放射性测井在煤田勘探中的应用及影响因素浅析

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1、放射性测井在煤田勘探中的应用及影响因素浅析安徽省煤田地质局第二勘探队安徽芜湖241006摘要：煤田测井是利用煤、岩层的地质一地球物理特性的差异解决煤田地质勘探中的地质问题。由于同一种岩石的各种物性都有一定的变化范围，而不同的岩石乂有可能在某些物性上差异很小，所以，在煤田测井中，常用多种测井方法，如电测井、放射性测井、声波测井和井内技术测井等。木文主要介绍放射性测井方法在煤田勘探中的应用。关键词：煤田勘探；放射性；测井；应用煤田勘探中常用的放射性测井有天然放射性法测井（自然伽马法）、人工放射性法测井（伽马伽马法、选择伽马法）、中子法（中子中子法、中子伽马法、次生活化法）等。不同的放射性测井

2、在煤田地质勘探中的作用既有相同之处，也各有侧重。由于天然放射性法测井和人工放射性法测井在煤田地质勘探中应用较广泛，木文只对这两种测井方法的应用作简单介绍。1.天然放射性法测井天然放射性测井是放射性测井中最简单的一种方法。它是以记录钻孔地质剖面中各种岩层的自然放射性强度为基础的。一般地说，岩石中所含放射性物质多，其天然放射性强度就大。不同的岩层放射性物质含量不同，因而不同的岩层在天然放射性测井中曲线上就有不同的反映。这就是天然放射性测井的地质一地球物理基础。1.1天然放射性法测井的应用在煤田勘探中，随着人们对天然放射性法测井的认识不断深化和科学技术的快速发展，越来越得到广泛的运用。在煤W勘

3、探前期，主要是在勘探过程中顺带寻找放射性矿床（称为顺便普查）。在后期的煤田勘探中，它对定性划分钻孔地质剖面中岩性划分、确定第四纪界面（新老地层界面）、通过地层层位确定断层、定性划分煤层和定量研宄煤的灰分等方面都起到不同程度的作用。天然放射性法测井，在区域地质研究中也具有重要作用，0前，天然放射性法测井在测井曲线综合对比和研宄煤系地层沉积环境中起着重要的作用。1.2天然放射性法测井的影响因素1.2.1泥浆的影响若井内没有泥浆，井筒对伽马射线的吸收很弱，井内有泥浆吋，井筒对伽马射线的吸收较强，由于泥浆中的粘土具冇一定的放射性，可以部分抵偿伽马射线的减弱。泥浆的密度不同，对伽马射线吸收的程度不

4、同，密度大，吸收强。因此，泥浆的密度对天然放射性曲线有一定的影响。1.2.2井径和溶洞的影响井径扩大，相当于泥浆层增厚。在泥浆的放射性比地层放射性更弱的情况下，它们主要加强了对来自地层的伽马射线的吸收，而使所得曲线的读数降低。如井径变化越大，则对读数影响就越大。溶洞的影响和井径相仿。1.2.3套管的影响煤田勘探钻孔所使用的套管，是钢铁材质，钢铁对伽马射线的吸收系数平均为0.5cm-l，而泥浆和岩石对伽马射线的吸收系数为0.1-0.2cm-l。因此，当井下仪器从没有套管的井段到有套管的井段，或从有一层套管的井段进入多层套管的井段吋，伽马射线强度将减弱，曲线的异常幅度减小。一般在有一层套管时

5、所测得的读数为没有套管读数的75%。2.人工放射性法测井人工放射性测井方法，是以研究岩层对伽马射线的散射和吸收性质为基础的一种方法，它所测量的是被岩层所散射的伽马射线的强度。理论和实践证明,当所用的放射源的能量在一定范围吋，这种被测定的散射伽马射线的强度与岩石的密度关系密切。由于煤层密度与其他岩石密度有明显的差异，因此人工放射性法测井已成为煤田勘探测井中的主要方法之一。2.1人工放射性测井法的应用在钻孔地质剖面中，常常遇到电阻率都比较高的岩层，如烟煤、石灰岩、砂岩等，它们在电阻率曲线上反映相似，很难确定煤层的位置及煤层的厚度。人工放射性可以解决这个问题，因为煤层与灰岩、砂岩的密度差别很大

6、，人工放射性所测定的散射伽马强度与岩石密度有关。人工放射性不仅可以确定煤层层位和煤层厚度，它还可以用来划分新老地层界面，确定破碎带，通过曲线对比可以解决地层层位，煤层变化等地质构造问题，可以寻找煤层、确定岩石密度，在有利的条件下还可以确定煤层的灰分、定量地估计滲透岩层的孔隙率等。2.2人工放射性测井法的影响因素2.2.1泥浆和井径的影响泥浆的密度和井径的变化对人工放射性测井的读数有一定的影响。泥浆的密度减小，人工放射性曲线幅值增加；反之减少。在泥浆密度均匀的钻孔中，泥浆的影响是一个固定值。井径变大相当于探测器周围介质密度变小，故人工放射性曲线幅值增大。而井径变小时，相当于探测器周围介质密

7、度变大，故人工放射性曲线幅值增减少。在实际测井吋，一般应进行井径测井，以便在解释曲线吋，能够准确辨认人工放射性伽马值的变化的原因。2.2.2放射源的影响源强的影响。根据公示：可以看出，当δ、L不变吋，上式可写成Jrr=AQ,式中A=k•;Q为源强，即单位吋间里发出的伽马射线数量，Jrr为散射伽马射线强度。可见，源强越大，jrr越大。源的能量的影响。伽马射线能量越小，散射伽马射线强度jrr与岩石密度δ