地球物理测井在煤矿勘测中的应用
煤炭测井技术在历史发展的过程中得到了长远的进步。在1931年法国第一次使用电阻率测井来测量煤层，取得的成果是十分好的。我国煤炭开采历史比较久，但测井技术发展的速度并不快，不过自从1954年建立了我国第一只煤炭测井队，这为我国测井技术的发展带来了巨大的推进作用。从简单地使用钻探进行划分煤层，很好地确定了煤层的具体深度，对于后来各项技术的发展起到了有效作用。测井技术和测井仪器的产生最早是在1954年—1985年之间，自从1985年以后测井技术和设备都进入了一个新时代。当前使用的煤炭测井技术不仅实现了刻度化、精确化、轻便化等，而且还把计算机技术和数字技术都应用其中，除了能够收录相关数据之外，还能够对测井数值进行分析。此外还能够通过对单个孔的检测就能够知道煤层具体范围和分层情况。当前测井技术在煤炭开采的过程中被广泛应用，确定煤层区域和范围也是这项技术应用的主要任务。 1 鉴定沉积环境 煤的形成主要受到古时期地理环境和气候变化的影响。能够聚集煤的盆地其古时期的环境不仅决定了煤的特性、周围岩层的变化规律，而且还对煤层的发育地段位置加以确定。所以，所以说研究煤的形成条件对于确定煤层的情况具有十分重要的意义，也能够帮助测量人员进行预测。在煤形成环境中，砂体的粒度以及泥质情况等情况都是我们测量煤层的重要指标。在使用测井技术的过程中测井的曲线会对这方面进行反应，而且还能够区分出不同岩层的分布，这也就是我们利用曲线配合测井使用的原因。在对煤炭底层鉴定中起到了不可忽视的作用。通过对测井数据进行分析还能够画出含砂率的情况，使得人们能够更加清晰的看到砂体的刑天以及煤层之间的关系。我们通过掌握这些数据的相关性，就能够通过对他们的分析来预测煤层区域的具体位置，进而让人员进行钻孔，方便后面的勘探设计，我们应该对这方面内容加以掌握。 2 煤质分析和岩性分析 利用数字测井技术和计算机对密度测井、声波测井、中子测井等测井曲线进行数字处理，可以获得有关煤质指标（如含碳量、挥发分、灰分、水分、发热量等）和岩石组分（如砂 、泥的体积百分含量和孔隙度）的定量分析结果。能够进行煤质分析和岩性分析，这是现代煤田测井的重要特点之一。进行煤质分析和岩性分析的方法有两种，即体积模型法和数理统计法。 3 确定地层的强度特性 研究岩石的强度特性，这对于煤矿的矿井建设和开采具有重要意义，尤其是煤层顶底板的强度特性，它直接关系到开采方案的设计和矿井支护方案的选择。测井资料力学性质分析能为工程地质勘探提供非常有价值的岩石力学性质参考。并可以借助测井资料降低煤的勘探和矿山开发的成本与风险。利用声波测井和密度测井资料可以较准确地提供出岩石的各种动态弹性模量，即杨氏模量、切变模量、体积模量和柏松比。 4 进行地层对比及勘探区的评价 利用测井资料进行地层对比和区域性的综合分析研究，可以得到煤层对比图、覆盖层等厚线图、全部煤层或可采煤层的等厚线图、等灰分线图、顶底板等高线图等成果图件，这些资料可以对煤层的具体层位准确判定，从而可以准确地为地质方面提供可靠煤层情况，确保勘探区煤层储量计算的准确性。并对勘探区的评价以及今后的开发设计都是极为有用的。 5 确定煤的级别以及计算洗煤产率 由于火成岩的侵入使煤的级别逐渐增高（即变质程度加深）时，各种测井曲线会产生相应的变化，如煤的变质程度越深，伽本文由收集整理玛—伽玛曲线的幅值会越小（密度增大） ，中子曲线会逐渐降低（含氢量减少） ，电阻率也会相应下降等等。因此，利用诸如密度—电阻率或密度—中子、视电阻率—天然伽玛交会图板，便会有效地判断煤层的级别。利用密度测井曲线可以预测煤的可洗性，即在预定的某种特定比重条件下洗选原煤时的产率。国外壳牌公司和 BPB公司在这方面都已有成功的经验。 6 地质年代界面的划分 由于地层地质年代的改变， 在测井曲线上往往表现为曲线形态的突变， 或测井曲线整体基线值发生改变，即测井曲线整体的抬高或落低，根据这些特性，通过对同一勘探区各钻孔测井曲线的分析对比， 结合地质钻探方面提供的区域地质规律进行分析， 测井曲线就能够有效而准确地划分出地质年代的界面。 7 断层点的解释 断层点主要可以分为正断层和逆断层，正断层主要变现为能够使地层出现间距的缺失，而逆断层则会使得地层间距出现增加现象。二者的情况变化会直接在测井曲线上反应出来，我们就能够根据这些曲线的变化确定出断层的基本位置和主要的性质，通过对这些曲线的分析还能够确定勘测的地层碎裂带的特征。 8 工程测井的应用 煤炭勘探的工程测量上有很多的方法，其中地球物理测井技术起到很大的作用。井斜的测量能够保证煤层厚度计算的精确性。井温的测量能够帮助我们绘制出整个测量区域的温度图，对煤层的火烧区的确定以及地热资源的利用意义是十分深渊的。使用这项测井技术还能够在建筑工程地质测量中起到积极作用。地层倾角设备能够测量出地层倾角的情况，并把倾角的具体变化直接反应出来。通过对整个区域的全部钻井的测量结果进行分析和对比，我们就能够所在区域的地质情况加以了解。当前井下超声成像等测井技术的不断发展和进步，对于我们以后的煤炭开采工作具有重要的作用。 9 计算声阻抗与合成地震记录 我们可以通过测井测量技术来计算出整个测量区域的声阻抗和人工分析得到的地震几率，通过研究这些数据，我们能够了解到地层和地层之间的关系，以及目的层中反射波的存在和特点，进而能够帮助我们更好地掌握此地区的地震的资料。在当前的地质勘测中，我们能够通过对测井技术得到的相关资料校正地震资料的准确性，效果很明显。 10 自然电位曲线 地质中岩石泥质含量的多少直接和岩层的渗透性有直接关系，而自然电位曲线的确定也和它有着很大的关系。一般来说，渗透性好的地层在地层水矿化度超过泥浆矿化度的情况，自然电位曲线则会呈现出异常大的负值，而渗透性比较差的地层则会产生异常小的负值，所以说我们可以根据自然电位曲线来确定整个测量区域的岩层渗透性。此外，如果岩层中夹杂着泥质夹层，如果这个夹层的厚度比较大，那么就可能在曲线上清晰的反应出来。这也就是说在某些地区，我们不仅可以使用它来测量岩层的渗透性，还能够把它和微电极曲线相结合，进而确定煤层储藏层的厚度。使用该曲线还能够通过确定地层的电阻情况，这就需要选择地层厚度大、泥浆侵入浅，泥浆含量低的岩层。然后我们可以根据已经知道的岩层电阻率和泥浆电阻率等相关数据，校正该曲线，方便我们能够更加了解所在区域的煤层情况。 综上所述，地球物理测井在煤矿勘测中的广泛应用，我们可以看出当前煤炭测井技术在煤炭的开发设计、普查、勘探中的作用是很大的。这不仅是测井技术人员实践经验的积累，更是我国科学技术方面发展的见证。测井技术的不断完善，使得我国煤矿业得到了长足发展，这项技术在其他领域的应用，促进了我国经济建设的快速发展。