11第八章测井的应用概述.ppt

地球物理测井课件,主讲人：周俊杰河北工程大学资源学院勘查教研室,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用 第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用第三节 测井在金属矿床上的应用第四节 测井软件简介,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用一、煤田地球物理测井概况,煤田测井至今已有五十多年的历史。七十年代以前，煤田测井基本上仅是检验钻探取芯的一种手段，其主要任务是在钻孔剖面上划分煤层、确定煤层的深度和厚度。七十年代以来，煤田测井得到了前所未有的巨大发展。无论在数量上或质量上，在应用的深度上或广度上，都发生了显著的变化。现代的煤田测井，除已实现测井仪器的刻度化、组合化及数字化外，在测井资料应用方面已远远超出了仅在单个钻孔中对煤层进行分层、定厚的狭小范围。现在，地球物理测井在煤田预测、普查、勘探直至开采设计等各个阶段，都有着广泛而有效的应用，可归纳为八个方面：,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用一、煤田地球物理测井概况,1鉴定沉积环境，研究煤层的分布规律煤的形成和发育，受一定的古地理沉积环境的控制。研究沉积环境对于开展煤田预测和煤田勘探都具有重要的意义。在鉴定沉积环境中，砂体的粒度、分选性、泥质含量、垂向沉积序列以及砂体的形态和分布等，都是重要的成因标志。测井曲线（尤其是电阻率曲线、自然电位曲线和自然曲线）不仅能区分不同岩性的地层，而且还可以有效地反映出上述成因标志的变化。所以，利用测井曲线可以为鉴定沉积环境提供重要的依据。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用一、煤田地球物理测井概况,1鉴定沉积环境，研究煤层的分布规律，利用测井曲线可以为鉴定沉积环境提供重要的依据。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用一、煤田地球物理测井概况,1鉴定沉积环境，研究煤层的分布规律利用测井资料还可以作出区域性的含砂率图、纯砂岩图及最大砂层图等。这些图件能够清晰地反映出砂体的几何形态及其与煤层分布之间的关系。掌握了这种关系，便可以根据它来预测聚煤地段和富煤地段的位置，从而指导钻探，进行合理的勘探设计和钻孔布置。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用一、煤田地球物理测井概况,2确定煤层的深度和厚度确定煤层的深度和厚度是煤田测井的常规性任务。准确确定煤层的深度和厚度，搞清煤层的结构（煤分层及夹研的层数与厚度），可为矿区的储量计算和制定开采方案提供重要的依据。在我国，通常是用深度比例为1:50的-曲线和某些电测井曲线来进行分层定厚，定厚的分辨率可达510cm。西方国家一般用三种类型的密度测井来进行分层定厚长源距密度测井（LSD），源距为4050cm，定厚分辨率为20cm左右；高分辨率密度测井（HRD），源距为2024cm，定厚分辨率约为10cm；层分辨率密度测井（BRD），源距为815cm，定厚分辨率为5cm左右。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用一、煤田地球物理测井概况,2确定煤层的深度和厚度为了进一步提高密度测井的分层精度，美国基尔哈特一欧文（Gearhart-Owen）公司研制出了使用低能量、高辐射输出量放射源的高分辨率密度（EHR）测井仪，其定厚分辨率可小到3cm。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用一、煤田地球物理测井概况,3煤质分析和岩性分析利用计算技术和电子计算机对密度测井、声波测井、中子测井等测井曲线进行数字处理，可以得到有关煤质指标（如含碳量、挥发分、灰分、水分、发热量等）和岩石组分（如砂、泥的体积百分含量及孔隙度）的定量分析结果。在进行煤质分析和岩性分析时，常用体积模型法和概率模型法。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用一、煤田地球物理测井概况,4确定煤的级别由于火成岩的侵入使煤的级别逐渐增高（变质程度加深），测井曲线也产生相应的变化。如随着煤的级别增高，曲线的幅值会减小（密度增大），中子曲线的读数会降低（含氢量减少），电阻率也会相应地下降，等等。因此，利用密度一电阻率或密度一中子交会图，便可以有效地判断煤的级别。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用一、煤田地球物理测井概况,5预测洗煤产率煤的可选性是煤的重要工艺性质之一。确定煤的可选性的好坏，便可以更好地确定煤的工业用途。煤的可选性是指煤经过洗选，除去其中的夹矸和矿物杂质的难易程度。煤的可选性是通过浮沉试验来确定的，即将原煤在1.31.8的各级比重液中加以分离，然后测定各级比重液情况下的浮煤、沉煤的产率。利用具有高垂向分辨率的密度测井曲线（如层分辨率密度BRD曲线），可以预测在特定比重条件下洗选原煤的浮煤产率和沉煤产率。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用一、煤田地球物理测井概况,6研究地层的强度特性煤层顶底板的强度特性，直接关系到开采方案的设计和矿井支护方案的选择。利用声波测井和密度测井资料，可以较准确地提供表征岩石强度特性的各种动态弹性模量，即杨氏模量，切变模量，体积模量以及泊松比的资料。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用一、煤田地球物理测井概况,7研究溶岩型煤田的水文地质问题及确定煤系地层中的洞穴或老窑的分布在溶岩发育的煤田上，岩溶水会直接危及煤矿的安全生产。杂乱分布的老窑，也会严重影响矿井的开拓。利用钻孔电磁波法来解决溶岩型煤田的水文地质间题及确定煤系地层中的洞穴或老窑的分布，可以取得良好的地质效果，为煤矿的施工设计和安全生产提供有价值的地质资料。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用一、煤田地球物理测井概况,8进行地层对比及勘探区的评价利用测井资料进行地层对比和区域性的综合研究，可以得到煤层对比图，复盖层等厚线图，全部煤层或可采煤层的等厚线图，等灰分线图，顶底板等高线图等成果图件。这些资料对于勘探区的评价及开发设计都极为有用。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用二、岩石和煤的物理性质,岩石和煤的物理性质既是选择最佳煤田综合测井方法的依据，也是正确进行煤田测井资料解释的基础。目前，在煤田测井中常用的煤岩物理性质主要是：电阻率、自然电位、密度、自然放射性以及弹性波传播速度等。煤及其围岩的物理性质与煤化作用程度有着十分密切的关系。图7-1是含煤盆地的一个标准的物性综合剖面，它是根据苏联伯绍拉、顿涅茨、库兹涅茨等煤盆地的物性资料编制成的。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用二、岩石和煤的物理性质,由褐煤向烟煤、无烟煤的转化过程，称为煤化作用过程。煤化作用包括煤的成岩作用和变质作用两个大阶段。图7-1中，阶段I是成岩作用阶段，阶段II是变质作用阶段。在阶段I中，沉积物从未压实状态逐步受到压实，并初步形成岩石。在此阶段中，各种沉积物的孔隙度均随深度的增加而减小。但是，不同粒度的沉积物却具有不同的压实速度。颗粒较粗的砂层不易被压实，它的孔隙度减小最慢。颗粒很细的泥质沉积物最易受到压实，它的孔隙度减小最快。而粉砂质沉积物和煤则介于两者之间。因此，与阶段相比较，在阶段中，褐煤围岩的孔隙度呈现出倒转的顺序：按照砂岩、粉砂岩、泥岩的顺序，孔隙度递减。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用二、岩石和煤的物理性质,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用二、岩石和煤的物理性质,在地层饱和含水密度及弹性波传播速度Vp曲线上，相应地也出现上述倒转关系，但电阻率曲线不发生倒转现象。褐煤围岩的电阻率随深度的增加（压实作用增强）而有所增高，但始终保持砂岩粉砂岩泥岩的相对关系。这是因为，在阶段中，不同岩性地层的孔隙度都比较高（一般均大于20%）。在孔隙度较高且地层水为淡水的情况下，孔隙度的某些相对变化对岩层电阻率并不起决定性的作用。对岩层电阻率起决定性作用的是细颗粒（特别是泥质颗粒）的附加导电作用。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用二、岩石和煤的物理性质,在阶段I中，煤的电阻率随煤化作用的加深而显著上升。这是因为：煤受到压实，发生脱水作用，其孔隙度和含水量迅速减小；随着煤化作用的加深，褐煤中腐植酸的含量很快降低。在阶段II中，煤的围岩继续受到机械压实作用和胶结作用，变成坚硬的岩石。在这个阶段中，各种岩石的孔隙度均随埋深的增加而进一步减小，但不同粒度岩石的压实速度亦不相同。砂岩的压实速度最快，泥岩的压实速度最慢（泥岩在此阶段中的压实主要是通过矿物的再结晶作用进行），粉砂岩介于两者之间。因此，在孔隙度曲线上显示出砂岩的孔隙度最小，泥岩的孔隙度最大，而粉砂岩介于其间。在密度曲线和弹性波传播速度曲线上，也有相应的相互关系。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用二、岩石和煤的物理性质,在阶段II中，随埋深的增大，煤的围岩的电阻率进一步增高，且砂岩、粉砂岩、泥岩在电阻率上的差别越来越大。岩石，特别是砂岩的电阻率明显增高，是由于胶结作用使岩石（特别是砂岩）的孔隙度进一步减小的缘故。随着变质作用的加深，内在水分的减小，烟煤的电阻率越来越高。瘦煤1（T1）的电阻率是所有牌号的煤中电阻率最高的。这是因为瘦煤的离子导电极弱，而变质作用又没有产生足够数量的自由电子，而且其电子导电也很弱的缘故。从瘦煤2（T2）开始，变质作用使煤中自由电子的数量明显增多，故煤的电阻率急剧下降。无烟煤含有大量的自由电子，它的电子导电性良好，因此无烟煤的电阻率极低。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用二、岩石和煤的物理性质,煤的物理性质除与煤化作用程度有关外，还与煤岩成分，挥发分，特别是矿物杂质（灰分）的含量等因素有关。煤的灰分（A g）是最重要的煤质指标，它是煤在高温下完全燃烧后剩下的残渣的重量Gg与干燥煤样的重量G的百分比，即Ag=Gg/G100%(7.1)煤完全燃烧后，原来存在于煤中的矿物杂质经热分解，转化成煤灰。可见，煤中的矿物杂质并不是煤的灰分，但却是灰分的主要物质来源。煤中常含有的矿物杂质有：粘土矿物、黄铁矿、石英以及方解石等，其中居主要地位的是粘土矿物。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用二、岩石和煤的物理性质,在通常情况下，矿物杂质的电阻率低于褐煤和烟煤有机质的电阻率，而高于无烟煤有机质的电阻率。因此，褐煤和烟煤的电阻率随灰分的增高而降低；无烟煤的电阻率则随灰分的增高而增大。煤的密度是一个极为重要的物性参数。相对于一般岩石来说，煤具有明显的低密度特性。一般岩石的密度在2.53.09/cm3之间，而煤的密度却在1.21.6g/cm 3之间。不仅如此，煤的密度与它的灰分之间还存在着相当密切的线性相关关系。河北省某煤田煤的实测密度与灰分之间的关系就是一例（图7-2）。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用二、岩石和煤的物理性质,一般情况下，煤的自然放射性是很弱的。但是，由于矿物杂质的主要成分是粘土矿物，所以煤的自然放射性随灰分的增高而增强，表现出较好的线性相关关系。某些高灰分煤层甚至具有比围岩还要高的自然放射性。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用三、煤田测井资料的直观解释,利用人工方法对煤田测井资料进行直观解释，包括判断煤层，确定煤层的深度、厚度和结构，区分岩性，以及进行地层对比等。1判断煤层，确定煤层的深度、厚度和结构。正确地判断煤层，是煤田测井资料解释的一项重要的基础性工作。大量实际资料表明，利用测井曲线来查明钻孔剖面上的煤层，是十分有效的。一般地说，烟煤与围岩往往具有明显的物性差别，在大多数测井曲线上都不难将它划分出来。烟煤层一般具有下述特征：高电阻率、低密度、低自然放射性、低热中子和高声波时差。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用三、煤田测井资料的直观解释,大多数无烟煤除了具有低电阻率、低密度、低自然放射性等特征外，还往往具有良好的电子导电性。因此，在电极电位曲线上，无烟煤常常显示为极清晰的高峰异常。煤化作用程度较高的褐煤（老褐煤）在各种测井曲线上的反映类以于烟煤，但不如烟煤明显。煤化作用程度较低的褐煤（年青褐煤），其物性往往与泥质围岩相近，给定性判断煤层造成困难。对于这类煤田，要用多种参数进行综合解释，或试验新的测井方法才能有效地判断煤层。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用三、煤田测井资料的直观解释,在根据测井曲线定性判断煤层时，要注意下列因素对曲线形态和幅值的影响：（1）煤的灰分的变化：在一些较厚的煤层中，测井曲线的幅度有时会出现局部变化。如果这种变化的幅度很大，往往是夹歼的反映；如果这种变化的幅度虽不很大但却明显，且有渐变的趋势，就可能是煤质变化引起的，即煤的灰分在局部地段有了改变。（2）煤的黄铁矿化：煤层中黄铁矿含量增高时，其密度增高、电阻率降低、电化学活动性显著增强。在判断煤层的黄铁矿化及煤层围岩的黄铁矿化方面，激发极化测井曲线和电极电位测井曲线是较为有效的。（3）扩孔的影响：在某些胶结不良、质地松散的泥岩或砂层上、往往普遍发生坍塌扩孔现象。在这种扩孔井段上，曲线会出现近似于煤层的高峰异常。另外，在煤层上也可能出现扩孔现象，从而使视电阻率曲线的读数降低。为了避免解释错误，应该加测井径曲线并采用三电极侧向测井。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用三、煤田测井资料的直观解释,确定煤层的厚度和结构。源距较长的测井曲线的分层精度一般是不高的。在煤层与其顶底板围岩之间存在着较明显的电性差异时，往往以电测井曲线为主来确定煤层的界面和划分出煤层中的夹歼。在电测井中有不少分层精度很高的测井方法，如三侧向测井、侧向电流测井、接地电阻差值测井以及自然电位梯度测井等等。图7-3是利用侧向电流曲线划分复杂结构煤层的一个实例。该煤层总厚约2m，但结构较复杂，含有6层夹矸。夹矸的厚度一般都小于10cm。煤层的上部和下部的分层较厚，中部各分层较薄含夹矸也多。由于煤层中部的平均密度增高，致使曲线在煤层上的幅度变成两边高、中间低。又由于夹矸的厚度小于源距，故曲线对划分这类夹矸是无能为力的。而侧向电流曲线，却能将6个夹矸全部划分出来。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用三、煤田测井资料的直观解释,2区分岩性和进行地层对比为了有效地区分岩性，在工作区内，根据一定数量取芯钻孔的岩芯鉴定资料和相应的测井资料，作出两种测井参数的岩性交会图是很有必要的。两种测井参数的岩性交会图，可以是电阻率一自然、电阻率一自然电位，或密度一自然等。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用三、煤田测井资料的直观解释,2区分岩性和进行地层对比利用自然曲线和电阻率曲线来区分岩性，常常能获得较好的效果。中子一曲线区分岩性的能力也较强。图7-4为利用自然曲线和中子一曲线来区分岩性的一例。粘土层的自然读数很高。由于粘土含有大量的结晶水和束缚水，因而它的中子一读数很低。致密石灰岩因含氢极少，故其Jn最高。砂岩的Jn值则介于粘土和石灰岩之间。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用三、煤田测井资料的直观解释,2区分岩性和进行地层对比利用煤田测井曲线进行地层对比，应注意以下几点：（1）应选择对岩性和煤层反映良好的曲线组合来进行对比。常用的曲线组合有：电阻率一，电阻率一自然及自然一。各孔测井曲线的测量技术条件（如电极系、电极距、源强、源距、测速等）应该一致，曲线的比例尺也应相同。（2）当钻孔倾斜较大时，为使测井曲线能正确反映岩层和煤层费度和厚度，应先进行井斜校正再进行对比。如要根据对比结果绘制构造横剖面图，则应先将井轴投影到横剖面上，再进行对比。这样，才能正确反映剖面上的地质构造。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第一节 测井在煤田地质勘探中的应用三、煤田测井资料的直观解释,2区分岩性和进行地层对比利用煤田测井曲线进行地层对比，应注意以下几点：（3）利用测井曲线进行地层对比的关键是选定标准层。标准层应尽量选择该区内岩性和厚度比较稳定、分布普遍的一个或几个岩层。此外，标准层还必须具有最易识别的曲线特征。（4）在进行对比时，可按顺序排列各孔曲线，并把各孔最上（或最下）的一个标准层的顶面（或底面）移到同一水平线上。然后从标准层往下或往上逐层进行对比，用对比线将相应各层层面连接起来。最后，再按海拔标高排列各孔曲线，各孔的水平距离亦按相应的比例尺排列，并将对比好的相应岩层连接起来。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用,随着新方法、新技术的发展和引进，测井技术在研究解决水文地质和工程地质问题方面，也已从单个钻孔及其附近的小范围，发展到工作地区多个钻孔的大范围地质问题的研究，如：第四系地层研究，第三、第四系的分界、地下水域动态等问题。测井技术的应用也已从定性研究（划分钻孔剖面、划分水层、了解岩性），发展到定量研究（提供水文地质和工程地质勘查和施工设计所需的有关参量的数据）。水文工程测井已开始形成一门专业技术，可以预料，这门技术必将受到更加广泛的重视。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 一、水文工程测井的探测对象与物性前提,水文工程测井的探测对象有以下四个方面：1地下水资源勘测包括城市饮用水、工业用水、农田水利及地下热水水源的分布、动静储量、水质和可利用程度等的探测。2工程地质勘测包括工程选址，如水坝、发电站、桥梁、隧道、地下仓库选址；工程选线，如铁路、公路、高压线、隧道等选线；工程建筑，包括高层建筑地基、地质构造以及隧道、斜坡的岩体类别和结构等的探查。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 一、水文工程测井的探测对象与物性前提,水文工程测井的探测对象有以下四个方面：3矿区水文地质和工程地质勘探主要是探清矿床所在部位和矿井周围地下水的来源、水量和水质等问题。为矿区开采设计提供水淹、塌陷及其防止和矿区用水等资料。4其它包括地基改良；建筑物，如水坝、桥墩的牢固程度；各种环境地质及其变化，如振动、地下水变化、古迹保护；疏浚和防护有关工程等的探查。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 一、水文工程测井的探测对象与物性前提,我国岩溶分布很广（达130万km2，占国土面积的七分之一），故探测对象又多与岩溶有关。各类灰岩都具有高电阻率、较大密度、低自然放射性、高声速等物理性质。溶洞或溶蚀地段则因充水而导电性变好、密度减小、声速降低，如有泥质沉淀则会因离子吸附比面增大，导致自然放射性增强，电化学活动性变异。分布在其它岩石中的裂隙带、断层面，也有类似性质。在断层面附近，岩石节理、破碎带比较发育。不同的裂隙发育程度可以引起不同程度的物性变化，形成与周围岩石的物性差别。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 一、水文工程测井的探测对象与物性前提,砂泥质碎屑沉积地层一般都充有地层水，其物性在很大程度上与岩石的胶结程度、孔隙度、渗透性好坏，特别是所充水的矿化度有关，往往与其上复和下垫地层有较大差别。但某些物性参数可能差别不大，如某些充水砂层与粘土层，某些砂砾岩与砂页岩，可能具有相近的导电性。但一般利用多种物性，就可以把它们区分开。测井资料能够解决问题的程度，固然主要地决定于岩石的物性差异，但是，只要很好地结合地质和其它方面的资料，正确地选择测井方法和相应的技术措施，往往可以收到较好的地质效果。采用测井技术，可以减轻水文地质的现场工作，还可以提供有价值的参数和资料。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 一、水文工程测井的探测对象与物性前提,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 一、水文工程测井的探测对象与物性前提,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 一、水文工程测井的探测对象与物性前提,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 一、水文工程测井的探测对象与物性前提,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 一、水文工程测井的探测对象与物性前提,岩石的声波速度,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 二、水文工程测井技术,1井径测量井径测量用于了解裂隙破碎带、渗透性层、灰岩溶蚀段和溶洞。它又是计算钻孔内水量、求孔隙率、测井的钻孔校正等定量解释所必需的资料。因此是一项必测的方法。井径测量一般使用张臂式或棱形井径仪。为取得精确的井径资料，最好采用微井径仪。在技术上，必须保证仪器的刻度准确、性能稳定，严格保证经过选择的测量速度，并且必须有一定的套管测量段，特别是换径套管段的文字记录。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 二、水文工程测井技术,2电法测量包括常规的电测井和高频电磁波单双孔测量。一般，在碎屑沉积剖面上，用梯度电极系，电极距取12m，再配以0.5m左右的电位电极系；在第四系孔隙水型剖面，有时可配合微电极测量；在碳酸盐岩剖面上，一般用电位电极系，电极距取0.30.75m，配合三侧向测量；为了定量地求出目的层段的电阻率，常需选用标准电位电极系和三侧向电极系（特别是在低阻井液中）。在干孔或淡水井中,对高导电目的层，可使用感应法。自然电位法可用于了解渗透性、孔隙性（包括裂隙发育的）岩层，它也是了解沉积旋迥、沉积环境的一种有效方法，它还可以用来定量地估计泥质含量和水质等。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 二、水文工程测井技术,2电法测量岩溶在电磁波透视曲线上，常显示出低电场幅值的异常，这是溶洞洞壁界面的散射和充水溶蚀部分吸收增强的综合反映。解释时需特别注意岩性界面（特别是物性差别大的）的存在以及浅孔探测中地表一空气界面的影响。界面所造成的干扰，会使异常形态复杂化。电磁波透视现场的主要技术工作是选取频率。目前，岩溶地区使用l0MHz左右效果较好。为区分较小的溶洞和裂隙带，还同时采用较高的频率。配合进行电磁波测井（利用现有仪器，把发射和接收天线同时下到一个钻孔中，天线距取1一2 m，天线臂改短）或视电阻率测井，以检查钻孔附近岩性变化情况。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 二、水文工程测井技术,4声波测井声速测井对于裂隙破碎带反映明显，呈低速高时差。可以利用“周波跳跃”现象来划分裂隙破碎带。在高密度岩石中，井壁附近1 m范围内，如有溶洞，声速测井有可能发现。声波源距约0.50.7m。两个接收器之间的距离可相应地取0.20.3m.。声幅测井中，以同点发收装置反映裂隙最为明显。裂隙或溶蚀带呈低声幅异常。超声成象测井可用来了解井壁的详细情况，包括裂隙、溶蚀现象、洞穴、层理及其倾角等。双孔间的声波透视法是了解井间空间的洞穴、破碎带、地质构造现象等的重要手段。它以低速高吸收的特征显示异常，在工程地质勘测中日益显示出优越性。当前声透视法的主要问题是声源发射功率不够大、接收器灵敏度不够高，因而透距不大。国外，在裂隙性岩体中采用电火花源，透距也仅达100m。我国DHH-1型电火花发射源在波速为43004700m/s的玄武岩中，透距为73m。尽管如此，工程上对层状地基地震反应分析，已较多地应用此法，常常用一个孔发射，另一孔或另两孔接收，孔距不大（4m、5m、7m），点距12 m，孔深可达数十米。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 二、水文工程测井技术,5噪声测井管外存在液流或出水口时，水流就产生噪声，噪声与流量大小有关。因此，在井内用灵敏的换能器（如高保真话筒）测量噪声产生的电压幅度，就可了解孔内管外的液流情况（包括位置和流量）。它实际上是一种无人工声源的自然声测并，所测频率一般在2000Hz以下。可以采用几种频率的接收线路来记录频散现象。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 三、水文工程测井的应用,（1）划分岩性按不同剖面，综合各种测井资料，参照前述的岩石的各种物理参数，并对照实测的视参数用子钻探地质剖面资料，可以在井剖面上划分出大多数岩性。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 三、水文工程测井的应用,（2）划分水层，了解其水力联系可以根据几种测井曲线的综合解释，划分出水层，也可利用单一测井曲线（如扩散法曲线）划分出水层或出水段。在孔隙水含水层上，s一般显示较高的异常。但其含水性的好坏和所含水矿化度的高低，常使s异常有较大范围的变化；SP（自然电位）异常在水层上一般是负的；伽玛曲线对水层的显示则有较低的值；中子理在水层上的异常也较低；密度测井曲线常常显示较低的值；声波时差常为低异常。在裂隙水含水层上，s为低峰；SP也常有负或正的异常；中子一是低峰；曲线是较高峰；声波时差为高异常。溶洞水层的s显示为低值；SP有小负或正异常；显示是高峰；中子一则为低峰；声波时差是较高异常。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 三、水文工程测井的应用,（3）划分裂隙带，了解风化程度使用测井方法可在低孔隙度的石灰岩等基岩中划分裂隙，其中较好的方法有：声波测井（利用周波跳跃）；测井（裂隙的存在便密度减小）；能谱测井或自一然测井（自然裂隙中有高含量铀）；脉冲中子测井（俘获截面曲线与自然曲线不重合即表示地层含铀量增大，从而指出存在裂隙）；微电极测井和地层倾角测井也可划出裂隙，但受扩孔限制；超声成象测井可提供裂隙带的形象图片。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 三、水文工程测井的应用,（3）划分裂隙带，了解风化程度利用声波测井资料，可以获得工程勘测所需的很多参数。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 三、水文工程测井的应用,（3）划分裂隙带，了解风化程度声波测井资料还可提供其它参数如：岩体完整系数、岩性风化系数、裂隙系数和不均匀系数等。表7-7列出了各种不同裂隙类型所对应的声速（纵波）范围。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 三、水文工程测井的应用,（4）划分岩溶超声成象图片可明显地显示出井壁溶蚀和洞穴的位置、规模。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 三、水文工程测井的应用,（4）了解断层对比测井曲线可以了解断层。对于第四系或砂泥质剖面，用s曲线配合SP曲线或自然曲线；对于碳酸盐岩和其它基岩剖面，采用自然,曲线配以s曲线或声波测井曲线。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 三、水文工程测井的应用,（4）了解断层图中煤层及其标志夹层（一煤、二煤之间的砂A及三煤、四煤之间的灰A），在该勘探区很稳定，它们均有相似的厚度和间距，在测井曲线上显示也很稳定，故各井之间很容易根据测井曲线对比来了解岩性变化，显然，红3井测井曲线出现的不规律现象，即二煤与灰A之间，重复了三煤的一部分，这是由于断层造成的。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 三、水文工程测井的应用,利用井温测量了解地下水的区域动态情况的例子。图中画出了某矿区内的钻孔中，500m以上观测到的不同井温变化值。可以看出5211号孔的温度梯度最小，表示水温低于正常地温，因而具有地下水向下补给的特征。地温梯度在3.11-3.40/100m范围的地段上，接近于正常值，说明地下水在这里维持径流。1015号孔400m以上，地温梯度高达4.8/100m，这是地下水达到最大循环深度后，开始向上进入排泄区的特征。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第二节 测井在水文地质和工程地质方面的应用 三、水文工程测井的应用,其它根据声速与应力的关系，进行长期监测，以了解岩体发生破坏的前兆；根据横波速度与地基强度变形特性等常数的密切关系，在单孔或双孔中测定横波速度，以提供地基动力性质评价的参数。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第三节 测井在金属矿床上的应用,在金属矿床上，地球物理测井的主要任务是：划分和校验钻孔地质剖面，查明和定量评价金属矿，以及解决矿区水文地质问题。这些任务与煤田和非金属矿床相似。由于大多数金属矿床剖面由坚硬的岩、矿石组成，钻探取芯较完整，除琉松的矿化带井段外，岩芯采取率都较高。所以测井在金俞床上往往只具有辅助意义。如果是沉积类型金属矿床（如沉积铁矿、锰矿、铝土矿等）则与煤田和非金属矿床一样，在所有地质勘探工作阶段，测井都可以发挥其应有的作用。划分和校验钻孔地质剖面的主要测井方法是：视电阻率测井，自然测井和密度洲井。当研究的钻孔剖面是由火成岩或变质岩组成时，应使用磁化率测井代替视电阻率测井。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第三节 测井在金属矿床上的应用 一、多金属硫化矿床,多金属硫化矿床通常具有高的电子导电性，用电测井方法能很好地查明，主要方法是滑动接触电流法和电极电位法。电极电位法效果最好，因为离子导电的非矿岩石不显电极电位异常。作为辅助方法，还可应用自然电位（电位或梯度测量）和激发极化测井，后者主要用来圈定浸染的或半氧化的硫化金属矿。电测井方法的主要缺点是当存在伴生黄铁矿和石墨化岩石时，很难从中区分出具有工业价值的硫化矿（如方铅矿、黄铜矿、镍黄铁矿等）。在这种情况下应附加密度测井和选择测井。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第三节 测井在金属矿床上的应用 一、多金属硫化矿床,应用选择一测井区分石墨化灰岩、查明铅锌矿 石墨化的灰岩比具有工业含量的铅锌矿层电阻率更低。使用的测井方法中只有选择测井能查明含矿井段。它与电测井曲线综合能划分出井剖面中碳酸盐岩部分（含铅锌的或石墨化的）。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第三节 测井在金属矿床上的应用 一、多金属硫化矿床,如果待查明的多金属硫化矿中含有磷铁矿物（如磁黄铁矿、磁铁矿），则还应进行磁化率测井，以便查明磁性矿物成分。为了评价多金属硫化矿的成分、含量、规模和储量，近年来还发展了一组电化学侧井方法，见表7-14。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第三节 测井在金属矿床上的应用 二、铁矿床,1磁性铁矿的查明和评价铁矿床中较重要的是磁铁矿，查明和评价磁铁矿床的主要侧井方法是磁化率侧井。表7-15是苏联研究工作者，根据上列方程，用2-4m采样间距，对300个矿层井段的评定结果。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第三节 测井在金属矿床上的应用 二、铁矿床,1磁性铁矿的查明和评价表7-15是苏联研究工作者，根据上列方程，用2-4m采样间距，对300个矿层井段的评定结果。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第三节 测井在金属矿床上的应用铁矿床,1磁性铁矿的查明和评价分析表中的数据可得出如下结论：在磁铁石英岩矿床，用磁化率测井确定磁铁矿含量的误差值处于实验室分析方法的误差范围内。在澳连涅沃尔矿区，用单线圈或双线圈井下仪，其精度用平均均方误差来衡量是相同的，在阔姆沙麻里矿区两者平均均方误差约差1%。这说明，即使在强各向异性的磁铁石英岩矿床，在很大程度上仍可用磁化率测井来评价磁铁矿含量。就精度说，磁化率测井不会低于实验室方法，在取芯不足时还会超过它们。比较磁化率测井和矿物分析结果，其系统误差最小，以后应利用它们来构制相关关系曲线。就显示能力说，实验室分析方法比磁化率测井弱，特别是双线圈系井下仪具有较大的探测半径，所代表的矿石体积比岩芯要大的多。所以，磁化率测井是直接评价磁铁矿含量，估计其储量的有效手段。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第三节 测井在金属矿床上的应用铁矿床,磁化率测井结果很好地圈定了矿层位置。确定的磁铁矿含量与岩粉化验结果基本吻合。其相关关系系数为0.890.95。这些结果对地下开采勘探阶段较精确地圈定矿体边界，改善地下钻进的设计方案，加快铁矿储量的计算具有重要价值。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第三节 测井在金属矿床上的应用铁矿床,2非磁性铁矿的查明和评价非磁性铁矿，确切地说是弱磁铁矿，例如褐铁矿、菱铁矿、假象赤铁矿。既使用高灵敏度的磁化率测井仪也无能为力。而且，矿石中的铁含量与磁化率间也无单值关系。评价弱磁铁矿的主要方法是选择测井。由于井I-的不稳定性和密度的无规律变化，实际工作中应采用双源距补偿选择测井仪。用它圈定具有工业价值的矿层和评价全铁含量。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第三节 测井在金属矿床上的应用铁矿床,2非磁性铁矿的查明和评价非磁性铁矿，确切地说是弱磁铁矿，例如褐铁矿、菱铁矿、假象赤铁矿。既使用高灵敏度的磁化率测井仪也无能为力。而且，矿石中的铁含量与磁化率间也无单值关系。评价弱磁铁矿的主要方法是选择测井。由于井I-的不稳定性和密度的无规律变化，实际工作中应采用双源距补偿选择测井仪。用它圈定具有工业价值的矿层和评价全铁含量。,地球物理测井课件,河北工程大学资源学院,地球物理测井的应用概述,第四节 测井软件介绍LEAD（Logging Evaluation&Analysis Development）测井资料综合处理解释软件,软件主要特点：功能强大的底