淺談數(shù)字化測井技術(shù)對地質(zhì)勘探的應(yīng)用

1、淺談數(shù)字化測井技術(shù)對地質(zhì)勘探的應(yīng)用摘要:和原有的模擬測井技術(shù)相比起來,數(shù)字化測井技術(shù)具有更高的效率,且無需更多的人工干預(yù),可以在確保測量精確度的同時(shí)減輕測量人員的壓力,在煤田測井工作中得到了一定的推廣。本文首先對測井技術(shù)進(jìn)行了簡要介紹,并分析了其應(yīng)用于煤礦測井工作中的優(yōu)勢,之后在煤層地質(zhì)的確定、斷層位置的確定以及自動(dòng)分層的應(yīng)用等方面對于煤礦地質(zhì)等,最后結(jié)合實(shí)例,分析了測井曲線在某煤田勘測中的應(yīng)用,以供參考。關(guān)鍵詞:地質(zhì)勘探；數(shù)字化測井；煤層性質(zhì)近年來我國對于能源資源的需求量越來越大,這也對于煤田地質(zhì)勘探工作有了新的要求,不僅需要更高的工作效率,同時(shí)也需要更準(zhǔn)確的勘探結(jié)果。計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展的背

2、景下,煤礦地質(zhì)勘探中的測井技術(shù)設(shè)備不斷革新,向著數(shù)字化、集成化和便攜性的方向演變,可以快速獲得一系列地址信息數(shù)據(jù),例如底層強(qiáng)度、巖層深度和厚度、煤礦質(zhì)量等等,對于煤礦周邊地質(zhì)環(huán)境情況的綜合評價(jià)意義重大。1數(shù)字化測井技術(shù)概述和優(yōu)勢1.1數(shù)字化測井技術(shù)概述測井技術(shù)也可以稱為地球物理測井技術(shù)或者磁場地球物理技術(shù),就是采用巖層導(dǎo)電性、電化學(xué)性、聲學(xué)特性以及放射性等地質(zhì)物理特性來對其參數(shù)進(jìn)行測定的方法。測井技術(shù)涉及到電學(xué)、重力學(xué)、地震學(xué)等物理原理,運(yùn)用這些原理開發(fā)地質(zhì)物理參數(shù)的各種儀器設(shè)備來將不行各種測井工作。測井首先需要進(jìn)行鉆井施工,運(yùn)用測井電纜來將工具下方到鉆井當(dāng)中,之后采集相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸回地面,進(jìn)而

3、將測井設(shè)備所獲取的各種地質(zhì)參數(shù)加以記錄,形成測井曲線。之后工作人員即可通過所獲得的測井曲線和地質(zhì)數(shù)據(jù)來對井下巖層、含水層進(jìn)行識(shí)別,尋找地下煤礦資源。當(dāng)前投入使用的測井技術(shù)主要有電阻率法、自然電位法、聲波法、伽馬測井法等等,這些測井方法都可以較好地滿足煤礦地質(zhì)勘探各項(xiàng)參數(shù)測量需求。1.2數(shù)字化測井技術(shù)的優(yōu)勢煤礦地質(zhì)勘探具有一定的系統(tǒng)性和復(fù)雜性,對于專業(yè)技術(shù)有著較高的要求,尤其是涉及到開采工作的開展和井下工作的安全,對于測井?dāng)?shù)據(jù)也有著極高的要求。測井技術(shù)選擇是否得到、成果是否可靠以及測井的時(shí)效性都會(huì)在一定程度上影響煤炭資源的開發(fā)以及災(zāi)害的處理,并且關(guān)系到煤炭地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)和恢復(fù)。因而這就需要對于當(dāng)

4、前應(yīng)用的不同測井技術(shù)進(jìn)行分析,結(jié)合實(shí)際情況選擇最合理的測井技術(shù),得到測井資料。現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化控制等技術(shù)的發(fā)展都給測井工作的開展提供了一定的技術(shù)支持,無論是數(shù)字化測井的理論研究還是實(shí)踐都已經(jīng)有了一定的進(jìn)步,在當(dāng)前的煤礦地質(zhì)勘探工作中的應(yīng)用越來越廣泛。具體來說,數(shù)字化測井的優(yōu)勢主要在以下幾個(gè)方面:首先,數(shù)字化測井技術(shù)擁有較高的工作效率,在測井當(dāng)中由于加入了很多自動(dòng)化控制模塊,所以省去了一些人工操作流程,可以直接完成數(shù)據(jù)的采集和處理,并在較短時(shí)間內(nèi)輸出勘探結(jié)果,在很大程度上提高了工作效率,降低了人力工作的壓力;其次,測井精確度較高,由于采用自動(dòng)化和數(shù)字化技術(shù)來完成測井工作,所以同樣因?yàn)榕懦巳?/p>

5、為因素的干擾,避免了人工測算的失誤,可以帶來更為準(zhǔn)確的檢測結(jié)果,如煤層厚度、煤層埋深、地質(zhì)構(gòu)造等等;再次,具有極強(qiáng)的適用性,數(shù)字化測井技術(shù)較少受到外界自然環(huán)境的影響,可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)全天候測量,即便是自然環(huán)境較為惡劣,也可以迅速地完成井下資料采集;最后,操作簡單方便,目前我國所采用的勘測設(shè)備人機(jī)交互界面已經(jīng)全部漢化,工作人員可以按照系統(tǒng)的提示來完成測量操作,較為簡單易懂,上手容易。除此之外,數(shù)字化測井系統(tǒng)的體積較輕,重量小,便攜性好,都給數(shù)字化測井技術(shù)在煤礦地質(zhì)勘探當(dāng)中的應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2數(shù)字化測井技術(shù)在煤礦地質(zhì)勘探中的應(yīng)用2.1數(shù)字化測井曲線排查斷層位置經(jīng)由對數(shù)字化測井曲線進(jìn)行對比,就

6、可以獲得地質(zhì)斷層的信息,確定其位置。在利用測井曲線尋找斷層位置的過程中,需要通過測井技術(shù)手段來獲取測井參數(shù),并且將這些參數(shù)進(jìn)行繪制,形成地質(zhì)測井曲線。之后再將所繪制的曲線和標(biāo)準(zhǔn)線進(jìn)行對照,如果曲線當(dāng)中某部分存在重復(fù)或內(nèi)容缺失,則表明地質(zhì)構(gòu)造當(dāng)中存在問題,進(jìn)而判斷出礦層斷層的位置等信息。2.2數(shù)字測井曲線確定煤層性質(zhì)確定煤層性質(zhì)是煤礦地質(zhì)勘探各項(xiàng)工作中最為重要的環(huán)節(jié),也是數(shù)字化測井最關(guān)鍵的功能。數(shù)字化測井的過程中所獲得的測井曲線可以準(zhǔn)確反映煤層的性質(zhì),從而解決很多煤層地質(zhì)勘探當(dāng)中存在的問題:第一,自然伽馬曲線,基于煤層區(qū)域的測井?dāng)?shù)據(jù)來分析,伽馬射線的放射性較弱,明顯暗于其他區(qū)域,所以運(yùn)用自然伽馬

7、射線來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,就可以確定煤層的位置,并算出煤層的厚度;第二,聲波曲線,煤層聲波曲線特征明顯不同于巖體聲波曲線,在煤層當(dāng)中,聲波的傳播速度較低,進(jìn)而影響傳播時(shí)間,因而可以通過聲波曲線的差異來尋找煤層的位置,并對煤礦的質(zhì)量進(jìn)行判斷;第三,中子曲線,煤層當(dāng)中含碳量越高,則鉆空隙度越高,因而可以結(jié)合地層含碳量來判斷煤層的位置和性質(zhì);最后,側(cè)向電導(dǎo)率曲線,如果煤炭含量較大,則導(dǎo)電率會(huì)降低,因而可以通過側(cè)向電導(dǎo)率曲線來判斷煤層的性質(zhì)和位置。結(jié)合起來,數(shù)字化測井技術(shù)的應(yīng)用可以通過繪制各種測井曲線,通過對曲線的分析就可以對煤層性質(zhì)進(jìn)行判斷。2.3確定煤層性質(zhì)變化確定煤層的巖性可以直接確定煤層性質(zhì)的變化,

8、為具體分析提供必要的前提。當(dāng)前投入使用的煤質(zhì)巖性測量方法包括有密度測量、中子測量以及聲波測量這三種類型,經(jīng)由對測井技術(shù)中所得到的測井?dāng)?shù)據(jù)來進(jìn)行專業(yè)分析,就可以較為準(zhǔn)確地判斷煤質(zhì)指標(biāo)和巖石成分。對于煤礦性質(zhì)變化情況進(jìn)行測量的過程中,煤層內(nèi)部也會(huì)難免被火成巖所入侵,從而引發(fā)煤性質(zhì)的變化,這樣的變化同樣會(huì)在測井曲線上得到體現(xiàn),在煤層變質(zhì)程度不斷加深的過程中,測井曲線中的電阻率曲線、中子曲線則會(huì)不斷下降,伽馬曲線變化幅值也會(huì)越來越低。因而將密度、電阻率以及中子相結(jié)合所繪制出的測井曲線可以較為準(zhǔn)確地體現(xiàn)出煤層性質(zhì)變化情況,讓勘探人員能夠及時(shí)判斷煤質(zhì)的變化。2.4確定煤層自動(dòng)分層現(xiàn)階段數(shù)字測井技術(shù)的研究前

9、沿就在于如何測量煤層厚度、判斷煤層地質(zhì)的巖性,并且實(shí)現(xiàn)煤層自動(dòng)分層,該技術(shù)發(fā)展直接決定著測井技術(shù)的發(fā)展?；谟?jì)算機(jī)對于測井曲線的綜合分析,可以有效地減少工作人員的工作量,并且提高測井曲線的讀取效率。應(yīng)用多中處理方式來實(shí)現(xiàn)對測井曲線的自動(dòng)化處理和同步化分析處理,可以較好地提高曲線屆時(shí)精度,為煤炭資源的勘探和開發(fā)利用提供重組的數(shù)據(jù)。當(dāng)前測井曲線自動(dòng)分層依然采用數(shù)學(xué)建模的形式,建立地層性質(zhì)和測井物理參數(shù)之間的關(guān)系,來簡單地劃分界面地層,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)字測井快速分層。該技術(shù)可以利用多條曲線來實(shí)現(xiàn)測井信息的分層處理給分層解釋提供了分層界面信息,并對分層特征信息進(jìn)行了整理。3測井曲線在某每天勘測中的應(yīng)用3.1

10、煤層劃分對于某煤田的實(shí)際勘測的過程中,除了需要進(jìn)行自然伽馬、電阻率和自然電位的測量之外,還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行聲波測井,這樣才能獲取更為詳實(shí)的測井?dāng)?shù)據(jù)。前文中已經(jīng)提到,在測井曲線方面,聲波測井當(dāng)中的煤層具有較高的異常反應(yīng),并且通過大量鉆孔聲波時(shí)差曲線對于煤層的反應(yīng)情況較好,界面陡直,幅值突出,因而成為煤層判斷的重要參數(shù),進(jìn)而讓煤層的定性、定厚可信度都得到了提高。3.2劃分地層聲波在低層當(dāng)中的傳播速度并不相同,容易受到巖石密度和彈性系數(shù)影響,在不同的巖石當(dāng)中,聲波傳播速度也會(huì)有所區(qū)別,結(jié)合視察區(qū)縣,就可以判斷出巖性,并且將不同巖性的低層劃分出來。對于致密地層而言,如火成巖、白云巖和石灰?guī)r等等,聲波速度大時(shí)差

11、小,因而在時(shí)差曲線方面則體現(xiàn)為低值,而在泥巖當(dāng)中則完全相反,聲波速度小,視察區(qū)域較高,砂巖的聲波速度大于泥巖,且小于石灰?guī)r,因而異常值介于二者之間。鈣質(zhì)膠結(jié)物含量增多的同時(shí),也會(huì)縮小時(shí)差,并且隨著泥巖含量的增多,時(shí)差也會(huì)加大。在煤層聲波速度較低時(shí),視察曲線則較高,但在個(gè)別情況下也可能和泥巖相混淆,并且往往無法分清煤層和炭質(zhì)頁巖界面,這就需要和密度曲線進(jìn)行配合來判斷。如果巖層類型和巖性、孔隙度在橫向上大體穩(wěn)定,那么依然可以用聲波時(shí)差曲線來了解巖層構(gòu)造情況。圖1某煤礦巖體性質(zhì)分布情況如圖1所示,為某煤礦巖體性質(zhì)分布情況示意圖,該煤礦的貯藏情況較好,有一半以上的深度均處于較好狀態(tài),適合進(jìn)行開采。但需

12、要注意的是基,適合進(jìn)行開采。但需要注意的是基于地球我去理測井?dāng)?shù)據(jù)來進(jìn)行分析,可以掌握巖層變化情況、煤層孕育規(guī)律,但是該技術(shù)的應(yīng)用并不能完全取代傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探工作,而是要將其作為補(bǔ)充和幫助。4總結(jié)近年來我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升,對于煤炭資源的消耗量越來越大,同時(shí)隨著開采量的提升,煤礦地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生,因而這就對于煤礦地質(zhì)勘探有了新的要求。數(shù)字化測井技術(shù)的應(yīng)用可以及時(shí)迅速地獲取準(zhǔn)確的地質(zhì)信息。本文對于數(shù)字化測井技術(shù)的優(yōu)勢以及應(yīng)用進(jìn)行了簡要介紹,并且結(jié)合實(shí)例來對該技術(shù)的應(yīng)用流程和要點(diǎn)進(jìn)行分析,在未來,數(shù)字化測井技術(shù)也將在我國的煤礦地質(zhì)勘探中發(fā)揮更重要的作用。參考文獻(xiàn)1李默涵,謝永紅,范國增等.地質(zhì)普查、區(qū)域探井和地球物理