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摘 要：地球物理测井是采用地球物理方法划分钻孔剖面、评价地层，解决某些地质问题的技术，是矿井地质勘探的重要手段。地球物理测井是利用钻孔剖面中各岩层的不同物性来划分地质剖面，确定煤层的层位厚度和结构，进行地层对比，以解决构造和沉积方面的问题。
关键词：矿井地质；电法测井；伽马法测井
为了克服单一测井方法的局限性和不同岩性在测井响应范围内部分重叠造成的多解性，保证解释成果的可靠程度，要坚持多种物性参数综合解释的技术原则，本文主要阐述电法测井、伽马法策井等方法。地球物理测井是采用地球物理方法划分钻孔剖面、评价地层，解决某些地质问题的技术，是矿井地质勘探的重要手段。 为了克服单一测井方法的局限性和不同岩性在测井响应范围内部分重叠造成的多解性，保证解释成果的可靠程度，要坚持多种物性参数综合解释的技术原则，本文主要阐述电法测井、伽马法策井等方法。
1、电法测井
电法测井是以研究岩石电阻率、电化学活动性和介电常数等电学性质为基础的测井方法。它可分为电阻率测井、电化学测井、感应测井、激发极化测井和介电常数测井等，在煤田测井中主要应用电阻率测并和自然电位测井，其效果最佳。
1.1 电阻率测井
电阻率测井基于在井中测量被钻孔穿过的矿、岩层的电阻率，并按电阻率的差异，划分钻孔地质剖面，解决煤矿井下的一些地质问题。电阻率测井采用侧向测井。
（1）测向测井原理
因石墨、无烟煤及大部分金属矿物的电阻率均较低；大部分的造岩矿物，如石英、云母、方解石等电阻率都比较高。大部分火成岩电阻率比较沉积岩的电阻率低于火成岩和变质岩，根据此原理能区分煤与岩石，划分岩性。
（2）三侧向测井的原理
侧向测并为减小泥浆分流和围岩影响，要采用聚焦技术。三侧向测井不但分辨率还便于校正并求得地层的真电阻率，它被公认为电阻率测井中效果最佳、很有前途的测井方法，已广泛应用在煤田测井。
1.2 自然电位测井
在电阻率测井时，有时出现不供电时，在井内仍可以测量到电位差，此种存在的自然电位差导致测井人员的重视，由此出现了自然电位测井。自然电位的产生与地层性质密切相关。按自然电位的成因，利用自然电位曲线可划分煤层，确定储集层和区分岩性。
（1）划分煤层。对变质程度较高的煤层，如瘦煤、贫煤和无烟煤等，由于它们有较强的氧化反应，呈现较明显的自然电位异常，自然电位曲线可作为解释煤层的一种重要辅助曲线。
（2）确定储集层、区分岩性。在砂泥岩的剖面上，碎屑岩的自然电位由地层水和泥浆滤液之间的扩散与扩散吸附作用形成的。此种扩散与扩散吸附作用的程度，不但与地层水和泥浆滤液之间的盐浓度差相关，还与岩石的性质相关。
（3）估计泥质含量。一些地区还采用数理统计的方法，建立自然电位异常幅度与泥质含量的定量关系，运用这种关系由自然电位异常大小估计岩层的泥质。
2、伽马法测井
电测井方法尽管在煤田测井中广泛应用，而这种方法具有一定的局限性。如在煤、岩电性差异较小时，采用电测井方法就难以区分煤层和岩层；又如，在下套管井段或遇有严重漏水的干井，电测井就不能进行。随着核物理的发展，人们发现利用岩石的放射性及各种核物理的性质能够划分钻孔地质剖面，分析岩层。
核测井是以岩层自然或人工放射性为基础的测井方法，即放射性测井。核测井种类很多，按其探测的射线类型分类，应分为伽马法和中子法。伽马法包括自然伽马、密度测井、选择伽马-伽马和岩性密度等测井方法；中子法包括中子—伽马、中子—中子、中子俘获伽马能谱等测井方法。一些方法在煤田勘探中也取得了非常好的效果，放射性测井是煤田测井中的重要方法，效果最佳的是人工伽马测井。
2.1 密度测井
由于煤系地层中煤层与岩层有明显的密度差异，所以密度测井是判别煤层的最好方法。它还为计算岩石孔隙度和预测煤层灰分、水分，以及研究岩石力学性质提供必需的密度资料，煤田测井的重要方法之一。煤的密度较小，岩石的密度较大，它们二者能明确区分。密度测井的应用如下：
（1）解释煤层、区分岩性及划分钻孔地质剖面。煤系地层中以煤层的密度为最小，在煤岩之间形成密度差。在密度测井曲线上，煤层常以呈现显著的异常，成为煤田测井中解释煤层的有效方法。
（2）确定岩层的孔隙度。为计算储集层的水、气的含量，要确定储集层的孔隙度，这是水文与工程测井中的重要任务。密度测井是按岩石密度与孔隙度的密切关系确定地层孔隙度。
（3）划分岩溶、裂隙发育带和破碎带。它们一般是岩体因地质作用形成的，不论充满气体、流体或充填泥质矿物，密度急剧下降，在密度测井曲线上出现显著异常，这对划分岩溶、裂隙发育带和破碎带有利。
（4）研究煤的灰分和发热量。煤岩化验资料表明，煤的密度和灰分、水分的变化又会影响煤的发热量，这是密度测井确定煤灰分与发热量的依据。在一个矿区，在煤种固定、水分较少时，煤的密度一般取决于灰分，且随灰分增加而增大。煤中灰分增加，等于纯煤所占的分量减小，即煤的碳与氢含量降低，因此煤的发热量随灰分的增加而减小。
（5）计算岩石力学参数。利用密度、电阻率、井径、声波测井曲线与岩样试验资料，能解释岩石原生状态下的力学特性。利用测井资料可作出煤层顶、底板岩石力学参数等值线图，为煤矿设计、巷道掘进与支护提供保证。密度测井能研究岩层随深度的垂直变化，用于压实的预测，配合其他测井曲线又可用来进行地应力大小和方向的预测。
2.2 选择伽马—伽马测井和岩性密度测井
（1）选择伽马—伽马测井
选择伽马-伽马测井是以光电效应为基础的另一种人工伽马测井方法，它采用的仪器装备与密度测井一致，而方法原理不同，这是要区分岩性、预测煤层灰分和划分复杂煤层结构。选择伽马—伽马测井曲线，是要反映介质的有效原子序数的变化，划分煤层、研究煤层的结构确定其灰分含量。
（2）巖性密度测井
这是以光电效应和康普顿效应为理论基础，同时记录地层的光电吸收截面指数Pe和电子密度指数ρo的又一种人工伽马测井方法。利用Pe—ρe交绘图技术区分岩性，按体积模型的参数厂求泥质含量，并求黏土矿物成分，在煤田测井中也应用以求煤层的灰分。
参考文献：
[1] 曹静等：简述几种测井方法的原理和特点，科技经济市场，2009.6.
[2] 杨孝楠：探究测井技术的现状与发展，商情，2012.28.
[3] 仲振东：油气田测井技术在地浸砂岩型铀矿的适应性分析，科技信息，2010.22.
[4] 孙玉震等：数字测井技术在新安煤田勘探无芯钻进施工中的应用，煤矿现代化，2009.1.
[5] 王守国：自然电位在水文地质测井中的应用研究，科技创新导报，2010.9.
关键词：矿井地质；电法测井；伽马法测井
为了克服单一测井方法的局限性和不同岩性在测井响应范围内部分重叠造成的多解性，保证解释成果的可靠程度，要坚持多种物性参数综合解释的技术原则，本文主要阐述电法测井、伽马法策井等方法。地球物理测井是采用地球物理方法划分钻孔剖面、评价地层，解决某些地质问题的技术，是矿井地质勘探的重要手段。 为了克服单一测井方法的局限性和不同岩性在测井响应范围内部分重叠造成的多解性，保证解释成果的可靠程度，要坚持多种物性参数综合解释的技术原则，本文主要阐述电法测井、伽马法策井等方法。
1、电法测井
电法测井是以研究岩石电阻率、电化学活动性和介电常数等电学性质为基础的测井方法。它可分为电阻率测井、电化学测井、感应测井、激发极化测井和介电常数测井等，在煤田测井中主要应用电阻率测并和自然电位测井，其效果最佳。
1.1 电阻率测井
电阻率测井基于在井中测量被钻孔穿过的矿、岩层的电阻率，并按电阻率的差异，划分钻孔地质剖面，解决煤矿井下的一些地质问题。电阻率测井采用侧向测井。
（1）测向测井原理
因石墨、无烟煤及大部分金属矿物的电阻率均较低；大部分的造岩矿物，如石英、云母、方解石等电阻率都比较高。大部分火成岩电阻率比较沉积岩的电阻率低于火成岩和变质岩，根据此原理能区分煤与岩石，划分岩性。
（2）三侧向测井的原理
侧向测并为减小泥浆分流和围岩影响，要采用聚焦技术。三侧向测井不但分辨率还便于校正并求得地层的真电阻率，它被公认为电阻率测井中效果最佳、很有前途的测井方法，已广泛应用在煤田测井。
1.2 自然电位测井
在电阻率测井时，有时出现不供电时，在井内仍可以测量到电位差，此种存在的自然电位差导致测井人员的重视，由此出现了自然电位测井。自然电位的产生与地层性质密切相关。按自然电位的成因，利用自然电位曲线可划分煤层，确定储集层和区分岩性。
（1）划分煤层。对变质程度较高的煤层，如瘦煤、贫煤和无烟煤等，由于它们有较强的氧化反应，呈现较明显的自然电位异常，自然电位曲线可作为解释煤层的一种重要辅助曲线。
（2）确定储集层、区分岩性。在砂泥岩的剖面上，碎屑岩的自然电位由地层水和泥浆滤液之间的扩散与扩散吸附作用形成的。此种扩散与扩散吸附作用的程度，不但与地层水和泥浆滤液之间的盐浓度差相关，还与岩石的性质相关。
（3）估计泥质含量。一些地区还采用数理统计的方法，建立自然电位异常幅度与泥质含量的定量关系，运用这种关系由自然电位异常大小估计岩层的泥质。
2、伽马法测井
电测井方法尽管在煤田测井中广泛应用，而这种方法具有一定的局限性。如在煤、岩电性差异较小时，采用电测井方法就难以区分煤层和岩层；又如，在下套管井段或遇有严重漏水的干井，电测井就不能进行。随着核物理的发展，人们发现利用岩石的放射性及各种核物理的性质能够划分钻孔地质剖面，分析岩层。
核测井是以岩层自然或人工放射性为基础的测井方法，即放射性测井。核测井种类很多，按其探测的射线类型分类，应分为伽马法和中子法。伽马法包括自然伽马、密度测井、选择伽马-伽马和岩性密度等测井方法；中子法包括中子—伽马、中子—中子、中子俘获伽马能谱等测井方法。一些方法在煤田勘探中也取得了非常好的效果，放射性测井是煤田测井中的重要方法，效果最佳的是人工伽马测井。
2.1 密度测井
由于煤系地层中煤层与岩层有明显的密度差异，所以密度测井是判别煤层的最好方法。它还为计算岩石孔隙度和预测煤层灰分、水分，以及研究岩石力学性质提供必需的密度资料，煤田测井的重要方法之一。煤的密度较小，岩石的密度较大，它们二者能明确区分。密度测井的应用如下：
（1）解释煤层、区分岩性及划分钻孔地质剖面。煤系地层中以煤层的密度为最小，在煤岩之间形成密度差。在密度测井曲线上，煤层常以呈现显著的异常，成为煤田测井中解释煤层的有效方法。
（2）确定岩层的孔隙度。为计算储集层的水、气的含量，要确定储集层的孔隙度，这是水文与工程测井中的重要任务。密度测井是按岩石密度与孔隙度的密切关系确定地层孔隙度。
（3）划分岩溶、裂隙发育带和破碎带。它们一般是岩体因地质作用形成的，不论充满气体、流体或充填泥质矿物，密度急剧下降，在密度测井曲线上出现显著异常，这对划分岩溶、裂隙发育带和破碎带有利。
（4）研究煤的灰分和发热量。煤岩化验资料表明，煤的密度和灰分、水分的变化又会影响煤的发热量，这是密度测井确定煤灰分与发热量的依据。在一个矿区，在煤种固定、水分较少时，煤的密度一般取决于灰分，且随灰分增加而增大。煤中灰分增加，等于纯煤所占的分量减小，即煤的碳与氢含量降低，因此煤的发热量随灰分的增加而减小。
（5）计算岩石力学参数。利用密度、电阻率、井径、声波测井曲线与岩样试验资料，能解释岩石原生状态下的力学特性。利用测井资料可作出煤层顶、底板岩石力学参数等值线图，为煤矿设计、巷道掘进与支护提供保证。密度测井能研究岩层随深度的垂直变化，用于压实的预测，配合其他测井曲线又可用来进行地应力大小和方向的预测。
2.2 选择伽马—伽马测井和岩性密度测井
（1）选择伽马—伽马测井
选择伽马-伽马测井是以光电效应为基础的另一种人工伽马测井方法，它采用的仪器装备与密度测井一致，而方法原理不同，这是要区分岩性、预测煤层灰分和划分复杂煤层结构。选择伽马—伽马测井曲线，是要反映介质的有效原子序数的变化，划分煤层、研究煤层的结构确定其灰分含量。
（2）巖性密度测井
这是以光电效应和康普顿效应为理论基础，同时记录地层的光电吸收截面指数Pe和电子密度指数ρo的又一种人工伽马测井方法。利用Pe—ρe交绘图技术区分岩性，按体积模型的参数厂求泥质含量，并求黏土矿物成分，在煤田测井中也应用以求煤层的灰分。
参考文献：
[1] 曹静等：简述几种测井方法的原理和特点，科技经济市场，2009.6.
[2] 杨孝楠：探究测井技术的现状与发展，商情，2012.28.
[3] 仲振东：油气田测井技术在地浸砂岩型铀矿的适应性分析，科技信息，2010.22.
[4] 孙玉震等：数字测井技术在新安煤田勘探无芯钻进施工中的应用，煤矿现代化，2009.1.
[5] 王守国：自然电位在水文地质测井中的应用研究，科技创新导报，2010.9.