測井技術(shù)在煤田地質(zhì)勘探的應(yīng)用現(xiàn)狀
時間:2022-09-29 11:15:27
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摘要:多維導(dǎo)向下的智能化設(shè)備設(shè)施的運用能在時間成本最省、工藝質(zhì)量最優(yōu)、綜合費用最低的前提下完成相應(yīng)工作,更快更好的達到工程目的。為了研究煤田地質(zhì)勘察中測井技術(shù)的發(fā)展、運用和數(shù)據(jù)處理現(xiàn)狀。本文基本筆者地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局多年相關(guān)工作經(jīng)驗,在理論結(jié)合實際的前提下,探討數(shù)據(jù)處理和工況分析上的異同,為新技術(shù)的高效應(yīng)用提供理論參考。
測井技術(shù)分為生產(chǎn)測井和完井測井。常規(guī)意義上的測井項目能反演儲層情況、追蹤地層沉積序列、探測完井質(zhì)量及其近井段污染程度。而不同礦產(chǎn)資源的井筒,其開采方式和后續(xù)改造工序的不同也給測井類別和成本控制帶來了細微差別。煤田地質(zhì)勘探領(lǐng)域的相關(guān)測井是為了獲取地理信息中的物理參數(shù),并根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進行卡層和瓦斯預(yù)測,確保礦脈延伸受控以及巷道布局合理。同時還能將底層重要信息進行反饋,是一項先導(dǎo)性開創(chuàng)技術(shù)。本文在理論結(jié)合實際的前提下,探討數(shù)據(jù)處理和工況分析上的異同,為新技術(shù)的高效應(yīng)用提供理論參考。
1煤炭地質(zhì)勘探特點及發(fā)展趨勢
煤田地質(zhì)勘探依據(jù)常規(guī)地質(zhì)勘探角度分為預(yù)查、普查、詳查和勘探4個階段。具體如下:①預(yù)查階段。運用基礎(chǔ)地質(zhì)資料進行礦區(qū)內(nèi)裂縫、斷裂和多個礦產(chǎn)區(qū)域內(nèi)測量數(shù)據(jù)的反演,在地質(zhì)結(jié)構(gòu)和多維構(gòu)型方面進行煤田和其他礦產(chǎn)資源的普查,并在巖心檢測、大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上進行煤礦啟動預(yù)案普查工作的系統(tǒng)開展,把具體煤礦礦脈進行定點勘查、定位判定和區(qū)域地質(zhì)特征下的最佳條件開采,為后續(xù)的系統(tǒng)工作開展提供數(shù)據(jù)鏈支持和綜合準(zhǔn)備。②普查階段。該階段是在上一步預(yù)查完成之后進行煤礦數(shù)據(jù)審核,并最終定量獲取資源評價條件,以綜合評定煤礦的經(jīng)濟性為后續(xù)科學(xué)開采方案的制定奠定基礎(chǔ)。③詳查階段。通過普查和定點開采方案優(yōu)選,在數(shù)據(jù)詳實的基礎(chǔ)上開展詳查,運用多重手段在地質(zhì)依據(jù)和作證的基礎(chǔ)上進行區(qū)域性礦井劃分,并詳細編制不同綜采面的礦區(qū)。完善開采細則。④勘探階段。運用多重手段進行煤田地質(zhì)資料的合理分析,將礦井為單位的建設(shè)目標(biāo)進行多步設(shè)計,并根據(jù)先期測井資料,在不同煤田地質(zhì)特征下進行導(dǎo)電特性、聲學(xué)特性和電化學(xué)特性等因素的對比性核實。此外,運用不同精度和任務(wù)模式的儀器儀表進行相應(yīng)工作完善,在數(shù)據(jù)量充實的基礎(chǔ)上完成相應(yīng)工作,綜合開采工程和地質(zhì)要素,進行危害因素預(yù)控。需要注意多維導(dǎo)向下的任何因素都存在一定問題,具體總結(jié)如下:(1)測井技術(shù)發(fā)展水平低。我國煤炭開采技術(shù)于1951年開始發(fā)展,因此在發(fā)展初期只能測量比較簡單的自然電位和電阻率。在煤田地質(zhì)勘探過程中,由于無法明確確定煤層與頂板巖層的具體差異而使用測井技術(shù)時,無法進行有效劃分。因此,在一定程度上影響了整體效果。近年來,我國在科學(xué)技術(shù)水平上取得了明顯的發(fā)展和提高,但由于發(fā)展時間晚,測井技術(shù)總體水平較低。因此,我國開發(fā)的測井儀器等設(shè)備精度不高。(2)相關(guān)設(shè)備太晚,設(shè)備更新太慢。在測井技術(shù)中,小直徑脈沖計是相關(guān)科研人員自主開發(fā)的,但其所具有的功能比較少,同時適用范圍也很窄,碳氧比等其他相關(guān)儀器,自身所具有的精密度不夠高,在許多相關(guān)技術(shù)中,我國沒有自主知識產(chǎn)權(quán)這種現(xiàn)象,已經(jīng)對我國測井技術(shù)的創(chuàng)新工作產(chǎn)生了巨大的影響。因此,有關(guān)部門有必要充分重視這方面。實際調(diào)查表明,我國煤田地質(zhì)勘探的電阻率技術(shù)還缺乏一定的成熟性,微掃描成像儀的研究水平也不高。從長期來看,國外相關(guān)儀器設(shè)備之間的差距越來越大。因此,在實際的煤田地質(zhì)勘探過程中,將采用傳統(tǒng)的測井技術(shù)進行。(3)人為因素。關(guān)于在煤田地質(zhì)勘探中使用測井技術(shù)的問題,除了上述以外,還需要重要的因素,即人文因素。在這一過程中,一些利益相關(guān)者在開展工作時沒有仔細進行地理信息資料的收集,同時處理已收集的數(shù)據(jù)資料也沒有嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。面對這種問題的出現(xiàn),不僅在一定程度上影響了相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,而且在煤田地質(zhì)勘探中對測井技術(shù)造成了很大的阻礙。此外,一些人員素質(zhì)偏低和專業(yè)技術(shù)水平達不到等,也影響了測井技術(shù)的有效應(yīng)用。
2煤田地質(zhì)勘探中測井技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
煤田地質(zhì)勘探屬于固體礦產(chǎn)常規(guī)勘察范疇。以鉆探取芯、地質(zhì)雷達勘查、磁電遙感地質(zhì)反演以及大數(shù)據(jù)綜合勘察方法為代表的系統(tǒng)性工作流程已經(jīng)在業(yè)內(nèi)得到大規(guī)模應(yīng)用。以下做詳細技術(shù)分解。
2.1煤田鉆探技術(shù)
簡易而直觀的煤田鉆探技術(shù)需要遵循一定技術(shù)流程,在實驗開展合規(guī)的前提下完成數(shù)據(jù)分析。具體流程為:首先進行區(qū)域地質(zhì)露頭的全面踏勘,將煤田鉆探前需要的地質(zhì)構(gòu)造、地層層序和煤層的賦存狀態(tài)進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)梳理,選定合適的煤層儲量計算方法。以實驗報告和工作指導(dǎo)書的形式進行相關(guān)工作預(yù)設(shè)。其次運用勘探剖面法進行抽樣式探孔部署,并預(yù)設(shè)合理勘探線,進行滾動式動態(tài)層位選擇和巖心提取分析,并形成地質(zhì)信息流的原始鉆孔柱狀圖數(shù)據(jù)匯總。需要注意,應(yīng)根據(jù)不同的取芯鉆機設(shè)備完成斜鉆、立鉆相應(yīng)的工程施工,確保鉆探效率最優(yōu)化和成本最低化。當(dāng)前以繩索取芯工藝和鉆進參數(shù)探測工藝運用最為普遍。①繩索取芯技術(shù)。在有限勞動強度下運用繩索取芯的鉆桿內(nèi)撈方式連續(xù)而穩(wěn)定的進行鉆進,避免起下鉆帶來的鉆孔彎曲度和振動影響,并在合適的套管直徑深度選取上進行防斜措施優(yōu)化,全面而正確的進行設(shè)備設(shè)施保養(yǎng)并用鉆頭和擴孔器快速工作。②鉆進參數(shù)探測技術(shù)。運用自動化探頭在鉆機上進行多維傳感器連續(xù)數(shù)據(jù)獲取,并在鉆進壓力、鉆桿旋轉(zhuǎn)速度等關(guān)鍵參數(shù)上進行控制,確保數(shù)據(jù)擾動最小。全面優(yōu)化提高鉆進效率,得出最佳控制參數(shù)。
2.2測井勘查技術(shù)
基于鉆井工程溝通目的礦產(chǎn)與地面而進行的儲層有限穿越施工能有效進行巖屑錄取和關(guān)鍵參數(shù)驗證式獲取。而該井筒也為測井勘查技術(shù)的運用提供了平臺。運用電法測井手段、聲波測井手段和核測井手段可以綜合獲取目的巖層的聲學(xué)特性、導(dǎo)電特性、電化學(xué)特性可測物理量。而不同的儀器具備不同長處,在數(shù)據(jù)獲取意義最大的前提下進行最佳工況工藝的結(jié)合性優(yōu)選,并運用波普照射技術(shù)完成不同數(shù)據(jù)強度的校核。最終達到不同要求下的工程目的。
2.3綜合勘探技術(shù)
綜合勘探技術(shù),該技術(shù)是基于當(dāng)前基礎(chǔ)地質(zhì)資料,在充分獲取工區(qū)的地形、地貌、地球物理消息后進行關(guān)鍵參數(shù)的選擇性取點取樣勘測。做關(guān)鍵要害探井的測井資料、地震勘探資料并在數(shù)學(xué)算法的幫助下導(dǎo)入通用煤田地質(zhì)信息,并結(jié)合勘探區(qū)域被新生界地層覆蓋的現(xiàn)實依據(jù)結(jié)合水文地質(zhì)資料完成相關(guān)區(qū)域的煤田資源量區(qū)、地質(zhì)構(gòu)造、斷層、煤層的賦存深度、煤層的合并地帶、煤層厚度及巖石特性等信息預(yù)測性數(shù)學(xué)模擬。
3煤田地質(zhì)勘探中測井技術(shù)的改善措施
作為煤田勘探的單位,要更好地保障煤炭勘探質(zhì)量和數(shù)量,必須首先重視測井技術(shù)的應(yīng)用,對存在的問題予以充分重視。根據(jù)實際情況采取相應(yīng)的措施。(1)不斷加強測井技術(shù)的更新和發(fā)展。眾所周知,技術(shù)的更新和發(fā)展是煤田地質(zhì)勘探作業(yè)的重要保障因素。特別是它在確定巖石性質(zhì)、巖石強度和煤性質(zhì)方面起著重要作用。對此,相關(guān)人員應(yīng)重視數(shù)字測井技術(shù)的發(fā)展。國際業(yè)務(wù)經(jīng)常使用數(shù)字測量技術(shù)來獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。由于數(shù)字測井技術(shù)在開發(fā)工作中需要采用適當(dāng)?shù)臏y井方法,因此相關(guān)人員需要對煤層的化學(xué)層、巖石的強度和煤的性質(zhì)有深入的了解。此外,在該技術(shù)的研究過程中將開發(fā)新的測井技術(shù)。可以進一步提高我國煤田地質(zhì)工作水平。(2)進一步加強相關(guān)人員的素質(zhì)和技術(shù)培訓(xùn)。作為煤炭勘探建設(shè)單位,有必要加強對這一領(lǐng)域人員的培訓(xùn)。具體來說,員工定期接受系統(tǒng)的培訓(xùn),在這個過程中,管理者必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)對工作內(nèi)容和范圍進行分類。這主要是為了提高操作的效率,在一定程度上減少操作出錯的可能性。在探索中,相關(guān)人員只有在職責(zé)明確的情況下,才能提高自身的綜合素質(zhì)。(3)不斷完善測井評估的主要目標(biāo)。在完善測井評價目標(biāo)方面,有關(guān)單位要在對煤庫進行評價鑒定的基礎(chǔ)上,深入了解煤庫地質(zhì)特征,同時進行更加全面的評價。在此過程中,相關(guān)人員將對我國當(dāng)前相關(guān)地質(zhì)特征進行分析研究,全力開展煤田勘探評價工作,提高成像性能的測井技術(shù)。
4結(jié)語
綜合上述,我國煤田地質(zhì)勘探領(lǐng)域運用的新方法、新技術(shù)和新裝備有限,但基于傳統(tǒng)測井技術(shù)手段的多維數(shù)據(jù)比對能良好完成現(xiàn)場工程任務(wù)。在技術(shù)領(lǐng)域要注意不同地質(zhì)構(gòu)型下的地層非均值性表征嚴(yán)重,而分布在我國不同地質(zhì)條件下的煤田礦產(chǎn)具備不同的測井?dāng)?shù)據(jù)特征。相關(guān)部門需優(yōu)選運用對應(yīng)的測井技術(shù)能在成本最省數(shù)據(jù)最精的前提下展開相應(yīng)工作,全面而快速的進行高效率勘探。相關(guān)工作單位需要梳理當(dāng)前煤田勘探工作中測井技術(shù)運用瓶頸,以解決工程問題,強化工程效率為目標(biāo),全面提升測井工藝與測井設(shè)備的匹配性,在現(xiàn)場技術(shù)操作合規(guī)的前提下為煤田地質(zhì)勘探提供技術(shù)便利性,全面優(yōu)化煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)科學(xué)效率。
參考文獻
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作者:涂榜政 單位:貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一一五地質(zhì)大隊