具有不同的地球物理特性，测井曲线所反映的形态特征也就不同，不同层段从而形成不同的测井曲线组合。反之，相同层段，在一定范围内，一般具有相似的物质来源、搬运介质、沉积环境和成岩条件，因而具有相同或相似的岩性组合，在测井曲线上也应具有相同或相似的组合特征。正断层会使地层出现明显的缩短或缺失，逆断层则使地层出现明显的增加或重复的现象，此现象同样也会反映至测井曲线上，形成测井曲线组合的缺失或重复。

基于以上原理，通过对测井曲线相同或相似组合特征的对比，从而确定地层的重复或者缺失，进而判别是否存在断层及断层性质、位置等。利用1∶200深度比例尺的视电阻率(RN)、自然伽马(GR)、中子-中子(CNL)、散射伽马伽马(DEN)曲线组合特征对研究区进行煤岩层对比和断层识别。

图1 N109和N105钻孔正断层对比图

4 实际应用

4.1 正断层

一般情况下，正断层会造成地层的缺失或减薄，因此，地层厚度明显变薄时，则应考虑是否有正断层的存在。通过邻近钻孔测井曲线比对，依据标志特征的变化，对是否存在正断层作出准确判断。由图1可以看出，N109钻孔A、B、C、D的标志层段均完整存在，A和D标志层段间距为76.14m，C标志层段呈上窄下宽的“E”字型，曲线特征明显；N105钻孔仅A和D标志层段完整存在，间距为65.72m，B和C标志层段测井曲线特征部分缺失，C标志层段缺失下部曲线特征，即L7灰和M15煤层全部缺失，由此推断在该处存在正断层。结合钻探地质资料，在B标志层段处岩芯存在多处滑动镜面，为断层存在的辅助证据，综合判定在N105钻孔B标志层段处存在正断层，测井曲特征缺失部位，即断点位置为327.83m，由两A和D标志层段间距，求得该处断层落差为10.48m。

当通过某一种测井曲线特征难以确定断层位置时，可以建立不同测井曲线的组合特征，从而找到共同规律，进而找到断层。如图2，ZKY1403钻孔为完整地层，其测井曲线组合特征明显，RN和GR曲线组合呈现规律性的变化。对ZKY1402和ZKY1401钻孔RN和GR曲线组合，与ZKY1403钻孔曲线特征进行对比，可以发现，在A、A' 和A"处，GR曲线峰值突然增大，作为相同对比点，向上、向下对比，在曲线特征突变时，作虚线P和P'将测井曲线和岩性柱状分割开，此处即为断点，并延伸至ZKY1403钻孔岩性柱状部位。然后对下部曲线组合特征进行对比，发现在B、B'和B"处，GR曲线出现尖峰，作为相同对比点，并作虚线M和M' 。断层落差即为P、P'、M、M'曲线在ZKY1403钻孔上对应的深度差值。

图2 ZKY1403、ZKY1402和ZKY1401钻孔正断层对比图

4.2 逆断层

逆断层在一般情况下，使地层重复，厚度增大。因而，当地层厚度(地层间距)明显增大时，就怀疑有逆断层存在的可能性。图3中左侧ZKY1103钻孔为正常地层厚度，N1103钻孔厚度明显增加，且M15(385.86m)与L8灰(448.00m)之间煤层层数成倍增加，因此怀疑N1103钻孔在标志层M15至L8灰段存在逆断层使地层重复变厚。通过对N1103钻孔测井曲线上下比对，发现红色矩形框中A、B、C与A' 、B'、C'测井曲线形态特征一致，初步判定该段存在逆断层，重复段之间地层即为断层所在部位。结合钻探地质资料揭露，该处岩心破碎，岩性混杂，存在滑动镜面，此为断层存在证据。由此判定逆断层断点于该部位，由A和A'标志层段重复部位深度计算，得出该逆断层落差为34.25m。

图3 ZKY1103和N1103钻孔逆断层对比图

5 结语

利用测井曲线解释断层存在及断点位置和落差的关键在于对测井曲线形态特征及其组合变化规律的研究和分析。了解、掌握研究区整体地质特征，结合地质钻探等资料，在煤、岩层对比过程中，对地层异常变化部位认真分析，综合考量是否存在断层及断层性质，这样既能准确划分煤、岩层层位，又能对研究区地质构造有更深入的了解。