自然伽馬測(cè)井曲線在邯鄲地區(qū)井田煤巖層解釋中的應(yīng)用

1、doi：10.3969/j.issn.1674-1803.2012.06.15文 章 編 號(hào) ：16741803（2012）06006003自然伽馬測(cè)井曲線在邯鄲地區(qū)井田煤巖層解釋中的應(yīng)用馬立凱（河北省煤田地質(zhì)局水文地質(zhì)隊(duì) ，河 北 邯 鄲056201）摘 要 ：通過(guò)對(duì)邯鄲地區(qū)電阻率 、自然伽馬和伽馬伽馬等測(cè)井曲線形態(tài)特征的分析 ，發(fā) 現(xiàn) 伽 馬 強(qiáng) 度的大小與巖石顆粒 成 反 比 ，與巖層泥質(zhì)含量成正比 ，這為巖性解釋及巖層劃分提供了依據(jù) ，如 ：煤層自然伽馬射線強(qiáng)度為最低 ，其 次 是 石 灰 巖 、粗 砂 巖 。 利用自然伽馬曲線幅值的大小 、形態(tài)特征以及特殊的異常標(biāo)志進(jìn)行對(duì)比 ，可作為

2、劃分該區(qū)石千峰組 二段和一段地層分界線的依據(jù) ，特別是煤層的頂板為炭質(zhì)泥巖時(shí) ，電 阻率值和伽馬伽馬值與煤層差別不大 ，只 有 利 用自然伽馬才能準(zhǔn)確劃分煤層的頂界面 。 另外自然伽馬曲線在該地區(qū)可有效地解釋巖性 、確定煤層厚度及劃分地層 界 線 。關(guān) 鍵 詞 ：測(cè) 井 曲 線 ；地 層 對(duì) 比 ；自 然 伽 馬 ；邯 鄲 地 區(qū)中 圖 分 類(lèi) 號(hào) ： p631.8文 獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 碼 ： aapplication of gamma-ray logging trace in coal, rock strata interpretation in handan areama likai(hydro

3、geological exploration team, hebei bureau of coal geological exploration, handan, hebei 056201)abstract: through analyses of resistivity, gamma-ray and gamma-gamma logging traces configuration characteristics in the handanarea, have found the magnitude of gamma -ray intensity is in direct proportion

4、 to rock grain -size, thus provide bases for lithologic interpretation and rock strata partition, such as: coal seam gamma-ray intensity is the lowest, secondly limestone, grit stone etc. using magnitude of gamma -ray trace peak value, configuration characteristics and special anomaly identification

5、 mark to carry out correlation can be the partition basis of boundary between the first and second members in the shiqianfeng formation. especially, when the coal roof is carbargillite, differences of resistivity and gamma-gamma values of coal roof and coal seam are moderate, so that only through th

6、e using of gamma-ray can distinguish coal roof interface. besides, gamma-ray trace can interpret lithology, determine coal seam thickness and divide strata boundary effectively.keywords: logging trace; strata correlation; gamma-ray; handan area劃分巖層、解釋巖性利用自然伽馬測(cè)井曲線來(lái)劃分巖層主要基于巖 層伽馬強(qiáng)度的大小與巖層的顆粒及粘土含量之間的 近似線

7、性 ， 由于沉積巖中放射性的原生礦物含量很 少 ，主要是吸附的次生放射 性 物 質(zhì) ，巖 性 顆 粒 越 小 ， 單位體積的表面積越大 ， 則吸附的次生放射性物質(zhì) 也越多 ，因此，自然伽馬曲線幅值的高低能夠反映巖 層中泥質(zhì)含量的多少 。在邯鄲地區(qū) ，粗、中、細(xì)砂巖在 電阻率曲線上均呈高阻反映 ， 單憑電阻率曲線難以 確定其顆粒大小 ，只有依靠自然伽馬曲線才能區(qū)分 ， 其幅值的大小與顆粒成反比關(guān)系 ， 煤層自然伽馬射 線 強(qiáng) 度 最 低 ，其次是碳酸鹽巖 、粗 砂 巖 ，鋁 土 質(zhì) 泥 巖1表 1 各種巖石自然伽馬值 table 1 gamma-ray value of rocks 巖 石伽 馬

8、 值/pa·kg-1煤 層石 灰 巖 粗 砂 巖 中 砂 巖 細(xì) 砂 巖 粉 砂 巖 泥 巖鋁 土0.40.50.60.811.82.24.5在該區(qū)以往測(cè)井曲線解釋的鉆孔巖性 、 巖 層 劃分與鉆探取心完全吻合 ，實(shí)踐表明 ：根據(jù)自然伽 馬 曲 線幅值變化高低 ，即可判斷出相應(yīng)的巖性 。在峰峰集團(tuán)有限公司梧桐 莊 礦 ，其 補(bǔ) 13 孔 既 是 注 漿 孔 ，又 是 地質(zhì)孔 ，該孔終孔層位為奧陶系灰?guī)r ，全孔無(wú)巖 心 鉆進(jìn)。 全孔利用自然伽馬曲線并參照電阻率曲線 劃 分 鉆孔煤系地層巖性剖面 ，經(jīng)驗(yàn)證 ，利用自然伽馬 曲 線自然伽馬射線強(qiáng)度為最高 。所示。各 巖 性 的 伽 馬 值

9、見(jiàn) 表 1作 者 簡(jiǎn) 介 ：馬 立 凱 （1961），男 ，遼 寧 蓋 州 人 ，畢業(yè)于常州煤田 職 工 地質(zhì) 學(xué) 校 ，物 探 工 程 師 ，主要從事煤田測(cè)井工作 。收 稿 日 期 ：2012-05-126 期馬 立 凱 ：自然伽馬測(cè)井曲線在邯鄲地區(qū)井田煤巖層解釋中的應(yīng)用 劃分地層界線巖層中放射性物質(zhì)的含量因不同地質(zhì)年代沉積 環(huán)境不同而發(fā)生變化 。特定的沉積環(huán)境和條件 ，可使 放射性物質(zhì)有規(guī)律地分布和聚集 ， 伽馬曲線將以 不 同的幅值和形態(tài)反映出來(lái) ， 可以作為識(shí)別的形態(tài) 異 常標(biāo)志層 ， 特別是在該地區(qū)不同勘探區(qū)很容易在 測(cè) 井剖面中獲得自然伽馬曲線的形態(tài)標(biāo)志 ， 這樣可 以的異常標(biāo)志進(jìn)

10、行分析 、 對(duì)比， 來(lái)確定和劃分2線 ，如 ：峰峰小屯擴(kuò)大區(qū) 補(bǔ)充勘查測(cè)井曲線 ，組 二 段 的 底 界 ，有 一 層 厚 為 3550m 的 粉 砂巖組成 ，自然放射性含量是非煤系地層中較高曲線比較特殊 ，曲線幅值由上而下遞增 ，形態(tài)的三角形 （俗稱(chēng)大鼻子 ），然后曲線急劇下降 ，處即為石千峰組二段(p3sh2)和一段(p3sh1)的 地線。曲線形態(tài)特征明顯 。這種特殊的曲線形態(tài)利用自然伽馬曲線幅值的大小 、形態(tài)特征以及特 殊區(qū)廣泛分布 ，極易識(shí)別 （圖1）。確定標(biāo)志層標(biāo) 志 層在測(cè)井曲線上應(yīng)具有特定物性特征 ，而 且其巖性 、物性、層位和曲線特征在井田內(nèi)應(yīng)分布廣 泛且穩(wěn)定 。 在該區(qū)井田標(biāo)

11、志層具有以下特征 ：石千峰組一段(p3sh1)頂部巖性為泥質(zhì)灰 巖 ，巖 層平均厚度 14m，一般在巖層之間夾有薄 層 粉 砂 巖 ，電阻率曲線突起 ，自然伽馬曲線下降 ，曲線形態(tài)特 征明顯，在該區(qū)井田分布廣泛 ，據(jù)此可作為該區(qū)井田確 定石千峰組一段(p3sh1)地層的物性標(biāo)志層 （圖 1）。該區(qū)煤系地層為二疊系山西組 、 石炭系太 原組 和 本 溪 組 ，如 6 下 煤層位于石炭系太原 組 中 下 部 ，煤層在自然伽馬曲線上呈高伽馬反映 ， 伽馬值最 高 可 達(dá) 到 5 （pa/kg）， 曲線有一個(gè)特別明顯 的 小 尖 峰 ，為 6 下 煤 層 判定的主要依據(jù) ；野 青 灰 巖 為 6 下

12、煤 層 的直 接 頂 板 ，野青灰?guī)r平均厚度 3.6m 左 右 ，6 下 煤 層 與志層（圖2）。3確定煤層的厚度、結(jié)構(gòu)利用測(cè)井曲線解釋煤層與夾矸的厚度 ，4測(cè)井解釋的主要任務(wù) 。 在對(duì)煤層作定性與定時(shí)，根據(jù)煤田地球物理測(cè)井規(guī)范 ，要求必須或兩種以上定性 、定厚物性參數(shù) ，通常這兩種要是電阻率和密度 。但是，在本地區(qū)有的煤層圍巖電性差異不明顯 ，特別是低阻煤層頂 、底矸為泥巖時(shí) ， 電阻率曲線和密度曲線更難以釋煤層的厚度及結(jié)構(gòu) ，如 武 東 普 查 區(qū) 28-1煤層， 本煤層為低阻煤 ， 煤層頂?shù)装饧皧A矸巖 ，在電性曲線上煤層的頂 、底界面很難確定自然伽馬曲線較好地反映出了煤層頂 、底界在自然

13、伽馬曲線上有兩個(gè)低值相依出現(xiàn) ， 夾 線上的反映為高異常有一個(gè)明顯尖峰反映 ，中國(guó)煤炭地質(zhì)第 24 卷62反映的煤厚與夾矸位置和伽馬伽馬曲線的解釋結(jié)果基本一致 。可見(jiàn)，利用自然伽馬曲線解釋煤層及夾矸 厚度，成果可靠 。5 劃分煤層界面如圖4 的煤層， 是韓家莊普查區(qū) jw-2 孔 6 號(hào)煤 層，其頂板有一層厚度 為 0.63m 的 炭 質(zhì) 泥 巖 ，電 性 值 和伽馬伽馬值與煤層差別不大，電阻率曲線和伽馬伽 馬曲線對(duì)煤層的頂界面反映不明顯，而自然伽馬曲線 形態(tài)出現(xiàn)一個(gè)高異常幅值反映，清楚地把煤層和炭質(zhì) 泥巖區(qū)分開(kāi)來(lái) ， 利用自然伽馬曲線劃分煤層頂界 面 時(shí)，具體解釋點(diǎn)，采用 1/2 半幅值點(diǎn)，從而準(zhǔn)確地劃分 出煤層的頂界面，解釋結(jié)果與鉆探取心相吻合。煤層厚度及結(jié) ，劃分地層界線是可靠的 ，特別對(duì)無(wú) 巖心鉆孔巖性解釋?zhuān)蟠筇岣吡算@探效率，節(jié)省成本，地 質(zhì)效果顯著，對(duì)今后煤炭地質(zhì)勘查具有指導(dǎo)作用。參考文獻(xiàn) ：1 胡 菊 艷 ，郭 鴻 .測(cè)井曲線在許疃井田煤巖層對(duì)比中的應(yīng)用 j.中 國(guó) 煤 炭 地 質(zhì) ，2008，20（12）.2 常 東 ，高 占 華 ，彭 鴻 鵠 ，等 .測(cè) 井 曲 線在準(zhǔn)東煤田大井礦區(qū)一井田 煤層對(duì)比中的應(yīng)用j.中 國(guó) 煤 炭 地 質(zhì) ，2008，20（12）.3 黃 作 華 . 煤田測(cè)井方法與數(shù)字處理