煤炭測(cè)井處理解釋技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)煤炭測(cè)井儀器全部為數(shù)字測(cè)井儀，測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)在野外采集時(shí)便錄入計(jì)算機(jī)。煤炭測(cè)井處理解釋技術(shù)主要包括測(cè)井資料數(shù)字預(yù)處理、巖性識(shí)別與分層、斷層與破碎帶解釋、含水層解釋；通過(guò)測(cè)井曲線進(jìn)行煤巖層對(duì)比；進(jìn)行巖性分析、煤質(zhì)分析和巖石力學(xué)性質(zhì)計(jì)算；在進(jìn)行煤層氣評(píng)價(jià)時(shí)，可應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)相關(guān)技術(shù)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)估算目的煤層煤層氣含量。1.測(cè)井資料數(shù)字預(yù)處理測(cè)井資料數(shù)字預(yù)處理是應(yīng)用計(jì)算機(jī)和測(cè)井處理軟件檢查測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)質(zhì)量，對(duì)測(cè)井曲線進(jìn)行深度取齊、數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、曲線濾波，對(duì)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)作影響因素的校正、刻度等，求得準(zhǔn)確的測(cè)井物理參數(shù)。2.巖性識(shí)別與分層應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別巖性和分層主要有概率統(tǒng)計(jì)法和巖性判別樹法，因符合率低，目前很少采用，現(xiàn)在人們習(xí)慣用人機(jī)交互法分層識(shí)別巖性。根據(jù)不同煤巖層在各種測(cè)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(zhǔn)確的劃分鉆孔地質(zhì)剖面，確定煤層深度、厚度及結(jié)構(gòu)，這一測(cè)井解釋技術(shù)已相當(dāng)成熟。煤層解釋一般是依據(jù)煤層在密度、自然伽馬、視電阻率和聲波時(shí)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(shí)差曲線上均為高異常反映，便可準(zhǔn)確地識(shí)別煤層。當(dāng)有孔壁垮塌擴(kuò)徑影響時(shí)，可能會(huì)形成似煤異常反映，則應(yīng)結(jié)合鉆探、地質(zhì)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(diǎn)為解釋點(diǎn)；自然伽馬曲線異常半幅值點(diǎn)為解釋點(diǎn)；視電阻率曲線異常根部突變點(diǎn)為解釋點(diǎn)。煤層深度、厚度最終解釋成果由各種參數(shù)各自解釋結(jié)果的平均值確定。薄煤層解釋點(diǎn)相應(yīng)向異常頂部移動(dòng)。劃分砂泥巖層的巖性主要依據(jù)它們?cè)谝曤娮杪省⒆匀毁ゑR曲線上的異常反映特征來(lái)分層定性，同時(shí)結(jié)合其他測(cè)井曲線、鉆探、地質(zhì)等資料綜合解釋。砂泥巖層的分層點(diǎn)，在視電阻率曲線上為相對(duì)異常幅值的拐點(diǎn)，在自然伽馬曲線上為相對(duì)異常幅值的半幅點(diǎn)。3.斷層與破碎帶解釋破碎帶在一些測(cè)井曲線上通常也有較明顯的特征，但具有多解性，必須結(jié)合鉆探、地質(zhì)資料綜合分析判斷。而要確定斷層還必須進(jìn)行煤巖層測(cè)井曲線對(duì)比，有的破碎帶并不一定是斷層，只有部分地層缺失或重復(fù)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(chǔ)上進(jìn)行的，在砂泥質(zhì)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(fā)育且無(wú)泥質(zhì)充填，才有可能是含水層，同時(shí)需要進(jìn)行擴(kuò)散測(cè)井或流量測(cè)井確定真正的含水層。5.地層對(duì)比用測(cè)井曲線進(jìn)行地層對(duì)比的數(shù)學(xué)方法很多，如應(yīng)用適應(yīng)性較好的相關(guān)對(duì)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(cè)井曲線形態(tài)對(duì)比，首先是尋找曲線特征標(biāo)志確定標(biāo)志層，利用標(biāo)志地層在測(cè)井曲線上的主要物性特征及各層段的物性組合規(guī)律，與鄰近正常鉆孔進(jìn)行標(biāo)志層的追蹤對(duì)比，達(dá)到掌握煤巖層變化規(guī)律和摸清地質(zhì)構(gòu)造的目的。煤巖層對(duì)比可以確定煤層層位、地層年代、斷層、地質(zhì)標(biāo)志層層位，研究煤、巖層區(qū)域變化規(guī)律。6.巖性分析目前測(cè)井解釋中主要使用體積模型來(lái)進(jìn)行巖性分析，相對(duì)比較成熟，就是把巖石體積分成巖石骨架、泥質(zhì)、孔隙（飽和含水）3部分，作為對(duì)測(cè)井響應(yīng)的貢獻(xiàn)之和，建立相關(guān)的測(cè)井響應(yīng)方程，則可求得巖石的砂泥水體積百分含量?，F(xiàn)代煤炭地質(zhì)勘查技術(shù)式中：ρ、I分別為巖石的密度、自然伽馬測(cè)井值；ρma、ρsh、ρw分別為巖石骨架、泥質(zhì)、孔隙中水對(duì)密度測(cè)井的響應(yīng)值；Ima、Ish、Iw分別為巖石骨架、泥質(zhì)、孔隙中水對(duì)自然伽馬測(cè)井的響應(yīng)值；Vma、Vsh、φ分別為巖石骨架、泥質(zhì)、孔隙的相對(duì)體積。7.煤質(zhì)分析煤的組分是十分復(fù)雜的，很難用準(zhǔn)確而簡(jiǎn)單的模型來(lái)描述。目前進(jìn)行煤質(zhì)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(fā)分）、灰分、水分（孔隙中充滿水）三部分組成，作為對(duì)測(cè)井響應(yīng)的貢獻(xiàn)之和，并建立相關(guān)的測(cè)井響應(yīng)方程，進(jìn)而求得煤層的體積分?jǐn)?shù)?，F(xiàn)代煤炭地質(zhì)勘查技術(shù)式中：ρ、I分別為煤層的密度、自然伽馬測(cè)井值；ρc、ρa(bǔ)、ρw分別為純煤、灰分、水分對(duì)密度測(cè)井的響應(yīng)值；Ic、Ia、Iw分別為純煤、灰分、水分對(duì)自然伽馬測(cè)井的響應(yīng)值；Vc、Va、Vw分別為純煤、灰分、水分的相對(duì)體積質(zhì)量。為了與實(shí)驗(yàn)室的工業(yè)分析相比較，一般將體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換成質(zhì)量分?jǐn)?shù)：現(xiàn)代煤炭地質(zhì)勘查技術(shù)式中：Qw、Qa、Qc分別為水分、灰分、純煤的相對(duì)重量百分比。8.巖石力學(xué)性質(zhì)計(jì)算巖石力學(xué)性質(zhì)主要是指巖石承受各種壓力的性質(zhì)，也就是巖石強(qiáng)度特性。根據(jù)彈性力學(xué)知識(shí)可知，由介質(zhì)密度、介質(zhì)中聲波傳播的縱波速度和橫波速度，可確定介質(zhì)的各項(xiàng)彈性參數(shù)：現(xiàn)代煤炭地質(zhì)勘查技術(shù)式中：E、K、μ、δ分別為介質(zhì)的楊氏模量、體積模量、切變模量、泊松比；ρ為介質(zhì)密度；VP、VS分別為介質(zhì)中聲波傳播的縱波速度和橫波速度。目前通過(guò)密度測(cè)井和聲波測(cè)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(jīng)驗(yàn)公式估算：現(xiàn)代煤炭地質(zhì)勘查技術(shù)因此，由測(cè)井資料可求得巖石力學(xué)性質(zhì)，而估算出的巖石強(qiáng)度因其成本低、速度快而被廣泛應(yīng)用和重視。另外，在測(cè)井解釋中又定義了一個(gè)新參數(shù)———強(qiáng)度指數(shù)S來(lái)描述巖石的強(qiáng)度性質(zhì)?，F(xiàn)代煤炭地質(zhì)勘查技術(shù)9.估算煤層含氣量煤層中甲烷氣體是吸附在煤基質(zhì)的微孔隙的內(nèi)表面上，并只有有機(jī)質(zhì)才吸附氣體，而礦物質(zhì)和水是不吸附氣體的。在一小勘探區(qū)的同一煤層上，由于儲(chǔ)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(zhì)含量（灰份加水分）呈線性關(guān)系。也就是說(shuō)，用測(cè)井資料求得的煤層灰分產(chǎn)率與實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的煤層含氣量建立線性相關(guān)關(guān)系，就可連續(xù)地估算煤層含氣量。同時(shí)，應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在一定條件下也能直接估算煤層含氣量。
備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。