煤田测井中自然伽马曲线的应用效果分析

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自然伽马测井曲线在煤田测井中的应用

作者：陆勇

来源：《河南科技》2018年第10期

摘 要：自然伽马测井是使用探测仪器在钻井中测量地层的自然伽马射线强度，以研究钻孔剖面地层性质的一种方法。基于此，本文首先分析自然伽马测井曲线，然后根据实例探讨其在地层划分、煤层对比及定量研究地层泥质含量和煤层灰分中的应用。

关键词：自然伽马测井；地层划分；煤层对比；泥质含量；煤层灰分

中图分类号：P618.11；P631.817 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）10-0080-02

Application of Natural Gamma Logging Curve in Coalfield Logging

LU Hong

（Coal Geological Bureau in Anhui in the Third Exploration Team，Suzhou Anhui 234000）

Abstract： Natural gamma logging is a method of measuring the nature of the stratum by

measuring the natural gamma ray intensity of the formation in drilling by using a detecting instrument.

Based on this， this paper first analyzed the natural gamma ray logging curve， and then discussed

its application in stratigraphic division， coal seam contrast and quantitative study of shale content

煤田测井中自然伽马曲线的应用效果分析　

涂榜政（内蒙古煤田地质局１５３勘探队，内蒙古呼和浩特０１００１０）　

摘要：自然伽马曲线作为一种古环境的指示曲线，以其方便、连续、灵敏等优势，在科学钻探领域中得到了广泛的应用，并且发　挥着至关重要的作用。同时，作为煤田、油田勘查的重要分层指标，在寻找旋回地层等领域中进行了一定的应用，取得了很好的成果。　本文主要对自然伽马曲线在煤田测井中的应用情况进行分析，促进煤田测井手段与成果的进一步发展。　关键词：煤田测井；自然伽马曲线；应用　中图分类号：１：４０３．７；ＴＤ１６６　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００８－０１５５（２０１４）ｌ１－０２０３—０２　

自然伽马测井法主要就是在记录钻孔地质剖面岩　

层自然放射性强度的基础上进行测量，是一种最为简　

单的测井方法，随着人们对此方法的不断认识与掌握，　

在煤田测井中得到了普遍的应用。一方面，随着数字　

测井技术的不断普及与应用，其不仅可以作为一种普　

查放射性矿层的方式，还可以在岩性划分、煤层划分与　

定量研究煤灰分、明确第四纪界面、划分地质年代，以　

及确定断层等方面发挥着至关重要的作用。另一方　

面，自然伽马射线强度和岩石粒度有着一定的关系，所　

以，通过对自然伽马曲线的研究，可以明确煤田沉积情　

况。　

ｌ自然伽马测井概述　

测井技术主要起源于法国斯仑贝谢公司，中国测　

井技术主要应用在石油产业。随着科学技术水平的不　

断提高，测井技术经历了模拟测井技术、数字测井技　

术、数控测井技术、成像测井技术。在煤田中因为岩石　

中含有一些天然放射性物质，所以，在进行探测的时　

候，可以对其放射性进行探测。自然伽马测井主要就　

是利用伽马射线对岩石总自然伽马射线强度进行探　

测，进而对剖面地层性质予以研究的一种测井方法。　

岩石中放射性强度主要就是随着岩性变化而改　

变。首先，通常情况下，沉积岩自然伽马放射性要比岩　

浆岩、变质岩低一些。由于沉积岩中不含有放射性物　

质，其自然伽马放射性主要指的就是岩石吸附的放射　

｝ｊ井曲线在红墩子矿区煤田勘探中的应用效果　

马邮国刘旭东白莎（西安科技大学地质与环境学院，陕西西安７１００５４）　

摘要：通过对红墩子矿区煤系地层煤、岩层的物性参数特征进行统计，发现煤、岩层在测井曲线上物性差异反应明显，并对煤、　岩层进行了划分；再利用全区钻孔测井曲线进行对比分析，确定了山西组和太原组的地层界线以及区内煤层的层位、厚度及变化规　律、结构和稳定程度。最终确定了５煤、８煤、９煤为矿区的可采煤层。　关键词：红墩子矿区；煤系地层；物性参数；测井曲线　

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ。１００８—０１５５．２０１４．０１．１１３　中图分类号：Ｆ４０３．７；ＴＤ１５　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００８—０１５５（２０１４）０１—０１９２—０１　

１矿区地质概况　红墩子矿区位于宁夏回族自治区银川市，隶属兴　

庆区管辖。西距银川市约３０公里，东距内蒙古自治区　

鄂托克前旗约７０公里，西南距临河镇约１０公里。呈　

南北向条带状展布，南北长约３０ｋｍ，东西宽约７ｋｍ，面　

积约为２１０ｋｍ　。矿区无基岩出露，全部被第四系和古　

近系所覆盖，经钻孔揭露区内地层由老至新依次有：石　炭系上统土坡组；石炭二叠系太原组；二叠系下统山西　

组、石盒子组、上统孙家沟组；古近系渐新统清水营组　和第四系。其中二叠系下统山西组、石炭二叠系太原　

组为矿区煤系地层，共含可采煤层７层。为有效控制　

矿区煤炭储量，对区内所有钻孔进行了测井。　

２矿区煤系地层煤、岩层的物性参数特征　矿区煤系地层岩性主要以砂岩、泥岩、炭质泥岩、粉　

砂岩、薄层灰岩和煤为主，物性参数差异明显（见表１）。　

煤层在物性上具有低密度、低放射性含量、中高电　

阻率值的特点。在测井曲线上，与围岩相比，伽纪一伽　马曲线反映出高异常幅值，在自然伽马曲线上则反映　

为低幅值，电阻率曲线在煤层上表现为中高幅值，呈现　

明显的“二高一低”特征。　

泥岩由于密度相对较小，松软易扩径，电流的导通　

性较好，因而在电阻率曲线呈低幅值反映，在伽马一伽　马曲线上则显示稍高异常反映，由于泥岩具有颗粒小，　

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- 114 -工 程 技 术

自然伽马测井法最突出的特点在于操作简单，该技术是指在测量之前对钻孔地质剖面岩层自然放射性强度进行详细记录，从而为煤田测井工作提供可靠数据。在当前数字测井技术不断进步的今天，提高自然伽马测井法在煤田测井中的应用效果是人们关注的主要课题，因此，针对自然伽马曲线的概念及其应用有重要实践意义。１　自然伽马测井概述法国斯伦贝谢公司是测井技术的起源地，我国石油产业是应用测井技术的核心产业，科学技术水平的不断提高，使测井技术也经历了几个阶段的发展，包括模拟测井技术、数字测井技术、数控测井技术、成像测井技术等。在实际中，可将放射性探测应用于煤田中的岩石探测，主要是由于岩石中存在一些天然放射性物质，自然伽马测井是实施伽马射线探测岩石总自然伽马射线强度，进而研究剖面底层性质。岩性的变化会改变岩石中放射性强度，首先，在一般情况下，与岩浆岩、变质岩相比，沉积岩自然伽马放射性更低。岩浆岩与变质岩中含有云母、长石等放射性物质，使其有着较大的放射性强度；而沉积岩中没有放射性物质，岩石吸附的放射性物质的强度就是其自然伽马放射性。其次，岩石泥质含量的逐渐增加会提高沉积岩自然放射性，按照从低到高的顺序包括4种，分别为砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩，但除了含有放射性物质的岩石。２　自然伽马测井曲线的影响因素自然伽马测井曲线的影响因素较多，其中包括井的因素、地层厚度因素等，其中井的影响因素是由于井内钻井液的放射性强弱在一定程度上会影响其数值，岩层的数值会受到井径的影响而发生变化；同时曲线的数值会受到套管、管外水泥环的吸收能力的影响，因此，在实际应用过程中，校正曲线十分有必要。地层厚度的影响因素体现在地层较薄的情况下，会降低自然伽马测井曲线值，工作人员在实际中应考虑到这一因素。３　煤田测井中自然伽马曲线的应用在煤田测井中应用自然伽马曲线主要从5个方面出发，一是岩性划分，二是煤层及其结构的解释，三是比较煤岩层，四是沉积相的主要特点的解释，五是地质年代的划分，该文在分析自然伽马曲线在煤田测井中的应用时，就是将这5个方面作为出发点，以此为煤田测井作业提供可靠的依据奠定基础。３．１　岩性划分岩石粒度大小、沉积速度、沉积环境与沉积岩自然放射性强度有着密切联系，在沉积环境与放射性物质来源相同的情况下，沉积物粒度越细，其表面越大，岩粒吸附的放射性物质越多；沉积时间较长的情况下，那么可以为放射性物质提供的时间就越长。３．２　煤层及其结构的解释传统采用人工伽马曲线进行煤田测井时，在煤田与岩层电性差异不显著的情况下，或者出现煤层坍塌而导致扩大井径，将无法准确地解释煤层及其结构。而将自然伽马曲线应用于 煤田测井，能够避免外界干扰因素带来的不利影响，其能够直观、形象的展现岩性物性的变化，从而准确的解释煤层及其结构。３．３　煤岩层的比较为了能够深入的分析与研究煤田地质的地下结构，比较每一个钻孔测井曲线十分有必要，其目的是为了对沉积关系、岩相变化与岩性变化、岩层厚度变化等内容进行明确；勘探区通过比较各个钻孔测井曲线，能够全面了解煤田地质的地下地质构造，同时能够掌握煤层及其结构，通过对煤层分布、厚度、结构、煤质变化等全面探查，从而为更好地进行煤层划分奠定基础，由此可见，将自然伽马曲线应用于煤岩层比较中有重要的实践意义。在确定煤层沉积地质年代过程中，可通过自然伽马曲线的形态准确评估得以实现，且自然伽马曲线的应用还能为煤田开发与利用提供有效依据。３．４　解释沉积相的主要特征３．４．１　幅度自然伽马曲线形态最突出的特征就是幅度，其能够全面体现沉积特征变化情况，其中包括沉积体的粒度、泥质含量、分选性等。一般情况下，高能环境的产物为粗粒沉积，其具有的自然伽马值相对较低；低能环境的产物为细粒沉积物，其自然伽马值较高。为了保证煤田测井工作的顺利完成，全面了解环境能量变化是关键，因此，相关人员需要通过对自然伽马曲线幅度的变化情况进行深入分析。３．４．２　形状通过对沉积过程中的物源供应和水动力条件等沉积特征，可以了解自然伽马测井曲线形状。３．４．３　接触关系渐变型、突变型是单层砂石顶、底部测井曲线形态的2种类型，其主要体现3个部分，分别为砂岩沉积初期、末期物源、水动力条件。煤田测井中自然伽马曲线的应用效果分析王志刚（辽宁省东煤地质一○一队有限责任公司，辽宁 调兵山 112700）摘󰀁󰀁要：当前科学技术水平的不断提高，数字测井技术也得到不断进步，自然伽马曲线具有的方便、连续、灵敏等特点，使其在科学钻探领域得到了广泛应用，且取得良好的应用效果。在时代迅速发展的大环境下，人们对煤田测井工作质量提出了更高的要求，为了提高自然伽马曲线的应用效果，该文首先阐述了自然伽马测井的概念以及自然伽马测井曲线的影响因素，之后分析了煤田测井中自然伽马曲线的应用。关键词：煤田测井；自然伽马曲线；钻探中图分类号：P631󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁文献标志码：A中国新技术新产品2019 NO.6（下）