物探電阻率測井在煤田測井中的應(yīng)用

鐘明峰　劉志友

（青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院青海西寧810029）

物探電阻率測井在煤田測井中的應(yīng)用

鐘明峰劉志友

（青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院青海西寧810029）

本文主要討論了物探電阻率測井在煤田測井中的應(yīng)用過程中，影響其電阻率測井質(zhì)量和解釋精度的主要因素，并針對性提出相關(guān)解決策略，以供業(yè)內(nèi)人士交流探討之用。

電阻率測井煤田解釋精度

隨著工業(yè)科技的不斷發(fā)展，人類對于煤炭資源的需求也相應(yīng)增加。我國雖煤炭資源豐富，但是開采現(xiàn)狀卻不容樂觀，不僅勘探程度低，且礦產(chǎn)資源浪費嚴(yán)重。故而，如何于煤礦開采過程中采用有效的勘察方法以提高煤礦開采率，為當(dāng)前煤田開采業(yè)亟待解決的課題之一?，F(xiàn)階段，電阻率測井為最為常用的測井方法之一。一般認為，電阻率測井領(lǐng)域，所謂的正演是基于地層模型電性參數(shù)及儀器結(jié)構(gòu)參數(shù)，運用物理方法得到測井響應(yīng)的過程；而反演是指基儀器得到的測井響應(yīng)反算地層模型電性參數(shù)的過程。在煤田測井過程中，電法測井常常會受到諸多因素的影響和干擾，降低結(jié)果的可信度。針對此研究背景，本文主要探討了電阻率測井的影響因素及對應(yīng)解決方案。

1　電阻率測井的影響因素分析

在煤田測井過程中，電阻率測井的測值往往受到諸多因素影響，如圍巖電阻率、測井速度、浸入深度等，而在薄層煤及薄互層煤中，電阻率測井受到外在因素影響的程度更為明顯。筆者根據(jù)因素產(chǎn)生的原因?qū)⑵浞譃閮深悾旱刭|(zhì)因素及人為因素?，F(xiàn)簡析如下：

1.1地質(zhì)因素影響

一般情況而言，巖層性質(zhì)不同其在電阻率曲線上的反映也會呈現(xiàn)不同狀態(tài)，而巖石中的含水量、礦物成分、巖層沉積構(gòu)造也是導(dǎo)致其電阻率值變化的主要因素之一。如：高變質(zhì)無煙煤層其電阻率便為低阻，而炭質(zhì)泥巖的電阻率較之于一般煤層則稍低。

含水巖層主要分為三種類型：空隙性含水層、裂隙性含水層及溶洞型含水層。含水巖層電阻率的高低主要取決于巖層的孔隙構(gòu)造，孔隙度、裂隙度與巖層電阻率呈反比關(guān)系，孔隙度越高，則巖層電阻率越低。沉積構(gòu)造，簡單而言即指沉積巖各個組成部分的空間分布和排列方式，層理為其主要的構(gòu)造特征之一，指代沉積物性質(zhì)在垂直于沉積物表面的方向上顯示出來的層狀構(gòu)造。因沉積構(gòu)造中每層巖石的性質(zhì)均存差異，故而垂直層理及水平層理之間的導(dǎo)電性不同，而這也直接導(dǎo)致巖層中電阻率具有顯著的方向性，且電阻率值差異顯著。

1.2人為因素影響

施工人員的專業(yè)能力及工作經(jīng)驗均可影響電阻率測井結(jié)果的精確性和可取性。具體而言，因施工人員的工作失誤降低測井質(zhì)量主要包含以下幾個方面：其一，測井速度不合規(guī)范。每種測井儀器本身均具有一定的阻尼時間，故而，于測井之前應(yīng)當(dāng)先行采樣間隔以確定測井速度。如若間隔較大則可于實際施工過程中提高測井速度，間隔較小則相應(yīng)降低測井速度。其二，供電電流控制不當(dāng)。電阻率測井基本原理為在巖層不同部位布置供電電極以形成電場，以兩點測量電極組成的電回路為測量線路，測量兩個測量電極之間的電位差。而如若因為測量人員失誤，供電電流過小，則可能會造成電阻率測井曲線分層點模糊，如若供電電流過小，則可能直接導(dǎo)致電阻率測井曲線呈現(xiàn)為一條平頂直線（于高阻巖層中更為明顯）。其三，電極距選擇不當(dāng)。理想條件下，電極距為電位電極有效探測半徑的1/10，為梯度電極系探測半徑的1/3。而于實際測井過程中，因受電場電流密度、井徑及周圍電性地質(zhì)體的綜合影響，電極距為電位電極有效探測半徑的1/2至1/3，為梯度電極系探測半徑的1/2左右。故而在電極距設(shè)計之時，工作人員應(yīng)當(dāng)考量到周圍電性地質(zhì)體性征及井徑大小等其它因素，選擇最佳電極距。

2　淺析解決方案

原則上而言，地質(zhì)因素客觀存在，故而難以規(guī)避，但是可通過完善施工操作降低地質(zhì)因素及人為因素對測井產(chǎn)生的影響程度，以提高電阻率測井質(zhì)量和解釋精度。具體措施如下：

2.1做好測井準(zhǔn)備工作

如上文而言，井徑對電極距可產(chǎn)生影響，故而，于電法測井之前，應(yīng)當(dāng)采取針對性措施防止井徑擴大和垮塌。常規(guī)多于鉆井內(nèi)配制高阻泥漿以提高泥漿對孔壁的吸附作用，避免井徑垮塌，最大限度降低不穩(wěn)定因素對電極距選擇的影響。且避免井徑垮塌，還可有效規(guī)避發(fā)生電阻率探管被掩埋等不良事件，有助于提高測井工作的安全性。

2.2供電電流的合理選擇及測井速度的控制

在電法測井之前，工作人員應(yīng)當(dāng)進行現(xiàn)場考察和勘測，了解測井地點地層巖性特征及前期測井資料，初步選擇供電電流。于實際電法測井時，再結(jié)合周圍電性地質(zhì)體性征及巖性選擇合理的供電電流。

至于測井速度的有效控制，應(yīng)當(dāng)以不漏點為原則，以采樣間隔先行確定測井速度，于電法測井時，根據(jù)間隔大小控制測井速度，確保測井質(zhì)量和精度。

2.3電極距的合理選擇

影響電極距的因素主要包含電場電流密度、井徑及周圍電性地質(zhì)體等。故而，在電法測井時，應(yīng)當(dāng)綜合考量目的層巖層（或煤層）厚度、井徑大小及電場電流距離等影響因素。若目的層巖層（或煤層）交薄，則應(yīng)當(dāng)使用電極距較小的電阻率探管，抑或應(yīng)用三側(cè)向測井解釋方法，以提高測井曲線對煤層厚度的解釋精度及分辨煤層結(jié)構(gòu)的能力；若井徑較大，則可將電阻率探管更換為直徑較大的電阻率探管。

由上可知，為了提高電阻率測井質(zhì)量和解釋精度，強化測井分辨煤層結(jié)構(gòu)的能力，更為正確且真實的反映煤層及巖層的物理特征，應(yīng)當(dāng)以做好準(zhǔn)備工作預(yù)防井徑變化及鉆孔垮塌的影響，以合理選擇電力及電極距降低兩者對測井結(jié)果的干擾作用。

3　結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟水平的提升，對于煤炭資源的需求也呈現(xiàn)顯著增加的趨勢。雖然當(dāng)前我國煤炭資源豐富，但因其開采率低，而難以滿足市場需求。本文于此背景下，探討了煤田測井中常用手段——物探電阻率測井。并主要探討了電阻率測井的影響因素及對應(yīng)解決方案。但是隨著物探電阻率測井在煤田測井中應(yīng)用的深入，一些新的問題也可能會相繼出現(xiàn)，而這則需專家和學(xué)者進一步探討和研究。

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P631.3[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-178-1