煤田测井中自然伽马曲线的应用效果分析

王志刚

摘  要：当前科学技术水平的不断提高，数字测井技术也得到不断进步，自然伽马曲线具有的方便、连续、灵敏等特点，使其在科学钻探领域得到了广泛应用，且取得良好的应用效果。在时代迅速发展的大环境下，人们对煤田测井工作质量提出了更高的要求，为了提高自然伽马曲线的应用效果，该文首先阐述了自然伽马测井的概念以及自然伽马测井曲线的影响因素，之后分析了煤田测井中自然伽马曲线的应用。

关键词：煤田测井;自然伽马曲线;钻探

中图分类号：P631            文献标志码：A

自然伽马测井法最突出的特点在于操作简单，该技术是指在测量之前对钻孔地质剖面岩层自然放射性强度进行详细记录，从而为煤田测井工作提供可靠数据。在当前数字测井技术不断进步的今天，提高自然伽马测井法在煤田测井中的应用效果是人们关注的主要课题，因此，针对自然伽马曲线的概念及其应用有重要实践意义。

1 自然伽马测井概述

法国斯伦贝谢公司是测井技术的起源地，我国石油产业是应用测井技术的核心产业，科学技术水平的不断提高，使测井技术也经历了几个阶段的发展，包括模拟测井技术、数字测井技术、数控测井技术、成像测井技术等。在实际中，可将放射性探测应用于煤田中的岩石探测，主要是由于岩石中存在一些天然放射性物质，自然伽马测井是实施伽马射线探测岩石总自然伽马射线强度，进而研究剖面底层性质。岩性的变化会改变岩石中放射性强度，首先，在一般情况下，与岩浆岩、变质岩相比，沉积岩自然伽马放射性更低。岩浆岩与变质岩中含有云母、长石等放射性物质，使其有着较大的放射性强度;而沉积岩中没有放射性物质，岩石吸附的放射性物质的强度就是其自然伽马放射性。其次，岩石泥质含量的逐渐增加会提高沉积岩自然放射性，按照从低到高的顺序包括4种，分别为砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩，但除了含有放射性物质的岩石。

2 自然伽马测井曲线的影响因素

自然伽馬测井曲线的影响因素较多，其中包括井的因素、地层厚度因素等，其中井的影响因素是由于井内钻井液的放射性强弱在一定程度上会影响其数值，岩层的数值会受到井径的影响而发生变化;同时曲线的数值会受到套管、管外水泥环的吸收能力的影响，因此，在实际应用过程中，校正曲线十分有必要。地层厚度的影响因素体现在地层较薄的情况下，会降低自然伽马测井曲线值，工作人员在实际中应考虑到这一因素。

3 煤田测井中自然伽马曲线的应用

在煤田测井中应用自然伽马曲线主要从5个方面出发，一是岩性划分，二是煤层及其结构的解释，三是比较煤岩层，四是沉积相的主要特点的解释，五是地质年代的划分，该文在分析自然伽马曲线在煤田测井中的应用时，就是将这5个方面作为出发点，以此为煤田测井作业提供可靠的依据奠定基础。

3.1 岩性划分

岩石粒度大小、沉积速度、沉积环境与沉积岩自然放射性强度有着密切联系，在沉积环境与放射性物质来源相同的情况下，沉积物粒度越细，其表面越大，岩粒吸附的放射性物质越多;沉积时间较长的情况下，那么可以为放射性物质提供的时间就越长。

3.2 煤层及其结构的解释

传统采用人工伽马曲线进行煤田测井时，在煤田与岩层电性差异不显著的情况下，或者出现煤层坍塌而导致扩大井径，将无法准确地解释煤层及其结构。而将自然伽马曲线应用于 煤田测井，能够避免外界干扰因素带来的不利影响，其能够直观、形象的展现岩性物性的变化，从而准确的解释煤层及其结构。

3.3 煤岩层的比较

为了能够深入的分析与研究煤田地质的地下结构，比较每一个钻孔测井曲线十分有必要，其目的是为了对沉积关系、岩相变化与岩性变化、岩层厚度变化等内容进行明确;勘探区通过比较各个钻孔测井曲线，能够全面了解煤田地质的地下地质构造，同时能够掌握煤层及其结构，通过对煤层分布、厚度、结构、煤质变化等全面探查，从而为更好地进行煤层划分奠定基础，由此可见，将自然伽马曲线应用于煤岩层比较中有重要的实践意义。在确定煤层沉积地质年代过程中，可通过自然伽马曲线的形态准确评估得以实现，且自然伽马曲线的应用还能为煤田开发与利用提供有效依据。

3.4 解释沉积相的主要特征

3.4.1 幅度

自然伽马曲线形态最突出的特征就是幅度，其能够全面体现沉积特征变化情况，其中包括沉积体的粒度、泥质含量、分选性等。一般情况下，高能环境的产物为粗粒沉积，其具有的自然伽马值相对较低;低能环境的产物为细粒沉积物，其自然伽马值较高。为了保证煤田测井工作的顺利完成，全面了解环境能量变化是关键，因此，相关人员需要通过对自然伽马曲线幅度的变化情况进行深入分析。

3.4.2 形状

通过对沉积过程中的物源供应和水动力条件等沉积特征，可以了解自然伽马测井曲线形状。

3.4.3 接触关系

渐变型、突变型是单层砂石顶、底部测井曲线形态的2种类型，其主要体现3个部分，分别为砂岩沉积初期、末期物源、水动力条件。

3.4.4 次级形态

初级形态包括4个方面，一是锯齿个数，水动力对沉积物改造时的水动力作用强度、时间、直接关系到自然伽马测井曲线光滑程度;如果曲线锯齿较多，那么说明水动力改造时有着较弱的作用强度以及较短的时间。二是齿缝、齿谷数据大小，自然伽马测井曲线光滑程度与齿缝、齿谷数据大小有着密切联系。三是包络线形态：海进、海退的速度可以通过包络线形态体现出来。四是齿中线形态，其能够体现沉积能量变化情况。

3.5 划分地质年代

在判定岩层形成年代过程中应用自然伽马曲线具有重要意义，其通过分化其他地质岩性，通过了解地质年代自然伽马曲线基线，明确的划分岩层地质年代，以此为煤田测井工作的顺利开展提供有效依据;地质年代发生变化，自然伽马曲线基线也会随之发生改变。

4 自然伽马曲线确定地层原理

在划分地层时代过程中应用自然伽马曲线过程中，为了能够选择反映不同地质时代特征测井参数，应对各个地质时代岩石的共性与差异进行研究。自然界各种岩石含有一定量的放射性元素是其共性所在，其中包括铀、钍等元素，当这些放射性元素被侵蚀时，其中易溶解的放射性元素就以溶液形式被运移到物理化学条件适当地点，与其他物质一同沉积;对于一些溶解难度较大的放射性元素就会留在原地，或者与其他物质进行机械搬运而有选择的沉积。不同之处主要是不同地质年代沉积环境，岩层中放射性物质的含量也具有一定变化，当岩层生成于不同的沉积环境、沉积条件下，那么存在差异性的放射性元素含量。自然伽马测井法是通过对岩层的自然伽马射线强度进行测量，从而更深入的了解岩层，不同幅值、形态能反映不同年代的地层自然伽马。

5 结语

在当前数字技术迅速发展的环境下，煤田测井工作中开始应用一些新的技术，自然伽马曲线具有的较多优势在煤田测井中发挥重要作用，通过利用该技术能更好地进行岩性划分、煤层及其结构的解释、比较煤岩层、沉积相的主要特点的解释、地质年代的划分，其能为煤田测井工作的开展提供真实、有效的依据，有助于提高煤田测井工作效率。该文首先概述了自然伽马测井，之后对自然伽马曲线在煤田测井中的应用效果进行分析，以此为相关行业的工作人员提供一些参考，更好地推动我国煤田开发与利用。

参考文献

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