論測(cè)井曲線在地層劃分及標(biāo)志層識(shí)別方面的應(yīng)用

摘要：沁水煤田煤系地層沉積穩(wěn)定，巖性組合和物性特征均具有一定規(guī)律性，利用測(cè)井技術(shù)在測(cè)井曲線上所反映的幅值、形態(tài)等組合特征異常明顯，在地層劃分和標(biāo)志層識(shí)別方面奠定了良好的物性基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：測(cè)井技術(shù)；物性特征；標(biāo)志層對(duì)比

測(cè)井技術(shù)是探明地下不同巖性最簡(jiǎn)單、最有效的一種技術(shù)。地殼中的巖性是多種多樣的，不同巖性在測(cè)井各參數(shù)上的反應(yīng)均不相同，利用多種參數(shù)可以準(zhǔn)確識(shí)別地層的巖性，為后期探明儲(chǔ)層提供技術(shù)支撐。

礦區(qū)補(bǔ)勘井田地處QS煤田中段西緣，面積為11.25 km2?？辈閰^(qū)屬剝蝕強(qiáng)烈的中山丘陵地形，縱觀井田，受河道長(zhǎng)期沖蝕，核心部位形成“Y”字形溝谷地貌。從以往資料看，地層、可采煤層穩(wěn)定，物性特征明顯，有利測(cè)井解釋。

1主要標(biāo)志層

地層劃分對(duì)比的基本原則是：曲線特征明顯的井作為標(biāo)準(zhǔn)井，以綜合測(cè)井和錄井資料為基礎(chǔ)，選取分布于研究區(qū)不同位置、覆蓋全區(qū)的閉合骨干剖面，以此作為全區(qū)地層劃分對(duì)比的基準(zhǔn)。以標(biāo)志層為主要依據(jù)，對(duì)標(biāo)志層可辨識(shí)的井，用標(biāo)志層來劃分；標(biāo)志層不易辨識(shí)的井則綜合采取鄰井對(duì)比法，參照沉積旋回、巖性、測(cè)井曲線組合特征、地層等厚對(duì)比等因素，綜合考慮煤、巖層在平面上的變化來進(jìn)行劃分。

本區(qū)內(nèi)所有井均參與對(duì)比，煤系地層沉積穩(wěn)定，巖性組合和物性特征均具有一定規(guī)律，測(cè)井曲線上所反映的幅值、形態(tài)等組合特征異常明顯。結(jié)合鉆探成果，進(jìn)行了合理劃分，為測(cè)井曲線的綜合對(duì)比奠定了良好的物性基礎(chǔ)。

1.1砂巖標(biāo)志層

經(jīng)對(duì)比，區(qū)內(nèi)主要砂巖標(biāo)志層有K10、K8、K7、K1和本溪組組成。

1.1.1上石盒子組K10砂巖

K10砂巖：上、下石盒子組分界面。在區(qū)內(nèi)由3層較厚砂巖組成，粒級(jí)多為細(xì)砂，厚度區(qū)間在0.90～7.00 m，平均厚度為4.67 m。本區(qū)塊K10砂巖內(nèi)由南向北有逐漸變薄的趨勢(shì)。

其物性特征較明顯，電阻率呈中高阻異常，自然伽馬為中低異常反映，整體基值抬高，電阻率平均值為605.80 Ω·m。

1.1.2下石盒子組K8砂巖

K8砂巖：下石盒子組與山西組分界面。由上部一層較厚砂巖下部一層較薄砂巖組成，厚度區(qū)間在0.90～7.45 m，平均厚度為2.97 m。本區(qū)內(nèi)K8砂巖由南向北逐漸合并，底部為砂質(zhì)泥巖，粒級(jí)多為細(xì)砂。

其物性特征較明顯，電阻率呈中高阻異常，自然伽馬為中低異常反應(yīng)，電阻率平均值為575.4 Ω·m。

1.1.3山西組K7砂巖

K7砂巖：山西組與太原組分界面。厚度區(qū)間在1.15～3.55 m，平均厚度為1.86 m。粒級(jí)多為細(xì)粒砂巖。

其物性特征較明顯，電阻率和自然伽馬均為筍狀，本區(qū)內(nèi)曲線形態(tài)基本一致。電阻率平均值為533.0 Ω·m。距離上部3號(hào)煤組平均5 m左右位置［1］。

1.1.4太原組K1砂巖

K1砂巖：為山西組與本溪組分界面。由一層較為穩(wěn)定的砂巖組層，K1厚度區(qū)間在2.50～5.35 m，距K2灰?guī)r平均29.33 m，平均厚度為3.93 m。

其物性特征較明顯，電阻率呈中高阻，小階梯狀中低自然伽馬反應(yīng)。粒級(jí)多為中粒砂巖和細(xì)粒砂巖。電阻率平均值為1 396.5 Ω·m。

1.1.5本溪組

本組由多層粒級(jí)較大的砂巖和一層鋁土質(zhì)泥巖、一層菱鐵質(zhì)泥巖、一層黃鐵礦構(gòu)成。砂巖段為中高阻、中低伽馬反應(yīng)；鋁土質(zhì)泥巖以其在自然伽馬曲線的高幅值反映為主要特征，對(duì)比標(biāo)志明顯，自然伽馬平均值為6.55 Pa/kg；菱鐵質(zhì)泥巖以中高阻、中高伽馬、高密度為主要特征；黃鐵礦以低阻、中高伽馬、高密度為主要特征，電阻率平均值為1 369.00 Ω·m。

1.2灰?guī)r標(biāo)志層

經(jīng)對(duì)比，區(qū)內(nèi)主要有K4、K3、K2 3層灰?guī)r，區(qū)內(nèi)未見K6、K5灰?guī)r。

1.2.1太原組

K4灰?guī)r：區(qū)內(nèi)第一層灰?guī)r。由南向北逐漸增厚。厚度區(qū)間在2.45～5.20 m，平均厚度為3.84 m。其物性特征明顯，電阻率呈高阻異常，自然伽馬曲線呈鈍筍狀反映。區(qū)內(nèi)K4灰?guī)r上半部分電阻率低于下半部的電阻率，電阻率平均值為2 867.76 Ω·m。K4距K7灰?guī)r平均41.66 m。

K3灰?guī)r：區(qū)內(nèi)第二層灰?guī)r，由南向北逐漸變薄。厚度區(qū)間在4.50～5.45 m，平均厚度為5.10 m。物性特征明顯，電阻率呈高阻異常，灰?guī)r上半部分厚層的電阻率低于下半部的電阻率，整體自然伽馬曲線呈鈍筍狀反應(yīng)。電阻率平均值為2 946.00 Ω·m。K3距K4灰?guī)r平均14.73 m。

K2灰?guī)r：區(qū)內(nèi)第三層灰?guī)r。由南向北多峰異常幅值合并為兩峰異常幅值，厚度區(qū)間在2.90～10.00 m，平均厚度為7.77 m。其上半部分厚層灰?guī)r的電阻率呈臺(tái)階狀高異常幅值，下半部分為兩層或一層，夾雜泥巖或砂質(zhì)泥巖，整體自然伽馬曲線呈低幅箱狀反應(yīng)。電阻率平均值為3 015.25 Ω·m。距K3灰?guī)r平均13.40 m。

K4、K3、K2等石灰?guī)r呈突出的高阻異常，最低的自然伽馬和高密度反應(yīng)，形成明顯的組合特征。

1.2.2奧陶系峰峰組

奧陶系峰峰組灰?guī)r以自然伽馬曲線的低幅值反映、電阻率曲線極高幅值反映為主要特征，電阻率平均值為3 296.00 Ω·m。對(duì)比標(biāo)志明顯，與本溪組不整合接觸［2］。

2主要煤層

2.1山西組

二疊系下統(tǒng)山西組1#、2#、2#下、3#、3#下等煤層，共計(jì)5層，其中2#、3#為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，1#、2#下、3#下煤層為不可采煤層。

1#煤層：區(qū)域內(nèi)較為穩(wěn)定，厚度區(qū)間在0.00～0.45 m，平均厚度為0.11 m。區(qū)內(nèi)均不可采。距離K8灰?guī)r5 m以內(nèi)。

2#煤組：煤組由2#、2#下兩層煤層組成，煤層總間距約3.8 m，總間距不穩(wěn)定，2#下煤層不穩(wěn)定。2#煤層層位較穩(wěn)定，厚度區(qū)間在0.00～1.28 m，平均厚度為0.77 m。區(qū)內(nèi)局部已采空。

3#煤組：煤組由3#、3#下兩層煤層組成，煤層總間距約10.1 m。3#煤層為主要可采煤層，區(qū)內(nèi)大部已采空。層位較穩(wěn)定，厚度區(qū)間在0.00～2.12 m，平均厚度為0.91 m。煤層的直接頂板和底板均為泥巖或砂質(zhì)泥巖，呈高阻明顯，低自然伽馬，低密度反應(yīng)。距離下部K7灰?guī)r10 m左右。

2.2太原組

石炭系上統(tǒng)太原組5#上、5#、5#下、6#、6#下、7#、7#下、8#、9#、10（9+10）#煤層，共計(jì)10層。其中5#上、5#、5#下號(hào)煤層為不穩(wěn)定局部可采煤層，6#、6#下、7#、#7下、8#等煤層為不可采煤層，10（9+10）#煤層為全區(qū)穩(wěn)定大部可采煤層。

5#煤組：煤組由5#上、5#、5#下3層煤層組成，3層煤總間距約9.6 m。層位穩(wěn)定，直接頂板多為泥巖或砂質(zhì)泥巖，底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，呈高阻明顯、低自然伽馬、低密度反應(yīng)特征。區(qū)內(nèi)5#上煤層厚度區(qū)間在0.00～1.29 m，平均厚度為0.62 m，區(qū)內(nèi)西側(cè)鉆孔可采；5#煤層厚度區(qū)間在0.00～2.64 m，平均厚度為1.11 m，區(qū)內(nèi)僅少數(shù)鉆孔達(dá)可采標(biāo)準(zhǔn)。5#下煤層厚度區(qū)間在0.00～0.45 m，平均厚度為0.11 m均不可采。

7#煤層：煤層厚度區(qū)間在0.00～0.45 m，平均厚度為0.11 m。距K4灰?guī)r平均0.35 m左右。

7#下煤層：全區(qū)內(nèi)均有7#下煤層位置存在，均為炭質(zhì)泥巖，位于K3頂板2 m左右。

8#煤層：煤層厚度區(qū)間在0.00～0.0.55 m，平均厚度為0.12 m。位于K3灰?guī)r底部0.40 m左右。

9+10#煤組：煤組為本區(qū)內(nèi)主要可采煤層之一。距K2灰?guī)r平均0.40 m左右，層位穩(wěn)定，直接頂板均為泥巖。煤組中上部夾矸為泥巖或砂質(zhì)泥巖，夾矸平均厚度為0.30 m。煤層整體呈中高阻、低伽馬、低密度、雙筍狀幅值形態(tài)。詳見圖1。

圖1K2灰?guī)r、9+10#煤層測(cè)井曲線特征區(qū)內(nèi)北部的9+10#煤組因沉積原因分叉為9#和10#煤層，9#、10#煤層中間巖性為粉砂巖和泥巖。越往北，分叉距離越大［3］。

3總結(jié)

井田面積不大，地層相對(duì)穩(wěn)定，已掌握的標(biāo)志層和煤層的測(cè)井參數(shù)曲線幅值均反應(yīng)良好，并呈現(xiàn)區(qū)域性規(guī)律，測(cè)井解釋結(jié)果與鉆探取芯結(jié)果高度吻合，真實(shí)地反映了地層信息。結(jié)合附近煤礦相鄰鉆孔可以在相對(duì)大范圍內(nèi)確定可采煤層的連續(xù)性，劃定可采煤的區(qū)域范圍，便于估算儲(chǔ)量，為礦方布置下一步工作提供了有利可靠的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

［1］張素朋.煤田地質(zhì)勘查中煤巖層對(duì)比方法研究［J］.能源技術(shù)與管理，2022，47（2）：174176.

［2］蘇育飛，張慶輝，屈曉榮.沁水煤田中東部地區(qū)深部煤層氣開發(fā)潛力評(píng)價(jià)［J］；煤炭科學(xué)技術(shù)，2018（5）：7072.

［3］李建華.測(cè)井曲線在山西某勘查區(qū)煤巖層對(duì)比中的應(yīng)用［J］.勘察科學(xué)技術(shù)，2015（1）：5558.