煤炭測井處理解釋技術

目前國內煤炭測井儀器全部為數字測井儀，測井數據在野外采集時便錄入計算機。煤炭測井處理解釋技術主要包括測井資料數字預處理、巖性識別與分層、斷層與破碎帶解釋、含水層解釋；通過測井曲線進行煤巖層對比；進行巖性分析、煤質分析和巖石力學性質計算；在進行煤層氣評價時，可應用數理統計相關技術、BP神經網絡技術估算目的煤層煤層氣含量。1.測井資料數字預處理測井資料數字預處理是應用計算機和測井處理軟件檢查測井數據質量，對測井曲線進行深度取齊、數據糾錯、曲線濾波，對測井數據作影響因素的校正、刻度等，求得準確的測井物理參數。2.巖性識別與分層應用計算機自動識別巖性和分層主要有概率統計法和巖性判別樹法，因符合率低，目前很少采用，現在人們習慣用人機交互法分層識別巖性。根據不同煤巖層在各種測井方法曲線上的物性特征反映，按照一定的解釋原則，可以準確的劃分鉆孔地質剖面，確定煤層深度、厚度及結構，這一測井解釋技術已相當成熟。煤層解釋一般是依據煤層在密度、自然伽馬、視電阻率和聲波時差曲線上的異常反映特征，即在密度曲線上為全孔最低異常反映，特征十分明顯，在自然伽馬曲線上為低異常反映，在視電阻率和聲波時差曲線上均為高異常反映，便可準確地識別煤層。當有孔壁垮塌擴徑影響時，可能會形成似煤異常反映，則應結合鉆探、地質等資料綜合分析、慎重解釋。確定目的煤層界面常以密度曲線為主，異常半幅值點為解釋點；自然伽馬曲線異常半幅值點為解釋點；視電阻率曲線異常根部突變點為解釋點。煤層深度、厚度最終解釋成果由各種參數各自解釋結果的平均值確定。薄煤層解釋點相應向異常頂部移動。劃分砂泥巖層的巖性主要依據它們在視電阻率、自然伽馬曲線上的異常反映特征來分層定性，同時結合其他測井曲線、鉆探、地質等資料綜合解釋。砂泥巖層的分層點，在視電阻率曲線上為相對異常幅值的拐點，在自然伽馬曲線上為相對異常幅值的半幅點。3.斷層與破碎帶解釋破碎帶在一些測井曲線上通常也有較明顯的特征，但具有多解性，必須結合鉆探、地質資料綜合分析判斷。而要確定斷層還必須進行煤巖層測井曲線對比，有的破碎帶并不一定是斷層，只有部分地層缺失或重復才能判定為斷層。4.含水層解釋含水層解釋一般是在巖性解釋的基礎上進行的，在砂泥質地層砂巖（砂層）是可能的含水層，在碳酸鹽地層只有巖溶裂隙發育且無泥質充填，才有可能是含水層，同時需要進行擴散測井或流量測井確定真正的含水層。5.地層對比用測井曲線進行地層對比的數學方法很多，如應用適應性較好的相關對比法、功率譜分析法、序列剪接法和有序熵法等。目前常用的還是測井曲線形態對比，首先是尋找曲線特征標志確定標志層，利用標志地層在測井曲線上的主要物性特征及各層段的物性組合規律，與鄰近正常鉆孔進行標志層的追蹤對比，達到掌握煤巖層變化規律和摸清地質構造的目的。煤巖層對比可以確定煤層層位、地層年代、斷層、地質標志層層位，研究煤、巖層區域變化規律。6.巖性分析目前測井解釋中主要使用體積模型來進行巖性分析，相對比較成熟，就是把巖石體積分成巖石骨架、泥質、孔隙（飽和含水）3部分，作為對測井響應的貢獻之和，建立相關的測井響應方程，則可求得巖石的砂泥水體積百分含量。現代煤炭地質勘查技術式中：ρ、I分別為巖石的密度、自然伽馬測井值；ρma、ρsh、ρw分別為巖石骨架、泥質、孔隙中水對密度測井的響應值；Ima、Ish、Iw分別為巖石骨架、泥質、孔隙中水對自然伽馬測井的響應值；Vma、Vsh、φ分別為巖石骨架、泥質、孔隙的相對體積。7.煤質分析煤的組分是十分復雜的，很難用準確而簡單的模型來描述。目前進行煤質分析主要是建立煤層體積模型，即把煤層體積分成純煤（包括固定碳和揮發分）、灰分、水分（孔隙中充滿水）三部分組成，作為對測井響應的貢獻之和，并建立相關的測井響應方程，進而求得煤層的體積分數。現代煤炭地質勘查技術式中：ρ、I分別為煤層的密度、自然伽馬測井值；ρc、ρa、ρw分別為純煤、灰分、水分對密度測井的響應值；Ic、Ia、Iw分別為純煤、灰分、水分對自然伽馬測井的響應值；Vc、Va、Vw分別為純煤、灰分、水分的相對體積質量。為了與實驗室的工業分析相比較，一般將體積分數轉換成質量分數：現代煤炭地質勘查技術式中：Qw、Qa、Qc分別為水分、灰分、純煤的相對重量百分比。8.巖石力學性質計算巖石力學性質主要是指巖石承受各種壓力的性質，也就是巖石強度特性。根據彈性力學知識可知，由介質密度、介質中聲波傳播的縱波速度和橫波速度，可確定介質的各項彈性參數：現代煤炭地質勘查技術式中：E、K、μ、δ分別為介質的楊氏模量、體積模量、切變模量、泊松比；ρ為介質密度；VP、VS分別為介質中聲波傳播的縱波速度和橫波速度。目前通過密度測井和聲波測井一般可直接得到巖石的密度和縱波速度，而橫波速度則由經驗公式估算：現代煤炭地質勘查技術因此，由測井資料可求得巖石力學性質，而估算出的巖石強度因其成本低、速度快而被廣泛應用和重視。另外，在測井解釋中又定義了一個新參數———強度指數S來描述巖石的強度性質。現代煤炭地質勘查技術9.估算煤層含氣量煤層中甲烷氣體是吸附在煤基質的微孔隙的內表面上，并只有有機質才吸附氣體，而礦物質和水是不吸附氣體的。在一小勘探區的同一煤層上，由于儲層壓力和溫度等影響因素是近似相等的。若忽略煤層含氣飽和度的影響，則煤層含氣量與非煤物質含量（灰份加水分）呈線性關系。也就是說，用測井資料求得的煤層灰分產率與實驗室測得的煤層含氣量建立線性相關關系，就可連續地估算煤層含氣量。同時，應用BP神經網絡在一定條件下也能直接估算煤層含氣量。
備注：數據僅供參考，不作為投資依據。