Question

（三）煤田地球物理测井资料解释

Answer 1

1.测井曲线识别（图5-26）

人工伽马（密度DEN）曲线：煤层处有明显异常反映；

视电阻率曲线（RT）：煤层、灰岩处有明显的高幅值异常，泥岩为低幅值反映；

自然伽马曲线（GR）：煤层为相对低的幅值，但泥岩、炭质泥岩、铝土岩等为较高幅值。

图5-26测井参数曲线与煤层的对应关系曲线

2.煤层在各种测井曲线上的反映

视电阻率曲线：在视电阻率曲线上褐煤表现的电阻率不大，一般在200Ω·m以上，常与围岩相混而表现不够清晰。随着变质程度的加深，电阻率上升很快，有时可达到1000Ω·m。

烟煤的电阻率很大，从数百到数千欧姆·米，常常以明显的高电阻率异常而能清晰地从泥质围岩中划分出来，但是顶底板若是灰岩，则往往无法分出界面的位置，这时要结合其他参数的曲线来划分。

无烟煤的电阻率非常低，在曲线上甚至只有数个欧姆·米。

从烟煤过渡到无烟煤时，电阻率的变化较大。烟煤如果受到火成岩的侵入而变质成无烟煤或天然焦时，电阻率急剧下降到零线附近。

自然电位曲线：无烟煤有很大的自然电位正异常，在曲线上显示明显，有时高达几百毫伏，当挥发分增大时，异常即显著降低，甚至出现负异常。

褐煤及烟煤的自然电位随着煤的牌号不同，有时为较大的正或负异常（如贫煤、瘦煤），有时异常很小，甚至无反映，这与围岩的特征、煤层与风化带的相对位置以及煤层的黄铁矿化程度有关。通常变化范围在-20～50mV。

烟煤和无烟煤的自然电位的形成主要由于氧化还原活动性的增高所致，异常的大小取决于围岩的性质、与风化带氧化带的相对位置、黄铁矿化的程度。通常成层于砂岩中的煤层，异常为正，成层于泥岩中的煤层异常为负。

自然伽马曲线：煤的放射性很低，在自然伽马曲线上可以低异常划分出来，随着灰分的增加，则异常有所增大，高灰分的煤层甚至比围岩的幅值还要大。

密度曲线：煤的密度在沉积岩中是突出的小（从褐煤的1.15g/cm³到无烟煤的1.75g/cm³），它与围岩的密度有显著的差异。因此，各种煤层在伽马-伽马曲线上都以很大的正异常清晰地被划分出来，只有少数灰分很大、接近于灰质页岩的劣质煤在曲线上表现不好，和围岩难以区分。

声波时差曲线：弹性波在煤层中的传播速度偏低，由于煤的密度比较小，又较疏松，因此时差较大，在曲线上以正异常划分出来，但当剖面中的泥质岩层的波速与煤层相差不大时，二者就可能相混，顶底板为石灰岩的煤层则能清晰地予以区分。

井径曲线：煤层由于比较疏松，常常引起井壁的坍塌而导致扩孔现象，因此，在井径曲线上表现为较大的幅值，甚至可以根据它来确定煤层的厚度。

3.测井曲线的单孔解释

1）烟煤：物性特征是电阻率高，密度小，天然伽马强度低。因此，烟煤层上的曲线特征为“两低一高”，即ρ_a值高、密度低、γ值低。自电曲线相对围岩呈现负异常。

2）无烟煤：特点是低阻、低密度，γ值也为低值。因此，曲线特征为低-低-低。而泥岩却是ρ_a低，密度低，γ值高，以此和无烟煤区分。

3）含水层：岩层的含水层ρ_a低，密度值低，γ值低。当有泥质充填时，γ值高。更重要的是井液电阻率曲线随井液盐化时间的延长而改变。

4）砂岩层：ρ_a高，γ值一般很低，但随着泥质成分增加而升高，自电为负异常。

5）泥岩层：ρ_a低，密度值低（扩孔会更低），γ值高，自电为零。

6）石灰岩：ρ_a高，密度高，γ值很低，自电为很小的负异常。

7）火成岩：ρ_a高，密度高，自电小负异常，基性—酸性γ曲线逐步升高。

8）破碎带：ρ_a低，密度值小、γ值高。

9）砂质：自电正异常，与围岩岩石相比ρ_a低，天然γ值较低。

4.岩、煤层定性解释

定性解释就是根据曲线的异常特征，分析研究钻孔剖面，定性地判断煤层、区分岩性，确定新老地层界面位置等。

原则：从曲线入手，综合解释；方法：选择物性差异明显的几条曲线进行综合解释。

5.对煤、岩层的定性解释

煤、岩层的定性解释一般是根据自然电位、自然伽马、密度、三侧向电阻率、声波时差等参数曲线的异常幅值、形态特征、特征值的差异，在测井解释软件上，采用屏幕人工分层解释的方法进行综合解释，区分煤层和不同岩性的岩层，划分地层组，进行钻孔地质解释。

根据煤层呈中—高电阻率、低密度、低自然伽马异常反映的综合特征进行煤层的定性解释。煤层的顶、底板及夹矸多为泥岩，煤层与其在各种参数曲线上有明显的差异，密度曲线一般仅在煤层、裂隙、破碎带处有明显的高异常反映。一般采用多种物性参数曲线进行综合分析、解释能准确划分煤层。

当岩心钻探采心率满足规范要求时，参照钻孔柱状，结合煤岩层的曲线异常特征和变化规律，对煤层的解释比较简单；当岩心采取率差或完全无岩心样本时定性解释煤岩层就变得较为复杂。这时可选用逻辑判定法、曲线形态特征判定法、标志层特征判定法、对比判定法进行解释。

6.岩层的定性解释

不同岩性的岩层有不同的物性特征，在各参数曲线上呈不同的形态、幅值。

1）炭质泥岩：含煤地层中炭质泥岩，电阻率曲线呈中阻、自然伽马曲线呈较高的异常反映，密度值较高。

2）泥岩：泥岩为低电阻率、高自然伽马、密度值较低的异常反映。

3）砂质泥岩：其物性介于泥岩和砂岩之间。

4）砂岩：砂岩的泥质成分含量少，密度较大，岩性较坚硬，井壁小易塌，故电阻率曲线为中—高异常反映，自然伽马曲线为明显的低异常反映，密度曲线接近于曲线的基值。

5）石灰岩：石灰岩在电阻率、自然伽马曲线上的异常反映明显，界面陡直而清晰，在密度曲线上则反映平缓，呈最低值。

6）断层、破碎带的定性解释：①破碎带的岩层，其结构疏松、裂隙发育，在曲线上为低电阻率、低密度异常反映。②断层的性质、断点的位置、断距的大小主要以物性标志层、曲线形态、异常幅值特征、层间距、地层组的厚度等为依据，通过与相邻钻孔测井曲线的对比，根据煤层及岩层的重复与缺失来确定。