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摘要:煤田测井技术是当前煤矿地质勘探中不可或缺的技术手段,其革新与发展,极大地促进了我国煤田地质勘探水平的提升,文章从煤田测井技术的作用出发,首先分析了当前我国煤田测井技术的发展现状,然后具体讨论了我国煤田测井技术的发展趋势,希望能为我国煤田测井技术的发展提供一点参考。
关键词:煤田;测井技术;现状;发展趋势
煤炭资源作为支撑我国国民经济发展的重要能源构成,其需求量随着我国社会经济水平的提高与日俱增,极大地带动了我国煤田勘探技术与煤矿开采技术的发展。尤其是近几年,现代科学技术飞速发展,各种先进的自动化、数字化煤田测井新技术以其测量的准确性、操作的便捷性及广泛的适用性,有力地促进了我国煤矿资源的开发与利用,得到了行业人士的普遍关注。
1煤田测井技术的作用
地球物理测井技术,是一种利用岩层本身所具有的电化学特性、声学特性以及放射特性等地球物理特性来进行参数测量的地质勘测方法,能够有效反映出测区的地质构造情况。该技术的应用有效突破了传统地面勘探的局限性,能够通过各种测井仪器的应用,深入地下实地探查,其探测结构具有较高的准确性和科学性,具有良好的参考意义。
近几年,我国煤田煤田地质勘探任务不断加大,煤田测井技术也发挥出了具有的应用优势,主要体现在以下四方面:一,分析岩层产状和岩石强度,划分岩性;二,测定含水层及地下水流量、流速,划分煤层气;三,确定煤层、溶岩、破碎带以及裂隙带的位置;四,研究分析煤田测区的煤层厚度变化趋势等。在实际勘探中,煤田测井技术不仅用来探明打薄、打丢的煤炭资源,其丰富、可靠的地质资料也为煤炭资源的开发利用提供了重要的决策依据。
2煤田测井技术发展现状
煤田测井技术按照物理性质的研究方向一般可分为电法测井、声波测井以及放射性测井三种,这也是煤田测井技术应用的三种基本方法,每一种都可以直接或间接反映岩层的某项物理性质参数,具有较强的准确性和针对性,同样,也具有较强的局限性。因此,若想要全面地掌握地质构造情况,并进一步进行煤层的分析与评价,就需要灵活运用各种测井技术,全面测量各项地球物理性质参数,并进行综合分析。
2.1电法测井技术
电法测井技术的应用原理主要在于煤层与其他岩层存在一定的电性差异,根据岩层与煤层探测目标之间不同的电性特征,可有效实现煤田地质的勘探与测量工作。在实际应用时,通常是利用井下测井设备,沿着钻孔剖面进行岩层电导率、电阻率、自然电位以及介电常数等参数进行记录,进而分析出煤层的电性特征。电法测井技术一般可分为直流电和交流电两种,常用的电法测井技术包括电阻率测井、感应测井、微电极测井以及侧向测井等。
2.2声波测井技术
声波在传播时,在不同的介质条件下,其速度、频率以及幅度等都有所不同,而各岩层由于组成成分不同,其声学物理特性也存在一定的差异,因此,可借助不同岩层介质对声波的反应来对地质剖面进行分析,这一探测过程正是应用声波测井技术进行探测的基本原理,诸如声波成像测井、时差测井以及声幅测井等都是声波测井技术中较为常用的测井方法。利用声波测井技术进行煤田地质勘探时,一般按照以下五个步骤进行:一,划分具体的岩层;二,判断气层性质;三,估计地层的异常压力;四,确定地层的孔隙度;五,合成对测区的地震记录。
2.3放射性测井技术
放射性测井技术也是煤田地质勘探中较为常用的测井技术之一。该技术的原理是对岩体的天然放射线强度进行测量,或者是利用放射性源对剖面岩石进行照射之后,对岩石放射线的具体强度进行测量,进而实现对放射性矿藏的寻找,并且进一步判断出岩石的成分,计算岩层的地球物理性质参数。一般情况下,岩体本身或多或少都含有一定量的放射性元素,能够持续不间断地放出不同强度的天然伽马射线,同时,由于岩体的差异,伽马射线的种类也有所不同。需要注意的是,受地质沉积环境的影响,各种岩性地质所吸附的放射性元素数量虽有不同,但规律性很强,举例来说,沉积岩的放射性会随着岩体中泥质的增多而不断加强;火成岩越接近酸性,其放射性强度也会越大。放射性测井技术的种类也相对较多,常用的有中子伽马测井、密度测井以及补偿中子测井等。
3煤田测井技术的发展趋势
当前阶段是我国煤炭地质勘探行业进行转型和向领域发展的重要时期,而煤田测井技术作为我国煤炭资源实现合理开发、利用与可持续发展的重要技术支持,不仅是煤田地质勘探转型发展的重要内容,也是煤田地质勘探行业发展的必要前提。就目前来看,我国煤田测井技术的发展趋势主要表现在以下三个方面。
3.1由测井解释成果确定钻孔地质剖面
目前,既有煤田地质测井技术已趋于成熟,但是,如何有效依据测井解释成果进行钻孔地质剖面的确定依然困扰着相关研究人员,因此,对其的进一步研究是煤田地质勘探的必然发展趋势。当前阶段,随着我国技术水平的提升,数字测井技术也快速发展,基于此,相关研究人员应在地质、地球物理条件较好的作业区,总结全区的地层物性,并以此为基础,设计施工无芯钻孔,依靠测井技术提供必需的地质资料,从而提高勘查效率,降低勘查成本。但这项系统工程的具体实施需要由地质、钻探、测井三方面紧密结合。
3.2新型测井技术的研究与应用
随着我国科学技术的快速发展,数字化测井技术的研究与应用也将是今后煤田测井发展的必然趋势,尤其是在放射性测井及超声成像测井等一些具有发展潜能的核心技术,需要进行深入的研究与应用。
一,高分辨中子俘获伽玛能谱测井技術。该技术可在钻孔内直接探测地层中的多种元素及其含量,为定量分析煤层与岩层提供了新手段,从根本上克服传统测井方法依赖间接的物性反映值进行解释而引起多解性的弊端。
二,成像测井技术。成像测井能够在井下大量采集丰富的地层信息,将孔壁的各种状态真实地传输到地面电脑,并通过专用的图像处理技术得到井壁二维图像或井眼周围某一探测范围内的三维图像。该技术是上世纪90年代初得到正式应用与推广的油气田勘探技术,如今在煤田测井技术中也得到了一定的应用,国内的煤田测井仪器制造商已掌握适合煤田测井的孔内成像技术,并逐步研制出系列仪器应用于煤田测井生产中,其进一步发展成熟,对煤田勘探与开发将有着积极的促进作用。
3.3测井数据处理与解释技术的进一步完善
数据处理与解释技术是煤田测井的核心技术,今后要进一步完善测井仪器刻度装置,建立相应的刻度体制,研究煤层气、页岩气和“可燃冰层”的解释模型,完善资料解释系统,建立煤田测井数据库。前些年有些省份组建的测井工作站也是一种发展模式。
另外,培养一批具有较强研究、创新以及应变能力的高素质、复合型专业测井人才,对于煤田地质测井技术的优化与更新有着积极的现实意义。
结束语
总而言之,经过几十年的研究和发展,我国的煤田测井技术不仅取得了丰硕的成果,而且成为当前煤田勘探工作中必不可少的勘测手段。纵览煤田测井技术的发展历程,我国的测井技术从最开始的单一电测井,发展到今天的各种参数综合测井技术,不断改变的测井方法为我国煤层及岩层的定量分析和地层元素探测提供了有力的技术支持,其进一步的发展、研究,将为我国煤田勘探工作的深入开展作出巨大贡献。
参考文献:
[1]肖春生.煤田测井技术原理及应用发展研究[J].河北企业,2017(08):204-205.
[2]何朋.煤田测井技术现状分析与未来发展展望[J].山西建筑,2015,41(12):80-82.
关键词:煤田;测井技术;现状;发展趋势
煤炭资源作为支撑我国国民经济发展的重要能源构成,其需求量随着我国社会经济水平的提高与日俱增,极大地带动了我国煤田勘探技术与煤矿开采技术的发展。尤其是近几年,现代科学技术飞速发展,各种先进的自动化、数字化煤田测井新技术以其测量的准确性、操作的便捷性及广泛的适用性,有力地促进了我国煤矿资源的开发与利用,得到了行业人士的普遍关注。
1煤田测井技术的作用
地球物理测井技术,是一种利用岩层本身所具有的电化学特性、声学特性以及放射特性等地球物理特性来进行参数测量的地质勘测方法,能够有效反映出测区的地质构造情况。该技术的应用有效突破了传统地面勘探的局限性,能够通过各种测井仪器的应用,深入地下实地探查,其探测结构具有较高的准确性和科学性,具有良好的参考意义。
近几年,我国煤田煤田地质勘探任务不断加大,煤田测井技术也发挥出了具有的应用优势,主要体现在以下四方面:一,分析岩层产状和岩石强度,划分岩性;二,测定含水层及地下水流量、流速,划分煤层气;三,确定煤层、溶岩、破碎带以及裂隙带的位置;四,研究分析煤田测区的煤层厚度变化趋势等。在实际勘探中,煤田测井技术不仅用来探明打薄、打丢的煤炭资源,其丰富、可靠的地质资料也为煤炭资源的开发利用提供了重要的决策依据。
2煤田测井技术发展现状
煤田测井技术按照物理性质的研究方向一般可分为电法测井、声波测井以及放射性测井三种,这也是煤田测井技术应用的三种基本方法,每一种都可以直接或间接反映岩层的某项物理性质参数,具有较强的准确性和针对性,同样,也具有较强的局限性。因此,若想要全面地掌握地质构造情况,并进一步进行煤层的分析与评价,就需要灵活运用各种测井技术,全面测量各项地球物理性质参数,并进行综合分析。
2.1电法测井技术
电法测井技术的应用原理主要在于煤层与其他岩层存在一定的电性差异,根据岩层与煤层探测目标之间不同的电性特征,可有效实现煤田地质的勘探与测量工作。在实际应用时,通常是利用井下测井设备,沿着钻孔剖面进行岩层电导率、电阻率、自然电位以及介电常数等参数进行记录,进而分析出煤层的电性特征。电法测井技术一般可分为直流电和交流电两种,常用的电法测井技术包括电阻率测井、感应测井、微电极测井以及侧向测井等。
2.2声波测井技术
声波在传播时,在不同的介质条件下,其速度、频率以及幅度等都有所不同,而各岩层由于组成成分不同,其声学物理特性也存在一定的差异,因此,可借助不同岩层介质对声波的反应来对地质剖面进行分析,这一探测过程正是应用声波测井技术进行探测的基本原理,诸如声波成像测井、时差测井以及声幅测井等都是声波测井技术中较为常用的测井方法。利用声波测井技术进行煤田地质勘探时,一般按照以下五个步骤进行:一,划分具体的岩层;二,判断气层性质;三,估计地层的异常压力;四,确定地层的孔隙度;五,合成对测区的地震记录。
2.3放射性测井技术
放射性测井技术也是煤田地质勘探中较为常用的测井技术之一。该技术的原理是对岩体的天然放射线强度进行测量,或者是利用放射性源对剖面岩石进行照射之后,对岩石放射线的具体强度进行测量,进而实现对放射性矿藏的寻找,并且进一步判断出岩石的成分,计算岩层的地球物理性质参数。一般情况下,岩体本身或多或少都含有一定量的放射性元素,能够持续不间断地放出不同强度的天然伽马射线,同时,由于岩体的差异,伽马射线的种类也有所不同。需要注意的是,受地质沉积环境的影响,各种岩性地质所吸附的放射性元素数量虽有不同,但规律性很强,举例来说,沉积岩的放射性会随着岩体中泥质的增多而不断加强;火成岩越接近酸性,其放射性强度也会越大。放射性测井技术的种类也相对较多,常用的有中子伽马测井、密度测井以及补偿中子测井等。
3煤田测井技术的发展趋势
当前阶段是我国煤炭地质勘探行业进行转型和向领域发展的重要时期,而煤田测井技术作为我国煤炭资源实现合理开发、利用与可持续发展的重要技术支持,不仅是煤田地质勘探转型发展的重要内容,也是煤田地质勘探行业发展的必要前提。就目前来看,我国煤田测井技术的发展趋势主要表现在以下三个方面。
3.1由测井解释成果确定钻孔地质剖面
目前,既有煤田地质测井技术已趋于成熟,但是,如何有效依据测井解释成果进行钻孔地质剖面的确定依然困扰着相关研究人员,因此,对其的进一步研究是煤田地质勘探的必然发展趋势。当前阶段,随着我国技术水平的提升,数字测井技术也快速发展,基于此,相关研究人员应在地质、地球物理条件较好的作业区,总结全区的地层物性,并以此为基础,设计施工无芯钻孔,依靠测井技术提供必需的地质资料,从而提高勘查效率,降低勘查成本。但这项系统工程的具体实施需要由地质、钻探、测井三方面紧密结合。
3.2新型测井技术的研究与应用
随着我国科学技术的快速发展,数字化测井技术的研究与应用也将是今后煤田测井发展的必然趋势,尤其是在放射性测井及超声成像测井等一些具有发展潜能的核心技术,需要进行深入的研究与应用。
一,高分辨中子俘获伽玛能谱测井技術。该技术可在钻孔内直接探测地层中的多种元素及其含量,为定量分析煤层与岩层提供了新手段,从根本上克服传统测井方法依赖间接的物性反映值进行解释而引起多解性的弊端。
二,成像测井技术。成像测井能够在井下大量采集丰富的地层信息,将孔壁的各种状态真实地传输到地面电脑,并通过专用的图像处理技术得到井壁二维图像或井眼周围某一探测范围内的三维图像。该技术是上世纪90年代初得到正式应用与推广的油气田勘探技术,如今在煤田测井技术中也得到了一定的应用,国内的煤田测井仪器制造商已掌握适合煤田测井的孔内成像技术,并逐步研制出系列仪器应用于煤田测井生产中,其进一步发展成熟,对煤田勘探与开发将有着积极的促进作用。
3.3测井数据处理与解释技术的进一步完善
数据处理与解释技术是煤田测井的核心技术,今后要进一步完善测井仪器刻度装置,建立相应的刻度体制,研究煤层气、页岩气和“可燃冰层”的解释模型,完善资料解释系统,建立煤田测井数据库。前些年有些省份组建的测井工作站也是一种发展模式。
另外,培养一批具有较强研究、创新以及应变能力的高素质、复合型专业测井人才,对于煤田地质测井技术的优化与更新有着积极的现实意义。
结束语
总而言之,经过几十年的研究和发展,我国的煤田测井技术不仅取得了丰硕的成果,而且成为当前煤田勘探工作中必不可少的勘测手段。纵览煤田测井技术的发展历程,我国的测井技术从最开始的单一电测井,发展到今天的各种参数综合测井技术,不断改变的测井方法为我国煤层及岩层的定量分析和地层元素探测提供了有力的技术支持,其进一步的发展、研究,将为我国煤田勘探工作的深入开展作出巨大贡献。
参考文献:
[1]肖春生.煤田测井技术原理及应用发展研究[J].河北企业,2017(08):204-205.
[2]何朋.煤田测井技术现状分析与未来发展展望[J].山西建筑,2015,41(12):80-82.