地球物理测井密度测井及岩性密度测井
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浅析地球物理测井在煤田地质勘探中的应用摘要:我国的煤炭资源在世界位居前列,并且煤炭是我国主要的消耗能源,因此煤田地质勘探对我国能源开采的极其重要。
地球物理测井简称测井,是通过在钻孔中提拉探管来测量地下岩层的导电特性、声学特性、放射性等物理参数,从而达到识别地下岩层的目的。
本文主要简单地介绍几种地球物理测井方法及其在煤田地质勘探中的应用。
关键词:地球物理测井;测井方法;煤田勘探1 引言地球物理测井技术经过长达几十年的发展,形成了以核、声、电三种测井系列为主的诸多测井方法,在煤田地质勘探中通过利用这些技术方法,我们可以确定煤层的埋深、厚度及结构;划分地层岩性剖面,推算解释地层时代;确定地下断层性质、层位及断距;测算地层地温梯度;计算地层孔隙度,地层含水饱和度及含水层位置;测量钻孔的顶角和方位角等。
2 测井技术方法介绍2.1自然伽马测井自然伽马测井是煤田地质勘探测井中最常用的测井方法,它主要通过探管测量岩层的天然伽马射线强度。
在沉积岩地层中,因为放射性元素主要存在于黏土矿物中,因此地层泥质含量越多,其放射性越强。
通过这种规律,我们就可利用自然伽马测井来划分钻孔的岩性剖面、确定砂泥岩沉积地层中的泥质含量以及确定地层的渗透性。
通过自然伽马测井,我们也可以根据地层放射性来勘探地层中的其他具有放射性的矿产(如钾盐、钍、铀等)。
2.2密度测井自然伽马测井是测量岩石中的放射性元素发射的伽马射线强度,是被动的测量方式。
而密度测井是采用主动测量的方式:通过探管携带的人工放射源在地下产生射线,测量射线在与地下岩石经过相互作用后的射线强度,进而计算出地下岩层的体积密度,达到识别地下岩性的目的。
由于煤的密度与其他岩石的密度有着十分明显的差异,所以密度测井能让我们简单快速的识别到煤层,确定其埋藏深度及其厚度。
2.3电阻率测井电阻率测井是以地下岩层的导电性(电阻率或电导率)为基础,在钻孔中通过电极系来测量地层电阻率的一种方法。
第八章 密度测井和岩性密度测井此两种测井方法是由伽马源向地层发射伽马射线,经与地层介质相互作用后,再由伽马探测器接收(即为伽马-伽马测井),地层不同,探测器记录的读数不同,从而被用来研究地层性质。
§1 密度测井、岩性密度测井的地质物理基础一、岩石的体积密度b ρ(即真密度): VG b =ρ (单位体积岩石的质量)对含水纯岩石: φρφρρρρφ⋅+-=⋅+⋅=+=f ma f ma ma fma b V V V VG G )1( 单位:(g/cm 3)其中:V V V ma =+φ(1)组成岩石的骨架矿物不同,ρma 不同,如石英为2.65,方解石为2.71,白云石为2.87,对于相同孔隙度得到的体积密度也就不同,由此可判断岩性;另一方面,利用体积密度计算孔隙度时,必须得先确定岩性。
(2)孔隙性地层的密度小于致密地层,且随着φ的增加ρb 减小,由此可求φ。
且(盐水泥浆)(淡水泥浆)1.10.1=f ρ二、康普顿散射吸收系数∑中等能量γ射线与介质发生康普顿散射康普顿散射而使其强度减小的参数(康普顿减弱系数---由康普顿效应引起的伽马射线通过单位距离物质减弱程度): A N z b A eρσ⋅⋅=∑ 沉积岩中大多数核素A z 均接近于0.5(见表8-1, P138),常见的砂岩、石灰岩、白云岩的A z 的平均值也近似为0.5(见表8-2),所以对于一定能量范围的伽马射线(e σ为常数),∑只与b ρ有关。
密度测井利用此关系,通过记录康普顿散射的γ射线的强度来测量岩石的密度。
三、岩石的光电吸收截面1、线性光电吸收系数:当γ的能量大于原子核外电子的结合能时,发生光电效应的概率。
n A Z λρτ1.40089.0=2、岩石的光电吸收截面指数Pe 它是描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数,即伽马光子与岩石中一个电子发生光电效应的平均光电吸收截面,单位b/电子。
而它与原子序数关系为:Pe=aZ 3.6a 为常数,地层岩性不同,Pe 有不同的值,也就是说Pe 对岩性敏感,可以以来确定岩性,Pe 是岩性密度测井测量的一个参数。
测井原理与综合解释测井原理是指利用地球物理仪器和技术,对地下岩石层进行实时监测和测量的过程。
通过测井原理,可以获得有关地下岩石层中所含矿物、岩性、含水性、温度、压力等参数的信息,从而帮助地质学家和工程师进行油气勘探和开发。
测井原理主要依赖于以下几种物理现象和原理:1. 电性测井原理:利用地层中的电性差异,通过测量电阻率、电导率等指标来判断地层的性质。
例如,导电层岩石通常具有良好的含油性能。
2. 密度测井原理:根据地下岩石的密度差异,通过测量岩石的密度来判断地层的性质。
例如,含有矿物质量高的岩石通常具有较高的密度。
3. 声波测井原理:利用地层中声波的传播速度来判断地层的性质。
不同类型的岩石对声波的传播速度有不同的影响。
4. 核磁共振测井原理:利用地层中核磁共振现象,通过测量核磁共振信号来判断地层的性质。
不同类型的岩石对核磁共振信号有不同的响应。
综合解释是指通过将不同类型的测井数据进行综合分析和解释,得出地下岩石层的具体性质和分布。
综合解释的过程包括以下几个步骤:1. 数据校正和质量评估:初步检查测井数据的准确性和有效性,排除可能的误差和异常点。
2. 数据融合:将来自不同类型测井仪器的数据进行融合,形成一个统一的数据集。
3. 数据解释:根据测井原理和地质知识,对数据进行解释,得出地层的特征和性质。
可以使用图表、剖面图等方式展示解释结果。
4. 建模和预测:根据解释结果,建立地下岩石层的模型,并利用模型进行预测和评估。
这可以帮助决策者进行油气资源勘探和开发的决策。
综合解释需要综合考虑不同类型的测井数据,以及地质知识和经验。
准确地解释地下岩石层的性质和分布,对于油气勘探和开发具有重要意义。