煤田測井技術現(xiàn)狀分析與未來發(fā)展展望

何 朋

(山西省地質(zhì)勘查局二一三地質(zhì)隊，山西 臨汾 041000)

煤田測井技術現(xiàn)狀分析與未來發(fā)展展望

何 朋

(山西省地質(zhì)勘查局二一三地質(zhì)隊，山西 臨汾 041000)

對煤田測井技術進行了簡單介紹，分析了煤田測井技術的發(fā)展歷程，并對電法測井技術、聲波測井技術、核測井技術三種常用的測井方法作了闡述，預測了其在未來的發(fā)展趨勢，以促進測井技術的發(fā)展。

煤田，測井技術，發(fā)展，趨勢

通過幾十年的不斷發(fā)展和努力，煤田測井技術獲得良好成就，在煤田勘探工作過程中，它已經(jīng)成為一項重要手段。以前，測井技術是單一電測井，不斷發(fā)展之后成為各種參數(shù)綜合測井技術，其方法也在不斷改變，給煤層和巖層構(gòu)成定量分析以及地層元素探測等提供良好的技術手段，所以，要對測井技術進行研究，分析其未來發(fā)展趨勢，保證煤田勘探工作的順利開展。

1 概述

測井主要利用的是巖層導電特性以及聲學特性還有放射性和電化學特性等對地球物理參數(shù)進行測量，簡單地理解，就是將地面勘探方法移至井中，其原因是如果在地面上進行勘探，那么局限性比較大，比如，利用地面電法進行勘探，能夠獲得電阻率曲線并對其進行分析，可是這反映的僅僅是地下勘探體積之中的電阻率，而無法獲得真實的地層電阻率，運用測井技術，能夠獲得真實的電阻率，況且很多別的地球物理方法，在完成勘探工作之后還會對井眼加以布置，從而對結(jié)果準確性進行驗證。

2 發(fā)展歷程

在20世紀50年代，一般利用半自動測井儀器，其換向器需要采用手搖的方式，曲線也需要利用手工半自動的方式進行記錄，這種儀器只能獲得電阻率以及自然電位曲線。這個階段的測井叫做電測，這是由于它僅僅能夠?qū)﹄娦郧€進行測量。在這一階段，缺少電動設備和測井電纜，在測井的時候，需要將電線綁在鋼絲繩上面，并包上記號，當做深度標記，利用人工的方式對儀器進行拉動。在運輸?shù)臅r候需要利用馬拉車，利用人力進行扛，測井需要的時間超過一周。

到了1964年之后，半自動測井就被淘汰掉，取而代之的是膠卷照相技術，對曲線進行記錄，另外，也開始利用電動絞車，這個時期的測井技術，勞動強度下降，可是因為需要野外照相和洗相，受到各種客觀因素的影響，效率還是比較低。之后，引進蘇聯(lián)使用的放射性儀器，對鈷放射源加以利用，同時利用測井車，這個時候，測井才實現(xiàn)了機械化。在這一時期，仍然利用的是照相的方式對曲線進行記錄，其成相質(zhì)量已經(jīng)提升，但是受到相紙的影響，其曲線幅值比較小。因為儀器具有不穩(wěn)定性，常常會出現(xiàn)故障，導致測井質(zhì)量以及測井效率都比較差。

到了20世紀70年代，開始投入使用我國國產(chǎn)系列的儀器，靈敏度比較高，能夠?qū)σ曤娮杪室约疤烊环派湫耘c人工放射性等曲線一起進行測量，另外，與以前的照相紙相比，記錄紙的寬度大了一倍，測井質(zhì)量以及效率得以提升。在這一時期，利用銫源作為放射源，同時還使用防輻射裝置，安全性提升。由于測井儀器的更新，測井質(zhì)量以及效率都得以提升。在煤田勘探工作之中，測井起到重要作用，其地質(zhì)效果也逐漸明顯[1]。

在20世紀80年代，數(shù)字測井技術開始發(fā)展起來，第一代的數(shù)據(jù)采集以及資料處理工作效率比較慢，在進一步發(fā)展之后，具備了軟件控制以及計算機存儲等技能，其速度也得以提升。煤田測井技術在這一時期不斷發(fā)展，也推動了其他工程中的測井技術的發(fā)展，比如，有線隨鉆以及無線隨鉆測斜定向儀，是定向斜孔以及注漿造孔工作開展的良好技術設備。井筒電視以及井徑儀和流量儀等都是大孔徑造孔以及特殊的工程孔的有效技術設備。

從我國當前的煤田測井技術看，建設了完整的相關儀器制造系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理軟件等。測井儀器逐漸實現(xiàn)了較高的效率以及能量分辨率和計數(shù)通過率等。另外，煤田測井的相關數(shù)據(jù)處理軟件性能不斷提升，其內(nèi)容豐富，開始使用我國研發(fā)的中文界面處理軟件。已經(jīng)有更為新的一代處理軟件被投入使用，這種軟件建立在各個計算機技術以及全視窗化界面的基礎之上，這樣就使得數(shù)據(jù)庫處理能力得以提升，數(shù)據(jù)處理速度也更快。在數(shù)據(jù)庫管理以及數(shù)據(jù)預處理還有巖性分析和成果圖輸出等方面表現(xiàn)良好，方便快捷。

3 常見技術

一般情況下，在煤田勘探工作過程中，比較常見的測井技術主要包括：

1)電法測井技術。這種技術的主要原理是：因為煤層或者是別的探測目標，在電性方面和周圍的介質(zhì)存在一定的差別，因此，需要利用下井裝置沿著鉆孔的剖面，對巖層電阻率以及電導率還有介電常數(shù)和自然電位等進行記錄。這種技術的主要方法包括：微電極測井方法以及側(cè)向測井方法、感應測井方法和電阻率測井方法等。其供電方式包括兩種：一種是直流電，另外一種是交變電流。

2)聲波測井技術。這種技術主要是對剖面巖石具體的聲學物理特性進行探測。其原理是：如果介質(zhì)不同，那么聲波在其中進行傳播的時候，其速度以及幅度還有頻率等都會不同，這種測井技術利用巖石聲學特性對其地質(zhì)剖面進行研究和分析，從而對固井質(zhì)量加以判斷[2]。這種技術的主要方法包括：時差測井方法、聲波成像測井方法、聲幅測井方法、全波列測井方法和變密度測井方法等。這種技術的主要作用包括：一是對巖性進行劃分，二是對氣層加以判斷，三是對地層異常壓力進行估計，四是對地層孔隙度進行明確，五是對地震記錄進行合成。

3)核測井技術。從當前情況看，這種技術的應用比較多，它的原理是：對天然放射射線具體強度進行測量，或者是利用放射性源對剖面巖石進行照射之后，對巖石放射射線的具體強度進行測量，從而對放射性礦藏進行尋找，對巖石成分進行判斷，并將物性參數(shù)計算出來。這種技術包括的方法比較多，比如，密度測井方法、中子伽馬測井方法及補償中子測井方法等。

4 未來發(fā)展展望

當前，煤田測井技術不斷發(fā)展，為地質(zhì)勘探提供大量有效信息，另外，煤田測井這項工作的機遇以及挑戰(zhàn)也很多。由于煤田勘察行業(yè)開始轉(zhuǎn)型，并向各種新的領域發(fā)展，測井部門需要進行解決的各種地質(zhì)問題也逐漸增多，對于技術的相關要求也越來越多。

結(jié)合測井的結(jié)果對鉆孔地質(zhì)剖面加以明確，這是煤田地質(zhì)勘探行業(yè)對自身發(fā)展方式加以改變的一個途徑。從目前情況看，數(shù)字測井這項技術處于不斷發(fā)展之中，如果作業(yè)區(qū)的地質(zhì)條件以及地球物理條件都比較好，那么就需要對全區(qū)地層物性加以總結(jié)，設計出無芯鉆孔，結(jié)合測井技術獲得的各種地質(zhì)資料，使勘查的效率得以提升，并降低其成本。

當前，我國科學技術不斷發(fā)展，勘探行業(yè)逐漸向市場化方向發(fā)展，因此，在煤田測井工作中，需要研發(fā)新的測井方法。為了和新形勢的相關要求相適應，需要發(fā)展新的測井方法，并對各種新計劃做好推廣工作。需要實現(xiàn)跨越式發(fā)展，比如，模擬測井技術向數(shù)字化方向發(fā)展，另外，還需要對潛能比較大的核心技術做好全面推廣工作，比如，核測井技術以及超聲成像測井技術等。在鉆孔中利用高分辨中子俘獲伽瑪能譜測井技術能夠直接對地層之中的各種元素和具體的含量進行探測，這種新的手段能夠?qū)γ簩右约皫r層進行定量分析，傳統(tǒng)的測井技術需要對間接物性反映值加以解釋，會導致多解性，而這種新技術則不會出現(xiàn)這種情況。

20世紀90年代初期，成像測井技術在油氣田的相關勘查工作中得以應用，當前，我國一些煤田測井儀器的相關制造商已經(jīng)對孔內(nèi)成像技術有了較好的掌握，同時還開發(fā)了相關儀器在測井工作中加以運用。在井下利用這種技術，能夠采集很多地層信息，把孔壁的實際狀況傳輸至地面上的電腦中，并保證其真實性，利用專門對圖像進行處理的技術獲得井壁二維圖像或者是某個探測范圍里的具體三維圖像。

對于我國煤田測井工作來說，孔內(nèi)成像技術以及高分辨中子俘獲伽瑪能譜技術是以后的主要推廣方向[3]。另外，在核測井方面，推進加速器放射源的應用，減少對人身造成的傷害，確保測井的安全性也是發(fā)展的一個方向。與此同時，測井儀器的一個發(fā)展方向是系列化以及模塊化和高度組合化，從而滿足市場的需求。

對于煤田測井來說，其專業(yè)核心技術是數(shù)據(jù)處理以及解釋技術，因此，在未來，需要對儀器刻度裝置加以完善，構(gòu)建完善的刻度體制，對煤層氣以及頁巖氣等解釋模型進行研發(fā)，對資料解釋系統(tǒng)加以完善，構(gòu)建相關數(shù)據(jù)庫。另外，測井工作站也是一個良好的發(fā)展模式。為了保證測井工作的未來發(fā)展，需要培養(yǎng)復合型專業(yè)人才，使其具備良好的服務技能以及應變能力，更好地為勘查市場服務。

5 結(jié)語

煤田測井技術在我國經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程，處于不斷發(fā)展之中，地球物理測井技術成為重要勘查手段，為經(jīng)濟發(fā)展作出貢獻，相關工作人員需要加大對測井技術的研究，促進其更好發(fā)展。

[1] 周 江.煤田測井技術的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].科技視界,2013(20):74，82.

[2] 劉 芳.數(shù)字測井技術在煤田地質(zhì)勘探中的應用[J].城市地質(zhì),2010(2):36-37.

[3] 孫躍民.煤田測井中的誤區(qū)和科學思維[J].河北企業(yè),2015(2):89.

The current situation analysis and development prospect of coal logging technology

He Peng

(The213GeologicalTeam,ShanxiGeologicalExplorationBureau,Linfen041000,China)

This paper simply introduced the coal logging technology, analyzed the development course of coal logging technology, and elaborated the electric logging technology, acoustic logging technology, nuclear logging technology three kinds of commonly used logging methods, and forecasted its future development trend, in order to promote the development of logging technology.

coal, logging technology, development, trends

2015-02-11

何 朋(1984- )，男,助理工程師

1009-6825(2015)12-0080-03

TD173

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