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                        淺談數字化測井技術在煤礦地質勘探中的應用

                        發布日期:2019-06-17  來源:萬方  瀏覽次數:943
                                測井是礦地質勘探中重要的勘測手段,具有很強的技術性和專業性,由于測井資料對地質災害預防,地質環境調查、保護以及礦產資源勘探、開采等方面都具有很強的科學指導作用, 所以地質勘探中對測井準確度的要求也非常高。近年來我國經濟發展對煤炭資源需求量的不斷增加和一些煤礦地質災害的頻發,使得煤炭地質勘探領域對測井質量和效率也提出了更高的要求。 同時在計算機和自動控制等技術的推動下,傳統的測井技術也得到更新完善,逐漸發展成為具有更好便攜性、適用性和準確性的數字化測井系統。 數字化測井技術極大地提高了測井工作效率,對于準確、快速地獲取勘測區域內煤層深度、巖層特性、含水層位置和涌水量等地質信息起到了關鍵性作用。一、數字化測井技術特點分析 1.測井技術簡介。 測井又被稱為地球物理測井或礦場地球物理,是利用巖層的導電特性、電化學特性、聲學特性、放射性等地質物理特性,測量各類地質物理參數的方法。 測井是利用了電、重、磁、震、核等物理原理,制造出針對各項地質物理參數的各種測井儀器,通過這些測井儀器來完成測井過程的。 測井時首先需要鉆井,通過測井電纜將儀器設備下到鉆井中,并將測井數據傳輸到地面,利用地面的電測儀等設備對測井儀器測量的各類地質參數進行采集、記錄,并繪制成測井曲線。 然后,專業人員再通過對各類地質參數和測井曲線的分析來識別地下巖層、含水層等,確定和研究地下煤礦資源的分布規律。
                                目前在煤礦地質勘探中常用的測井技術淺談數字化測井技術在煤礦地質勘探中的應用李 濤摘要:測井技術是煤礦地質勘探中測量各種地質物理參數的常用的測量手段,在確定煤層位置、深度、厚度以及確定含水層厚度和特征等地質勘探環節中都具有重要的應用。 隨著科學技術的不斷發展,尤其是在計算機技術、自動控制技術和單片機等科技的持續推動下,測井技術也逐漸從過去的模擬測井發展到如今的數字化測井階段,使測井技術在工作效率、勘探質量、可靠性以及適用性等方面都更具優勢,極大地提高了煤礦地質勘探的水平,數字化測井技術已成為未來煤礦測井技術研究的主要方向。 本文在分析數字測井技術特點和優勢的基礎上,對其在地質勘探中的應用進行了探討。關鍵詞:數字化測井技術;煤礦地質勘探;應用探討 中圖分類號:P631.81;TD166 文獻標識碼:B 作者單位:中國煤炭地質總局一二九勘探隊技要有電阻率法、自然電位法、聲波法、自然伽馬測井等,這些測井方法的綜合應用基本滿足了煤礦地質勘探中對各項參數的測量需要。 2.數字化測井技術的特點和優勢。 煤礦地質勘探是一項復雜的、系統性的工作,具有非常強的專業性、技術性和可操作性,并且對于測井數據的準確性要求也非常高。 測井技術的選擇、成果的可用性、測井的效率等對于后期煤炭資源的開采以及地質災害的防治、地質環境的保護等都有緊密的關聯,因此,必須不斷對現有的各類測井技術進行研究改進,才能得出更為及時、準確的測井資料。

                        而計算機、自動控制等技術的廣泛應用正為測井技術的發展提供了支持,經過長期的技術積累和應用實踐,目前,更為先進的數字測井系統已成為煤礦地質勘探的主流。具體來看,數字化測井技術的特點和優勢主要有以下:一是工作效率高。 數字化測井中加入了很多自動控制模塊,很多操作環節由自動控制取代了過去的人工操作,基本實現了測井從數據采集到數據處理、 再到勘探結果的一體化輸出,極大地提高了工作效率,減少了人工勞動量;二是測井準確性,作業質量高,自動化、數字化的操作控制方式在減少人工操作環節的同時,也減少了人為因素的干擾,系統能夠較為準確、合理地給出煤層厚度、深度以及地質構造的各種參數信息;三是適用性更強,數字化測井受自然環境等因素影響較小,可實現全天候作業,即使在惡劣的環境下,也能較為快速、準確地采集測井資料;四是操作簡便,目前所使用的勘測儀器基本為中文操作界面,人員只需按照系統提示進行操作即可,簡單易學,易于上手。 除此以外,數字化測井系統還具有重量輕、體積小、易攜帶等優點,極大地拓展了數字測井在煤礦地質勘探中應用的范圍,提高了勘探水平。二、數字化測井在煤礦地質勘探中的應用研究 1.利用數字測井曲線確定斷層位置。 通過對數字測井曲線的對比分析,可以較為準確地獲取地質斷層信息,確定斷層位置。 利用測井曲線確定斷層位置,首先要通過測井技術手段采集需要的測井參數,并將這些參數繪制成完整的地層測井曲線。 之后再將該曲線與對照標準線進行比對分析,如果對比中曲線的某一區域出現重復或是缺失的現象,則說明實際的地質構造中存在著與之相應的重復或缺失,由此可判斷和確定出礦井斷層的性質、厚度以及位置所在。

                        2.利用數字測井曲線確定煤層性質。 對煤層性質的確定是煤礦地質勘探中的重要內容,也是數字化測井著重解決的問題。 數字化測井下獲得的測井曲線實現了對煤層性質的準確反映, 使煤層地質勘探中的很多問題都得到了有效的解決:一是自然伽馬曲線,煤層區域從測井曲線來看,其特征之一就是放射性較弱,較其他地層明顯偏低,因此通過自然伽馬測井采集并分析其伽馬曲線, 可以確定煤層的厚度與位置;二是聲波曲線,煤層的聲波曲線特征與巖體的聲波曲線有明顯的不同,聲波在煤層中的傳播速度要低于在圍巖中的傳播速度,傳播時間也與煤質變化有直接關系,因而可利用煤層聲波曲線的這種差異來確定煤層厚度、位置,判斷煤質;三是中子曲線,通過長期實踐可知,煤層含碳量與煤層的鉆孔隙度指數是呈正向相關的,當煤層含碳量較高時,煤層的鉆孔隙度指數也會相應提高,由此即可根據煤層含碳量變化來確定煤層性質;四是側向電導率曲線,煤炭性質過高時,其電導率會很小,近乎于零,因此通過對側向電導率曲線的分析也能對煤層性質進行進一步的確定。 綜上所述,通過數字測井系統獲取煤礦地質中的各類測井曲線,并通過對曲線的分析,能夠較為準確地判斷煤層性質。 3.數字測井在確定煤層性質變化上的應用。 確定煤質的巖性是對煤性質變化進行具體分析的前提。 目前所采用的測量煤質巖性的技術方法主要包括中子測量、聲波測量和密度測量三種測井技術,通過對應用測井技術所獲得的測井曲線進行專業的數字化分析和處理,能夠實現對煤質指標和巖石成分的精準定量。 在測量煤礦性質變化時,煤層內部會遭到火成巖的不斷侵入,會使煤性質不斷產生變化,同時這種性質變化也會反映在測井曲線上,測井曲線也會隨煤性質的變化而發生較大的改變,即煤層變質程度越深,電阻率曲線和中子曲線也會不斷下降,伽馬曲線的變化幅值就會越小。 因此,密度與電阻率,與中子相結合所測繪出的測井曲線能夠準確地顯示出煤層性質變化,使地質勘探人員及時掌握煤質變化的情況。 4.數字化測井在確定煤層自動分層上的應用。 對煤層厚度的測量,煤層地質的巖性識別以及煤層自動分層是目前數字測井技術最主要的研究方向,其技術發展直接關系到未來測井技術的應用。 利用計算機對測井曲線的自動綜合分析,不僅能夠降低人員工作量,更主要的是能夠有效提高測井曲線的解譯速度。 采用多種處理方式對各類測井曲線的自動化、同步化分析處理,對于提高曲線解釋精度具有重要的幫助,為煤礦地質勘探和煤炭資源開發利用提供了可靠準確的數據支持。 目前,在測井曲線自動分層中多采用建立數學模型的辦法, 通過建立地層性質與測井物理參數的隸屬關系,給出簡便的地層界面劃分方法,實現了數字測井的快速自動分層。 該方法綜合利用多條曲線所具有的測井信息進行自動分層處理,為測井分層解釋提供了科學可靠的分層界面和分層特征信息。參考文獻: [1]冉廣慶.數字測井在工程地質中的應用[J].陜西煤炭, 2012(09). [2]王春輝.數字測井技術在煤田地質勘探中的應用研究 [J].中國石油和化工標準與質量,2012(2). [3]劉以旺,周在超.我國煤田地質勘探中使用測井技術的問題和解決途徑[J].科技創業家,2012(19). [4]蒿創奇,單京豪.數字化測井技術在煤礦地質勘探中的應用研究[J].

                         
                         
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