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【摘 要】利用测井曲线划分煤层,确定煤层深度厚度是一般的测井资料解释工作,由于不同煤层所处环境不同其物性特征也明显不同,所以对煤层的进一步解释工作还是非常必要的,利用测井曲线划分出煤层的种类。这将对地质上判断煤种提供极大帮助。
【关键词】测井曲线;烟煤;无烟煤;天然焦;褐煤
在日常的测井资料解释中,利用多种有效的煤田测井物性参数,分析和对比所有曲线表现的异常体征,达到对目的层煤层的定性解释,但不同种类的煤层在测井曲线上的反映也有很大的差异,对煤层的进一步解释是非常必要的。煤系地层通常由碎屑岩、粘土岩和碳酸盐所组成的一套含煤地层。常见的岩性有泥质岩、各种粒度的砂岩、砾岩和灰岩与煤,有时见到火山碎屑岩,它们在测井曲线上都有其各自不同的反映特征,按照这些特征的不同可以把不同的煤层按照其变质程度分为:烟煤、无烟煤、天然焦、褐煤。这将对地质上判断煤种提供极大帮助。
1、烟煤
烟煤在测井曲线上的反映特征一般是电阻率(DLW或D3C)高、人工放射性(HGG)高、天然放射性(HG)低,烟煤在电阻率、人工放射性、天然放射性曲线上显示的形态特征为“两高一低”,即DLW(或D3C)和HGG值高,HG值低,烟煤在DZW曲线上呈现负异常,即烟煤的自然电位相对围岩为负。如图1。
一般来说,在电阻率与人工曲线上,根据DLW(或D3C)高、
HG/API HGG/CPS D3C/Ω· M DZW/MV
图1
HGG/CPS DLW/Ω·M HG/API
图2
HGG高的组合特征就能可靠地判断烟煤层。但如图2所示情况, 煤层顶板为一层很薄的泥岩,上面是灰岩,DLW曲线虽在泥岩处有所下降,但因泥岩太薄,故使煤层不甚突出。HGG曲线则因泥岩很薄,从曲线上不能反映出来。因而单从这两条曲线来判断就很困难,为此要同时参照HG曲线的Jr低值特征来准确地判断烟煤层,而将灰岩及泥岩剔除出来。如表1所示;
表1灰岩、烟煤、泥岩的物性特征表
因此,根据以上所述利用烟煤层在测井曲线DLW和HGG值高,HG值低的物性特征,可以准确地判断出烟煤层。
2、无烟煤
HGG/CPS DLW/Ω·M HG/API
图3
无烟煤在测井曲线物性特征通常是电阻率(DLW)低,人工射性(HGG)高、天然放射性(HG)低,如图3所示,它在DLW、HGG和HG曲线上显示的形态特征分别为低、高、低。由于无烟煤与其围岩(如泥岩和其他泥质岩层)的电阻率没有差异或者差异很小,所以在电阻率曲线上无异常反映。判断无烟煤可根据HGG高HG低的异常组合特征。而在泥岩上却设HGG高HG高的组合特征,以此与无烟煤区别开。如表2所示。(但有些地区的无烟煤在电阻率曲线上呈高阻,比如淮南朱集东井田就有呈高阻的无烟煤。)
表2无烟煤、烟煤、泥岩的物性特征表
根据以上无烟煤的DLW低、HGG高、HG低的物性特征,可以准确地判断出无烟煤。
3、天然焦
我国东北、华北、华东等地的煤田,火成岩分布较广岩浆侵入煤层,使煤层形态、煤层厚度发生很大的变化,煤层结构、煤质也遭到严重破坏。有时煤层被大片吞噬变成天然焦。如图4
HG/API HGG/CPS DLW/Ω· M DZW/MV
图4
图中所示的地区为是烟煤,被火成岩侵入,煤接触变质,离火成岩体近的变成天然焦,稍远的为无烟煤,更远的变质不深或不受影响而仍为烟煤。而泥岩(即煤层顶板)在火成岩的影响下炭化,變成炭质泥岩。
火成岩为高阻高密度的岩体,在DLW曲线呈高幅度,在HGG曲线呈很低的数值。由于火成岩呈基性,故在HG曲线上Jr值也低。炭质泥岩和天然焦均为良导体,DLW曲线上呈低阻在DZW曲线上有较高的正异常,两者在DLW、DZW曲线难以划分开,但炭质泥岩泥质含量高,所以在HG曲线上两者由显著的差异,炭质泥岩Jr高,而天然焦等其他煤岩层Jr质低或很低。特别要指出的,无烟煤DLW经常为低阻,但有一些地区的无烟煤则为高阻的,图4为高阻区无烟煤的一个例子。
图中的无烟煤和天然焦在HGG曲线上都呈高幅度,在HG曲线上均为低幅度,因此用HGG、HG曲线都不能将无烟煤和天然焦分开。但是DLW曲线上,前者呈高阻,后者呈低阻,而在DZW曲线上,前者呈负异常,后者呈正异常,由此将两者区分开来。如表3所示。
表3天然焦、无烟煤、炭质泥岩的物性特征表
根据天然焦的电阻率低、人工放射性高、天然放射性低、自然电位高可以准确地判断出天然焦。天然焦的自然电位高的物性特征是其他煤种没有的。
4、褐煤
(1)高变质褐煤
HGG/CPS DLW/Ω·M DZW/MV HGG/CPS DLW/Ω·M DZW/MV
图5 图6
当褐煤变质程度较高时,其物性和其他岩层有较大的差别,
因此测井曲线划分高变质褐煤仍有较好的效果,如图5所示。
(2)低变质褐煤
褐煤变质程度低时,因其物性与围岩差别不大,所以在测井曲线上较难划分出低变质褐煤,如图6所示。
解决划分低变质褐煤的问题,需要利用新的物性参数来对其有效划分。综上所述,对于烟煤、无烟煤、天然焦和高变质褐煤,在多数地区用两条不同参数曲线,以致三条不同参数曲线是可以有效地划分。但是有些地区,由于地质条件复杂,物性差异小,测井曲线反映不好,无法对其可靠地解释,必须采用放炮取芯加以证实。
结语
随着科学技术的发展,测井设备越来越先进,测井方法、测井参数也越来越多,对于煤种的有效划分将越来越准确。
参考文献:
《煤田地球物理测井》及相关的一些测井资料。
【关键词】测井曲线;烟煤;无烟煤;天然焦;褐煤
在日常的测井资料解释中,利用多种有效的煤田测井物性参数,分析和对比所有曲线表现的异常体征,达到对目的层煤层的定性解释,但不同种类的煤层在测井曲线上的反映也有很大的差异,对煤层的进一步解释是非常必要的。煤系地层通常由碎屑岩、粘土岩和碳酸盐所组成的一套含煤地层。常见的岩性有泥质岩、各种粒度的砂岩、砾岩和灰岩与煤,有时见到火山碎屑岩,它们在测井曲线上都有其各自不同的反映特征,按照这些特征的不同可以把不同的煤层按照其变质程度分为:烟煤、无烟煤、天然焦、褐煤。这将对地质上判断煤种提供极大帮助。
1、烟煤
烟煤在测井曲线上的反映特征一般是电阻率(DLW或D3C)高、人工放射性(HGG)高、天然放射性(HG)低,烟煤在电阻率、人工放射性、天然放射性曲线上显示的形态特征为“两高一低”,即DLW(或D3C)和HGG值高,HG值低,烟煤在DZW曲线上呈现负异常,即烟煤的自然电位相对围岩为负。如图1。
一般来说,在电阻率与人工曲线上,根据DLW(或D3C)高、
HG/API HGG/CPS D3C/Ω· M DZW/MV
图1
HGG/CPS DLW/Ω·M HG/API
图2
HGG高的组合特征就能可靠地判断烟煤层。但如图2所示情况, 煤层顶板为一层很薄的泥岩,上面是灰岩,DLW曲线虽在泥岩处有所下降,但因泥岩太薄,故使煤层不甚突出。HGG曲线则因泥岩很薄,从曲线上不能反映出来。因而单从这两条曲线来判断就很困难,为此要同时参照HG曲线的Jr低值特征来准确地判断烟煤层,而将灰岩及泥岩剔除出来。如表1所示;
表1灰岩、烟煤、泥岩的物性特征表
因此,根据以上所述利用烟煤层在测井曲线DLW和HGG值高,HG值低的物性特征,可以准确地判断出烟煤层。
2、无烟煤
HGG/CPS DLW/Ω·M HG/API
图3
无烟煤在测井曲线物性特征通常是电阻率(DLW)低,人工射性(HGG)高、天然放射性(HG)低,如图3所示,它在DLW、HGG和HG曲线上显示的形态特征分别为低、高、低。由于无烟煤与其围岩(如泥岩和其他泥质岩层)的电阻率没有差异或者差异很小,所以在电阻率曲线上无异常反映。判断无烟煤可根据HGG高HG低的异常组合特征。而在泥岩上却设HGG高HG高的组合特征,以此与无烟煤区别开。如表2所示。(但有些地区的无烟煤在电阻率曲线上呈高阻,比如淮南朱集东井田就有呈高阻的无烟煤。)
表2无烟煤、烟煤、泥岩的物性特征表
根据以上无烟煤的DLW低、HGG高、HG低的物性特征,可以准确地判断出无烟煤。
3、天然焦
我国东北、华北、华东等地的煤田,火成岩分布较广岩浆侵入煤层,使煤层形态、煤层厚度发生很大的变化,煤层结构、煤质也遭到严重破坏。有时煤层被大片吞噬变成天然焦。如图4
HG/API HGG/CPS DLW/Ω· M DZW/MV
图4
图中所示的地区为是烟煤,被火成岩侵入,煤接触变质,离火成岩体近的变成天然焦,稍远的为无烟煤,更远的变质不深或不受影响而仍为烟煤。而泥岩(即煤层顶板)在火成岩的影响下炭化,變成炭质泥岩。
火成岩为高阻高密度的岩体,在DLW曲线呈高幅度,在HGG曲线呈很低的数值。由于火成岩呈基性,故在HG曲线上Jr值也低。炭质泥岩和天然焦均为良导体,DLW曲线上呈低阻在DZW曲线上有较高的正异常,两者在DLW、DZW曲线难以划分开,但炭质泥岩泥质含量高,所以在HG曲线上两者由显著的差异,炭质泥岩Jr高,而天然焦等其他煤岩层Jr质低或很低。特别要指出的,无烟煤DLW经常为低阻,但有一些地区的无烟煤则为高阻的,图4为高阻区无烟煤的一个例子。
图中的无烟煤和天然焦在HGG曲线上都呈高幅度,在HG曲线上均为低幅度,因此用HGG、HG曲线都不能将无烟煤和天然焦分开。但是DLW曲线上,前者呈高阻,后者呈低阻,而在DZW曲线上,前者呈负异常,后者呈正异常,由此将两者区分开来。如表3所示。
表3天然焦、无烟煤、炭质泥岩的物性特征表
根据天然焦的电阻率低、人工放射性高、天然放射性低、自然电位高可以准确地判断出天然焦。天然焦的自然电位高的物性特征是其他煤种没有的。
4、褐煤
(1)高变质褐煤
HGG/CPS DLW/Ω·M DZW/MV HGG/CPS DLW/Ω·M DZW/MV
图5 图6
当褐煤变质程度较高时,其物性和其他岩层有较大的差别,
因此测井曲线划分高变质褐煤仍有较好的效果,如图5所示。
(2)低变质褐煤
褐煤变质程度低时,因其物性与围岩差别不大,所以在测井曲线上较难划分出低变质褐煤,如图6所示。
解决划分低变质褐煤的问题,需要利用新的物性参数来对其有效划分。综上所述,对于烟煤、无烟煤、天然焦和高变质褐煤,在多数地区用两条不同参数曲线,以致三条不同参数曲线是可以有效地划分。但是有些地区,由于地质条件复杂,物性差异小,测井曲线反映不好,无法对其可靠地解释,必须采用放炮取芯加以证实。
结语
随着科学技术的发展,测井设备越来越先进,测井方法、测井参数也越来越多,对于煤种的有效划分将越来越准确。
参考文献:
《煤田地球物理测井》及相关的一些测井资料。