煤田測井中自然伽馬曲線的應(yīng)用效果分析

王志剛

摘? 要：當(dāng)前科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，數(shù)字測井技術(shù)也得到不斷進(jìn)步，自然伽馬曲線具有的方便、連續(xù)、靈敏等特點(diǎn)，使其在科學(xué)鉆探領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，且取得良好的應(yīng)用效果。在時代迅速發(fā)展的大環(huán)境下，人們對煤田測井工作質(zhì)量提出了更高的要求，為了提高自然伽馬曲線的應(yīng)用效果，該文首先闡述了自然伽馬測井的概念以及自然伽馬測井曲線的影響因素，之后分析了煤田測井中自然伽馬曲線的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤田測井;自然伽馬曲線;鉆探

中圖分類號：P631? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

自然伽馬測井法最突出的特點(diǎn)在于操作簡單，該技術(shù)是指在測量之前對鉆孔地質(zhì)剖面巖層自然放射性強(qiáng)度進(jìn)行詳細(xì)記錄，從而為煤田測井工作提供可靠數(shù)據(jù)。在當(dāng)前數(shù)字測井技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，提高自然伽馬測井法在煤田測井中的應(yīng)用效果是人們關(guān)注的主要課題，因此，針對自然伽馬曲線的概念及其應(yīng)用有重要實(shí)踐意義。

1 自然伽馬測井概述

法國斯倫貝謝公司是測井技術(shù)的起源地，我國石油產(chǎn)業(yè)是應(yīng)用測井技術(shù)的核心產(chǎn)業(yè)，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，使測井技術(shù)也經(jīng)歷了幾個階段的發(fā)展，包括模擬測井技術(shù)、數(shù)字測井技術(shù)、數(shù)控測井技術(shù)、成像測井技術(shù)等。在實(shí)際中，可將放射性探測應(yīng)用于煤田中的巖石探測，主要是由于巖石中存在一些天然放射性物質(zhì)，自然伽馬測井是實(shí)施伽馬射線探測巖石總自然伽馬射線強(qiáng)度，進(jìn)而研究剖面底層性質(zhì)。巖性的變化會改變巖石中放射性強(qiáng)度，首先，在一般情況下，與巖漿巖、變質(zhì)巖相比，沉積巖自然伽馬放射性更低。巖漿巖與變質(zhì)巖中含有云母、長石等放射性物質(zhì)，使其有著較大的放射性強(qiáng)度;而沉積巖中沒有放射性物質(zhì)，巖石吸附的放射性物質(zhì)的強(qiáng)度就是其自然伽馬放射性。其次，巖石泥質(zhì)含量的逐漸增加會提高沉積巖自然放射性，按照從低到高的順序包括4種，分別為砂巖、泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖，但除了含有放射性物質(zhì)的巖石。

2 自然伽馬測井曲線的影響因素

自然伽馬測井曲線的影響因素較多，其中包括井的因素、地層厚度因素等，其中井的影響因素是由于井內(nèi)鉆井液的放射性強(qiáng)弱在一定程度上會影響其數(shù)值，巖層的數(shù)值會受到井徑的影響而發(fā)生變化;同時曲線的數(shù)值會受到套管、管外水泥環(huán)的吸收能力的影響，因此，在實(shí)際應(yīng)用過程中，校正曲線十分有必要。地層厚度的影響因素體現(xiàn)在地層較薄的情況下，會降低自然伽馬測井曲線值，工作人員在實(shí)際中應(yīng)考慮到這一因素。

3 煤田測井中自然伽馬曲線的應(yīng)用

在煤田測井中應(yīng)用自然伽馬曲線主要從5個方面出發(fā)，一是巖性劃分，二是煤層及其結(jié)構(gòu)的解釋，三是比較煤巖層，四是沉積相的主要特點(diǎn)的解釋，五是地質(zhì)年代的劃分，該文在分析自然伽馬曲線在煤田測井中的應(yīng)用時，就是將這5個方面作為出發(fā)點(diǎn)，以此為煤田測井作業(yè)提供可靠的依據(jù)奠定基礎(chǔ)。

3.1 巖性劃分

巖石粒度大小、沉積速度、沉積環(huán)境與沉積巖自然放射性強(qiáng)度有著密切聯(lián)系，在沉積環(huán)境與放射性物質(zhì)來源相同的情況下，沉積物粒度越細(xì)，其表面越大，巖粒吸附的放射性物質(zhì)越多;沉積時間較長的情況下，那么可以為放射性物質(zhì)提供的時間就越長。

3.2 煤層及其結(jié)構(gòu)的解釋

傳統(tǒng)采用人工伽馬曲線進(jìn)行煤田測井時，在煤田與巖層電性差異不顯著的情況下，或者出現(xiàn)煤層坍塌而導(dǎo)致擴(kuò)大井徑，將無法準(zhǔn)確地解釋煤層及其結(jié)構(gòu)。而將自然伽馬曲線應(yīng)用于 煤田測井，能夠避免外界干擾因素帶來的不利影響，其能夠直觀、形象的展現(xiàn)巖性物性的變化，從而準(zhǔn)確的解釋煤層及其結(jié)構(gòu)。

3.3 煤巖層的比較

為了能夠深入的分析與研究煤田地質(zhì)的地下結(jié)構(gòu)，比較每一個鉆孔測井曲線十分有必要，其目的是為了對沉積關(guān)系、巖相變化與巖性變化、巖層厚度變化等內(nèi)容進(jìn)行明確;勘探區(qū)通過比較各個鉆孔測井曲線，能夠全面了解煤田地質(zhì)的地下地質(zhì)構(gòu)造，同時能夠掌握煤層及其結(jié)構(gòu)，通過對煤層分布、厚度、結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)變化等全面探查，從而為更好地進(jìn)行煤層劃分奠定基礎(chǔ)，由此可見，將自然伽馬曲線應(yīng)用于煤巖層比較中有重要的實(shí)踐意義。在確定煤層沉積地質(zhì)年代過程中，可通過自然伽馬曲線的形態(tài)準(zhǔn)確評估得以實(shí)現(xiàn)，且自然伽馬曲線的應(yīng)用還能為煤田開發(fā)與利用提供有效依據(jù)。

3.4 解釋沉積相的主要特征

3.4.1 幅度

自然伽馬曲線形態(tài)最突出的特征就是幅度，其能夠全面體現(xiàn)沉積特征變化情況，其中包括沉積體的粒度、泥質(zhì)含量、分選性等。一般情況下，高能環(huán)境的產(chǎn)物為粗粒沉積，其具有的自然伽馬值相對較低;低能環(huán)境的產(chǎn)物為細(xì)粒沉積物，其自然伽馬值較高。為了保證煤田測井工作的順利完成，全面了解環(huán)境能量變化是關(guān)鍵，因此，相關(guān)人員需要通過對自然伽馬曲線幅度的變化情況進(jìn)行深入分析。

3.4.2 形狀

通過對沉積過程中的物源供應(yīng)和水動力條件等沉積特征，可以了解自然伽馬測井曲線形狀。

3.4.3 接觸關(guān)系

漸變型、突變型是單層砂石頂、底部測井曲線形態(tài)的2種類型，其主要體現(xiàn)3個部分，分別為砂巖沉積初期、末期物源、水動力條件。

3.4.4 次級形態(tài)

初級形態(tài)包括4個方面，一是鋸齒個數(shù)，水動力對沉積物改造時的水動力作用強(qiáng)度、時間、直接關(guān)系到自然伽馬測井曲線光滑程度;如果曲線鋸齒較多，那么說明水動力改造時有著較弱的作用強(qiáng)度以及較短的時間。二是齒縫、齒谷數(shù)據(jù)大小，自然伽馬測井曲線光滑程度與齒縫、齒谷數(shù)據(jù)大小有著密切聯(lián)系。三是包絡(luò)線形態(tài)：海進(jìn)、海退的速度可以通過包絡(luò)線形態(tài)體現(xiàn)出來。四是齒中線形態(tài)，其能夠體現(xiàn)沉積能量變化情況。

3.5 劃分地質(zhì)年代

在判定巖層形成年代過程中應(yīng)用自然伽馬曲線具有重要意義，其通過分化其他地質(zhì)巖性，通過了解地質(zhì)年代自然伽馬曲線基線，明確的劃分巖層地質(zhì)年代，以此為煤田測井工作的順利開展提供有效依據(jù);地質(zhì)年代發(fā)生變化，自然伽馬曲線基線也會隨之發(fā)生改變。

4 自然伽馬曲線確定地層原理

在劃分地層時代過程中應(yīng)用自然伽馬曲線過程中，為了能夠選擇反映不同地質(zhì)時代特征測井參數(shù)，應(yīng)對各個地質(zhì)時代巖石的共性與差異進(jìn)行研究。自然界各種巖石含有一定量的放射性元素是其共性所在，其中包括鈾、釷等元素，當(dāng)這些放射性元素被侵蝕時，其中易溶解的放射性元素就以溶液形式被運(yùn)移到物理化學(xué)條件適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，與其他物質(zhì)一同沉積;對于一些溶解難度較大的放射性元素就會留在原地，或者與其他物質(zhì)進(jìn)行機(jī)械搬運(yùn)而有選擇的沉積。不同之處主要是不同地質(zhì)年代沉積環(huán)境，巖層中放射性物質(zhì)的含量也具有一定變化，當(dāng)巖層生成于不同的沉積環(huán)境、沉積條件下，那么存在差異性的放射性元素含量。自然伽馬測井法是通過對巖層的自然伽馬射線強(qiáng)度進(jìn)行測量，從而更深入的了解巖層，不同幅值、形態(tài)能反映不同年代的地層自然伽馬。

5 結(jié)語

在當(dāng)前數(shù)字技術(shù)迅速發(fā)展的環(huán)境下，煤田測井工作中開始應(yīng)用一些新的技術(shù)，自然伽馬曲線具有的較多優(yōu)勢在煤田測井中發(fā)揮重要作用，通過利用該技術(shù)能更好地進(jìn)行巖性劃分、煤層及其結(jié)構(gòu)的解釋、比較煤巖層、沉積相的主要特點(diǎn)的解釋、地質(zhì)年代的劃分，其能為煤田測井工作的開展提供真實(shí)、有效的依據(jù)，有助于提高煤田測井工作效率。該文首先概述了自然伽馬測井，之后對自然伽馬曲線在煤田測井中的應(yīng)用效果進(jìn)行分析，以此為相關(guān)行業(yè)的工作人員提供一些參考，更好地推動我國煤田開發(fā)與利用。

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