柴北缘含煤区地层测井物性特征分析
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第23卷12期 2011年12月 中国煤炭地质 COAL GEoLOGY OF CHINA V01.23 No.12 Dec. 20l1 doi:10.39690.issn.1674-1803.2011.12.12 文章编号:1674—1803(2011)12—0042—04
柴北缘含煤区地层测井物性特征分析
潘语录
(青海煤炭地质勘查院,青海西宁810001)
摘要:以柴达木盆地北缘的鱼卡煤田为例,对含煤地层中的各种岩性的测井响应特征进行分析.认为该区的地球物 理特征属“简单易区别”型,即煤岩层的物性差异较大,物性条件较好,不同岩性在伽马一伽马、自然伽马、电阻率等测 井曲线上的特征明显,根据曲线的变化幅度、峰值高低等曲线特征,可有效进行煤岩层划分与对比。根据实际测井解 释成果,对侏罗系上统红水沟组、采石岭组、侏罗系中一下统大煤沟组的页岩段、上含煤段及下含煤段等标志层段的 测井曲线组合特征进行了描述。 关键词:煤系地层;测井曲线;标志层;鱼卡煤田 中图分类号:P631.8 文献标识码:A
Strata WeU Logging Characteristic Analysis of Coal-bearing Area on North Margin of Qaidam Basin
Pan Yulu
(Qinghai Coal Geological Exploration Institute,Xining,Qinghai 810001)
Abstra ct:Taking the Iqe coalfield on the north margin of the Qaidam Basin.carried out analysis of well logging response characteristics of various lithologic rocks in coal-bearing strata.The analysis has considered that the geophysical characters of the area belong to”simple and easy to distinguish”type,that is to say the physical property of coal seams and rocks has rather distinct differences,different lithologie rocks have obvious different characters on gamma-gamma,gamma-ray and resistivity logging traces. Based on logging traces characteristic variation amplitudes,high or low crest values can distinguish and correlate coal seams and rocks effectively.On the practical logging interpretation result basis,carried out logging trace combination characteristics description
of marker bed sectors of upper Jurassic Hongshuigou and Caishiling formations,middle—lower Jurassic Dameigou Formation shale,
upper and lower coal—bearing members. Keywords:coal measures strata;logging trace;marker bed;Iqe coalfield
0引言
柴达木盆地北缘(简称柴北缘),是青海省第二
大含煤区,分布有鱼卡、大头羊、绿草山、大煤沟、西
大滩、高泉等矿区,含煤地层以中、下侏罗统为主,煤
类以长焰煤、不粘煤为主。其中鱼卡煤田为柴北缘主
要含煤区,煤层厚度大,储量集中,其远景储量约为
20亿t,探明储量l1亿t,交通便利,开采技术条件
较好,环境污染小。是青海省目前探明储量较大的煤 田之一,有较好的开发前景。本文以位于绿梁山之北
与达肯大坂山隆起之南的鱼卡煤田为例,对柴北缘 含煤地层地球测井物性特征进行分析,为该地区进
行岩煤层对比.进而解决复杂地质构造问题提供基
础资料。
1地质概况
鱼卡煤田处于柴达木准地台柴北缘残山断褶带
作者简介:潘语录(197O一)男,物探工程师,1989年毕业于陕西煤校 物探专业,现任青海煤炭地质勘查院副院长。 责任编辑:孙常长 上,为陆相山前坳陷盆地型煤田,呈北西向展布,东
西长约65km,南北平均宽约8km,面积约520km2
(图1)。
1.1地层
鱼卡煤田划属西北地层大区柴达木地层分区柴
北东缘地层小区,域内地层出露仅有下元古界达肯
大坂群.古生界上奥陶统及上石炭统,中生界中、上
侏罗统,新生界古近系、第四系。以鱼卡煤田东部勘
查区为例,其地层自老至新由上奥陶统滩间山群、中
图1鱼卡煤田构造位置示意图
Figure 1 A sketch tectonic location map of Iqe coalfiel
d 12期 潘语录:柴北缘含煤区地层测井物性特征分析 43
侏罗统大煤沟组下含煤段、砂岩段、上含煤段、页岩
段。上侏罗统采石岭组砂岩段、砂泥岩段,上侏罗统
红水沟组,古近系路乐河组、第四系全新统砂砾石
层。侏罗系为区内煤系地层,最大埋深逾千米。
1.2岩性
鱼卡煤田含煤地层岩性主要为粗粒砂岩、细粒
砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩和煤层,地层顺序基本上为
由粗至细重复出现,粒度韵律明显。煤层在韵律的固
定位置出现,其顶、底板岩性一般为泥岩或粉砂质泥
岩。
①泥岩。一般为深灰色,厚层状,泥质结构,岩石
较致密;粉砂岩,一般为深灰色,岩石致密坚硬。
②细粒砂岩。一般为灰白色,中厚层状,成分以
石英为主,岩石致密。
③粗粒砂岩。巨厚层状,泥质胶结,分选中等,岩
石致密较坚硬,遇水松软。
④页岩。以棕褐、深灰色页岩为主夹菱铁矿结
核,结核呈串珠状,局部含油页岩,风化呈页片状。
⑤煤。黑色碎块状,暗煤为主夹丝炭及亮煤,易
染指。
2地球物理特征
鱼卡煤田含煤地层的地球物理特征属“简单易
区别”型,即煤岩层的物性差异较大,物性条件较好。
不同岩性在伽马一伽马、自然伽马、电阻率等测井曲
线上的特征明显,可根据其在曲线的变化幅度、峰值
高低等曲线形态,对煤岩层进行有效区分和对比。
鱼卡煤田含煤地层原生沉积较稳定一稳定。主
要岩层、煤层的地球物理测井参数特征如下(表1)。
表1主要测井参数物性特征表 Table 1 Main well logging parameter physical property characteristics
①砂岩。在本区,随着组成岩石颗粒粒度的增
大,在电阻率曲线上幅值由低变高。自然伽马曲线则
由高变低,而在伽马一伽马曲线上呈低异常幅值出
现,变化不大。
②煤层。在伽马一伽马曲线上均以低密度的高
幅值形态出现;在自然伽马曲线上以低异常形态出 现:在电阻率曲线上由于煤化程度的不均匀,曲线形
态变化较大,但大多数煤层都以高于其它岩层的高
幅值形态出现。
③泥岩。在电阻率曲线上均以最低幅值形态显
示.在自然伽马曲线上则以最高幅值形态显示,而在
伽马一伽马曲线上表现为中一低幅值形态。
④炭质泥岩。一般在煤层组中以夹矸形式出现,
有时也相当于煤层层位单独出现,其物性介于煤层
和泥岩之间 ⑤页岩。在伽马伽马曲线上均呈较低的异常,在
自然伽马曲线上其幅值介于泥岩和砂岩之间,呈小
幅的“振荡型”,电阻率曲线异常值较小。在鱼卡煤田
西部及尕秀区段,大多数钻孔剖面中页岩含油。
3鱼卡煤田煤系地层测井响应特征
3.1侏罗系上统红水沟组
该组地层岩性在地表未见出露。但区内各钻孔
内皆稳定可见。岩性以紫红、紫褐色粉砂岩、粉砂质
泥岩、泥岩为主,夹数层含砾粗砂岩。由于岩层以泥
岩、粉砂质泥岩为主,所以钻孑L孔径变化对密度、声
波速度等物性影响较大(图2)。除粗砂岩层外,总体
上其自然伽马较高,一般150~220API。密度2.2~
2.7g/cm ,电阻率变化平稳,在剖面上呈最低值,为
l0~5OQ・m
>
图2红水沟组测井曲线特征
Figure 2 Logging trace characteristics of Hongshuigou Formation
3-2侏罗系上统采石岭组
该组地层在区内各钻孔中皆可见.岩性主要由
紫红色、褐色、黄色、黄绿色等杂色粉砂岩、泥岩、
中国煤炭地质 第23卷
图3采石岭组测井曲线特征 Figure 3 Logging trace characteri ̄ics of Caishiling Formation
中一粗粒砂岩互层或互为夹层组成。厚度变化较大。
该组地层中部的砂泥岩段.其密度和自然伽马曲线
形态呈小幅振荡型(图3),其余岩性测井响应正常,
如粗砂岩层呈现的低伽马高密度异常.分别为3O一
80API和2.3 ̄2.6g/cm 。
3.3侏罗系中大煤沟组
根据岩性、岩相结合古生物及含煤性特征划分
为四个岩性段,自上而下分述如下。
3.3.1页岩段
出露于工作区南北两侧。由一套棕黄、棕灰色油
页岩夹薄层泥岩、泥质粉砂岩等组成。其底部所含的
双壳类化石十分特征,是钻探施工中判断地层层位
的典型标志。该页岩段在测井曲线上异常明显,其
顶、底部由于受上、下围岩的沉积影响,物性接近于
砂质泥岩。
在页岩段中部。其物性表现在自然伽马、密度、
电阻率曲线上都有小尖峰状显示,各自对应。页岩段
所夹的薄层砂泥岩.在测井曲线上呈现出高阻值、低
伽马的明显反映(图4)。
3.3.2上含煤段
该段以灰黑、灰黑色粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩
夹灰白、灰色粗粒砂岩为主,含M1、M2、M3、M4、M5
煤层.其中M5煤层厚度基本稳定,全区皆有发育,
是区内主要可采煤层之一,其余煤层大都不可采。
M5煤层异常特征明显.密度在该层段最小,为
1.2~1.4g/oms;其自然伽马强度呈最低值显示,一般
30~40API.灰份增大时可达100API左右。在该层段
含炭质泥岩数层,其密度变化介于煤和泥岩之间;其 密度 自然伽马 电阻率 自然电位声
图4大煤沟组页岩段测井曲线特征 Figure 4 Logging trace characteristics of Shale Member,Dameigou Formation 波速度
电阻率为高异常显示,在200~6001 ̄・m;自然电位曲
线呈明显的负异常:纵波速度在1700~2000m/s。其
余煤层由于厚度小,受围岩等影响较大,其物性反映
均无M 煤层明显,但在剖面上还是很容易区分的,
只是确定层位比较困难。
M 煤层顶板为一套灰白色粗砂岩层,其在测井
曲线上呈明显的低伽马、中一高密度显示,由于其孔