畢俊民 馬青云

摘 要:通過對鉆測井的巖性組合和測井曲線的響應(yīng)值的對比分析,利用測井曲線對煤巖層的物性特征反映十分明顯、準(zhǔn)確的特點,對寶泉勘探區(qū)的沉積環(huán)境進行分析研究,闡述了該區(qū)各沉積環(huán)境的特征及成煤規(guī)律。

關(guān)鍵詞:測井曲線沉積環(huán)境成煤規(guī)律

中圖分類號:P641.4+61 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0113-02

寶泉勘查區(qū)位于黑龍江省雞東縣興農(nóng)鄉(xiāng)境內(nèi),東西長11km,南北6km,面積約36km2,進行了66個鉆孔勘探,完成近2萬米的測井工作。測井資料在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用已有幾十年的歷史,經(jīng)國內(nèi)外經(jīng)驗證明,利用測井資料分析沉積環(huán)境是一種快速而有效的方法,它可以為鑒定沉積環(huán)境提供十分準(zhǔn)確的依據(jù),克服因無芯鉆井或取芯率低、以及鉆孔原始記錄編錄過于粗糙或巖性描述不準(zhǔn)確等人為因素對沉積環(huán)境分析帶來的不利影響。利用測井資料不僅可以詳細地劃分不同巖性的地層,而且可以直觀、形象地表現(xiàn)出沉積環(huán)境十分重要的成因標(biāo)志,即巖層的密度、粒度、分選性、泥質(zhì)含量等在縱向上和橫向上的變化。

1應(yīng)用測井曲線分析沉積環(huán)境的理論基礎(chǔ)

巖層的粒度、分選性、泥質(zhì)含量、垂向沉積序列、巖體的形態(tài)和分布等,都是分析沉積環(huán)境的主要特征標(biāo)志。巖層的這些成因標(biāo)志是各種沉積環(huán)境的物理因素(包括水動力因素,風(fēng)動力因素和冰川動力因素等)作用的結(jié)果,各種沉積環(huán)境的動力條件決定巖層的粒度、分選性及泥質(zhì)含量等成因標(biāo)志的變化,同時也決定巖層的物理性質(zhì)(主要是密度,導(dǎo)電性,自然電位和自然放射性)隨之相應(yīng)的變化,不同的巖石具有不同的物理性質(zhì),測井曲線正是對鉆孔中各種巖石的物理性質(zhì)的客觀記錄。

應(yīng)用測井曲線分析沉積環(huán)境,是以測量鉆孔中煤巖層的電阻率、自然電位和自然放射性等物理性質(zhì)為基礎(chǔ),將鉆孔中煤巖層的物性特征以測井曲線的形式表現(xiàn)出來,通過分析研究判斷,將測井曲線所反映的有關(guān)沉積環(huán)境的重要成因標(biāo)志信息,如巖性、粒度變化、分選程度、膠結(jié)程度、層序關(guān)系等,找出標(biāo)志性特征,用以分析鑒定沉積環(huán)境,并且分析與成煤作用之間的關(guān)系,找出該環(huán)境中具有成煤條件的區(qū)域及煤層厚度、煤質(zhì)變化情況,了解各種成因標(biāo)志在縱向上和橫向上的變化,為鑒定沉積環(huán)境提供有價值的資料。

2煤巖層的地球物理特征

根據(jù)不同巖層在測井曲線上反映不同的特點,可以通過測井曲線來判斷巖層的粒度、分選性、泥質(zhì)含量等。在電阻率曲線上反映高幅值,對應(yīng)在自然伽瑪曲線上反映低幅值,這是粗砂巖的物性特征,定性為粗砂巖,因為粗砂巖粒度較大,泥質(zhì)含量較低,反映到測井曲線上應(yīng)為高電阻率低放射性;在電阻率曲線上反映低幅值,對應(yīng)在自然伽瑪曲線上反映高幅值,這是顆粒較小泥質(zhì)含量較高的巖性反映,定為粉砂巖。巖層粒度逐漸由大變小,泥質(zhì)含量逐漸增加,測井曲線也相應(yīng)發(fā)生規(guī)律性變化。

通過對鉆測井資料的對比分析,該區(qū)主要巖層在測井曲線上反映特征分別為:礫巖為高電阻率低自然伽瑪幅值;細砂巖為中到中高電阻率幅值中自然伽瑪幅值;中砂巖電阻率和自然伽瑪幅值介于粗砂巖與細砂巖之間;火山角礫巖為中低電阻率幅值高自然伽瑪幅值;火山碎屑巖為中電阻率幅值低自然伽瑪幅值。人工伽瑪曲線(密度)在該區(qū)主要用于判斷煤層,對其他巖層反映差異不明顯僅作參考。

3沉積環(huán)境分析

選取該區(qū)具有代表性的EB-80、EB-81、EB-3、EB-17、EB-5、EB-33鉆孔測井曲線,粗淺地分析本區(qū)的沉積環(huán)境的特征及成煤規(guī)律。

寶泉東區(qū)測井曲線圖:EB-80、EB-81,寶泉西區(qū)測井曲線圖:EB-3、EB-17,寶泉上部層段測井曲線圖:EB-5、EB-33

通過對比可以出看,在電阻率曲線和自然伽瑪曲線上,有多處相同或相似的形態(tài)或形態(tài)組合,在這里根據(jù)其形態(tài)將其命名為縱樹形和箱形反映(箭頭標(biāo)注處為縱樹形,括弧標(biāo)注處為箱形)。這些形態(tài)特征正是沉積環(huán)境成因標(biāo)志在測井曲線上反映。

縱樹形曲線所反映的巖性有粗砂巖、中和細砂巖、以及粉砂巖。在垂直層序上自下而上為:粗砂巖、中砂巖、細砂巖、粉砂巖,曲線底部平直,上部漸變,具有由下至上粒度由粗變細的正粒序特征,這是河流沉積中的曲流河所具有的特征,這種沉積是在河流的中下游,地勢較平坦的地區(qū)形成的。

從曲線反映的巖性及其厚度分析,沉積物的顆粒較細,厚度一般不大,更迭速度較快,說明沉積河道的坡度較緩,水流速度很低,水流的搬運能量較小,泛濫平原沉積發(fā)育。

曲流河與煤炭的聚集有密切的關(guān)系,在曲流河的沖擊平原上,煤炭大量聚集在河道邊緣沼澤和廢棄河道充填沼澤這兩種環(huán)境之中,成煤的有利地帶均位于河道砂巖帶的外側(cè)并平行于河道砂巖分布。

上述垂直層序在剖面上多次出現(xiàn),從而形成多階的旋回結(jié)構(gòu),這是發(fā)育有多個煤層的原因。62號、65號、73號、110組、112號煤層都是在如此環(huán)境下形成的。

箱形曲線則是河流沉積中辮狀河的充填砂壩反映。其測井曲線的頂、底界面為突變型,呈高電阻率低自然伽瑪幅值反映,具備粗砂巖特征。主要發(fā)生在河流的中上游地域,坡度較大的地區(qū),沖擊扇上更為發(fā)肓。從沉積物的顆粒和厚度比較大的這個特點看,河道坡降較大,而水流速度較高,沉積物搬運量較大。這種情況下成煤條件一般較差,因而沒有重要的煤炭聚集。比如在EB-3、EB-17號鉆孔的110號和112號煤層之間,EB-5、EB-33號鉆孔的62號和65號煤層之間存在有箱形結(jié)構(gòu),導(dǎo)致層間距加大,且很少發(fā)育煤層。

4結(jié)語

利用鉆測井的巖性組合及測井曲線的響應(yīng)值的對比分析,將寶泉勘探區(qū)含煤段劃分為河流沉積環(huán)境類型,曲流河與煤炭的聚集有密切的關(guān)系,在曲流河的沖擊平原上,煤炭大量聚集在河道邊緣沼澤和廢棄河道充填沼澤這兩種環(huán)境之中,垂直層序在剖面上多次出現(xiàn),從而形成多階的旋回結(jié)構(gòu),發(fā)育有多個煤層。