利用测井曲线的物性特征确定鸳鸯湖矿区石槽村井田煤层对比的依据

　　摘要：利用测井曲线的物性特征，曲线形态特征以及能够反映井田内煤岩层沉积旋回的曲线形态组合特征，确定鸳鸯湖矿区石槽村井田煤岩层对比的依据。对鸳鸯湖矿区石槽村井田侏罗系中统延安组含煤地层进行定性、定厚解释和煤岩层的对比分析，总结提出了鸳鸯湖矿区石槽村井田含煤地层，煤层、煤组的划分、沉积旋回的划分和聚煤规律。
　　关键词：物性特征；曲线形态特征；成因地层单位；沉积旋回；石槽村井田
　　
　　石槽村井田位于宁夏回族自治区灵武市东南约四十多公里处，属于磁窑堡镇管辖。井田范围：井田南北长约4.5Km，东西宽约7Km，面积约31.4Km2。井田南部有国道307线和古王高速公路穿过，与银古高速公路相连直达银川市，国道307线西经灵武可接国道109线，交通极为方便。1990年初至1992年底，宁夏煤田地质局对鸳鸯湖勘探区进行了详查勘探，石槽村井田是在鸳鸯湖勘探区详查基础上划分出来的三个井田之一。
　　通过对煤岩层物性特征的一般性和特殊性进行对比分析，并且利用各种物性曲线做出钻孔的剖面解释时，就能准确掌握该区域地层的物性组合特征和沉积规律，这样就能对井田内煤岩层做出更加符合实际的解释。在工作中我们广泛利用HGG、DLW、HG、DZW四种测井参数曲线对煤岩层进行定性、定厚解释和煤岩层的对比分析，成果可靠，并且在生产实践中得到进一步检验。
　　1.井田岩、煤层地球物理特征
　　1.1.岩层的物性特征。本井田钻孔揭露的有新生界第四系、第三系和中生界的侏罗系地层。第四系由风积砂以及未胶结成岩或松散的黄土和砂砾构成。一般该地层孔径扩大较为普遍，物性参数曲线特征反映不稳定。第三系主要是由一套红土层和砂砾层构成，各物性参数曲线反映相对平缓，基本与下伏老地层有着相同的物性规律。侏罗系安定组和直罗组的岩性为一套细粒至粗粒的陆相沉积砂岩，延安组地层为本井田的含煤建造，其岩层的物性特征表现为：岩层的岩性随着粒度的由细变粗，其泥质含量的减少，自然伽玛逐渐减小，电阻率值随之增大，密度值也相应增大，自然电位由零向负方向变化。本区各种参数曲线的物性特征明显，将能准确划分井田内各种岩层的岩性，其物性参数和曲线反映物性特征（见表1）。
　　
　　表1煤、岩层物性参数统计（算术平均值）
　　
　　自然伽玛（HG） 视电阻率（DLW）
　　 异常反映 PA/kg 物性特征 异常反映 Ω•M 物性特征
　　      
　　煤 低 0.30 低 高 23.90 高阻
　　泥岩 高 1.50 高 低 7.10 低阻
　　粉砂岩 较高 1.16 较高 较低 7.31 中低阻
　　细砂岩 较低 0.94 较低 较低 7.80 中低阻
　　中砂岩 低 0.74 低 较低 7.96 中阻
　　粗砂岩 低 0.65 低 稍高 8.33 高中阻
　　硅质胶结岩 低 0.55 低 高 38.54 高阻
　　
　　1.2.煤层地球物理特征。石槽村井田侏罗系中统延安组为本区的含煤地层，该地层主要以各种粒径的砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤组成，平均厚335.37m，共含煤二十余层。煤种为长焰煤和不粘煤，煤化程度低，煤的矿物质含量和灰分含量也较低。因而各煤层在物性上具有低密度、低放射性含量，中、高电阻率的特点，即“两低一高”，与煤系地层围岩相比，伽玛伽玛（HGG）和视电阻率（DLW）曲线在煤层上都反映出高异常幅值，在自然伽玛（HG）曲线上则反映为低异常幅值。中、厚煤层在自然电位（DZW）曲线上多表现为负电位异常（见编号煤层各物性参数统计表2-1）。因而总结上述特征规律，将几种有效测井参数曲线综合起来识别煤层与围岩就比较容易，且定性准确，特征明显。
　　
　　编号煤层各物性参数统计表（算术平均值）
　　表2-1
　　
　　一 二 二-1 二-2 三 三下 四-1 四-2 五 六
　　          
　　HGG（S-1） 6563 6777 6535 7002 7122 6145 6964 6357 5651 7277
　　HG(PA/kg) 0.41 0.14 0.15 0.10 0.12 0.39 0.23 0.49 0.61 0.07
　　DLW(Ω•M) 23.9 49.0 35.5 45.6 31.2 25.9 27.1 19.6 21.8 63.1
　　
　　十 十二 十四 十五 十六 十七 十八 十八-1 十八-2 
　　          
　　          
　　HGG（S-1） 7351 7431 6574 6790 6917 7165 6841 6547 5559 
　　HG(PA/kg) 0.06 0.09 0.33 0.33 0.28 0.11 0.12 0.13 0.25 
　　DLW(Ω•M) 60.0 51.9 36.0 39.3 46.2 54.5 70.7 63.2 54.9 
　　
　　2.煤层对比依据及赋存规律
　　本井田含煤地层为中侏罗统延安组陆相碎屑岩含煤建造，平均厚335.37m。共含煤二十余层，煤层总厚33.46m，含煤系数9.98%。本井田钻孔中各编号煤层以及各煤组组合、成因地层单位的物性特征反映很好，井田内同编号各煤层、各煤组之间随着含煤地层岩性、岩相、沉积环境的变化，在各种参数曲线上的反映特征，有着很强的相似性和可比性。另外，含煤地层的煤层之间的岩性和层间距的变化，在井田内的规律特征也较为明显。下面就本井田煤层对比的依据、标志层、辅助标志层和各编号煤层的赋存变化情况分述如下：
　　
　　2.1.煤层对比的依据
　　
　　(1)、由于井田内六、十煤层位沉积稳定，煤层厚度较厚，煤层结构简单，层间距沉积比较稳定，各煤层的物性特征明显，在DLW和HGG曲线上呈“工字形”物性反映特征，易于区别划分。所以本次煤层对比是以六煤的底板为基线，将井田内全部钻孔各物性参数曲线对齐进行对比，并将六、十煤的物性组合特征作为本次煤层对比的标志层。（见图5-1）
　　(2)、沉积在煤系地层上部的二—1、二—2、三、三下煤，该煤组组合特征明显，层位沉积基本稳定，二—1、二—2煤层间距沉积基本稳定，特别是二—2煤，煤层沉积厚度大，“笔峰状”的曲线形态特征明显，三、三下煤层位沉积基本稳定，煤层结构简单，层间距沉积井田内大部稳定，“剪刀口形”的物性特征明显。该煤组组合呈“塔林峰状”反映，易于区别划分。所以本次将二—1、二—2、三、三下煤的物性组合特征作为煤系地层上部层位对比的辅助标志层之一（见图5-2）。
　　（3）沉积在煤系地层中、上部的四—1、四—2煤，尽管煤层沉积厚度薄，但井田内层位沉积比较稳定，煤层结构单一，层间距沉积基本稳定，HGG曲线呈“双峰状”中、高异常反映物性特征明显，易于区别划分，所以本次将四—1、四—2煤的组合物性特征作为煤系地层中、上部层位对比的辅助标志层之一（见图5-3）。
　　（4）沉积在煤系地层中、下部的十二、十四、十五煤，该煤组层位沉积基本稳定，煤层结构简单，层间距沉积基本稳定，煤组组合特征明显，HGG曲线呈“山字形”特征反映，与DLW曲线组合呈“王字形”反映物性特征明显，易于区别划分，所以本次将十二、十四、十五煤的组合物性特征作为煤系地层中、下部层位对比的辅助标志层之一（见图5-4）。
　　（5）沉积在煤系地层底部的十六、十七、十八煤，煤层沉积厚度大，煤组组合物性特征明显，并在各物性参数曲线上都有明显的特高异常反映，易于区别划分，所以本次将十六、十七、十八煤的组合物性特征作为煤系地层底部层位对比的辅助标志层之一（见图5-5）。
　　
　　2.2.成因地层的划分及煤层赋存变化规律
　　
　　根据上述原则结合以往的地质、测井资料和本井田各钻孔物性参数曲线的组合特征，将本井田延安组含煤地层由下而上可划分为五个成因地层单位：这五个成因地层单位与相邻井田煤层对比的五个含煤段一样，为同一地层单位沉积。并且每个成因地层单位都含1—2个次一级的沉积旋回，各煤层发育良好、展布规律。
　　成因地层单位一，位于延安组煤系地层的底部，起于延安组底部鲕状铝土岩或十八煤下伏的粗粒砂岩地层，止于十六煤顶板，平均厚28.44m。含十八、十七、十六煤，含煤系数为34.4%。该成因地层进一步可划分为上、下两个呈正粒序沉积的次一级旋回，煤层发育展布在每个次一级旋回的顶部。
　　成因地层单位二，起于十六煤底板，上于十二煤顶板，平均厚56.66m。含十五、十四、十二煤，含煤系数为6.7%。该成因地层基本是由一个呈正粒序沉积的次一级旋回构成，各煤层发育展布在这个次一级旋回的上部。
　　成因地层单位三，位于煤系地层中部，起于十二煤顶板，止于六煤顶板，平均厚75.27m。含十煤和六煤，该成因地层进一步可划分为上、下两个呈正粒序沉积的次一级旋回，十煤、六煤两煤层发育展布在每一个次一级旋回的顶部。
　　成因地层单位四，起于六煤顶板，止于四—1煤顶板，平均厚83.07m。含五、四—2、四—1煤，该成因地层进一步可划分为上、下两个呈正粒序沉积的次一级旋回，各煤层发育展布在每个次一级旋回的上部。
　　成因地层单位五，位于煤系地层上部，起于四—1煤顶板，止于一煤顶板，平均厚70.73m。含三下、三、二—2、二—1、一煤，该成因地层进一步可划分为上、下两个呈正粒序沉积的次一级旋回，各煤层发育展布每个次一级旋回的上部。
　　综上所述，本井田延安组含煤地层的五个成因地层单位是以河流、湖泊作用为主的湖泊三角洲平原相和湖泊三角洲冲积平原相沉积组合而成，通过测井曲线对比分析：可进一步再划分为九个次一级的沉积旋回，而每个次一级沉积旋回的期末，都有一中、厚煤层的大面积发育、聚集，并且各煤层发育、展布规律，煤组组合特征明显，各煤层层间距沉积基本稳定，而这种沉积类型和聚煤作用，充分体现了本井田侏罗系、延安组陆相含煤地层的特点。
　　参考文献：
　　[1]黄作华.叶庆生.[煤田测井综合解释].[M].西安矿业学院,1980:94—116.
　　[2]鸳鸯糊矿区详查测井专业技术报告[R].宁夏煤田地质局.1992.

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