田海洋

摘要：当前数字测井设备比以前更加方便，但是测井仪器生产厂家应该结合户外实际状况把这几种探管作为主流探管来设计生产：天然人工反射性探管以及自然电位三侧向声速组合探管。这样，只需要在钻杆内外各测量一次就可以全部采集煤田测井所需要的数据曲线，而且这两种探管在孔内都不容易被损坏，不仅节约钻机测井时的成本，还减少测井的时间以及人员的工作量。

关键词：煤田物探测井；探管；技术改进

煤田专业测井在煤层定性定厚的时候需要使用的方法有三种：自然伽马、伽马—伽马和电阻率。辅助方法使用自然电位或声波。TYSC-3Q型数字测井仪由井下探管、地面控制、数据采集、数据处理部分组成。本文主要分析其井下探管部分。

1 测井设计

煤田地质勘查中进行测井工作，需要编写设计。设计编制前，需要广泛搜集、分析施工区的测井、地质、水文、地面物探、钻探等相关资料。设计应允许考虑地质需要，并尽量使用新方法、新技术，以扩大地质应用范围，提高综合效益。测井设计内容：地质任务、工作量和质量要求；对以往测井工作评价；区内地质、地球物理特征；确定试验孔的数量、孔位，试验目的和试验内容；采用的测井物性参数、方法、技术条件和技术指标。

2 户外测井工作流程

TYSC-3Q是TYSC系列数字测井仪的最新型号的测井仪器，是煤矿专用设备生产厂家渭南厂在引进以及消化美国蒙特公司系列数字测井系统的基础上，进行改型、设计以及生产的国有化煤田数字测井仪。当前，很多煤田测井都是用这个系统的仪器。

伽马—伽马测量，伽马—伽马测量就是人工放射性测量，又叫密度测量，煤田测井，首先需要测量密度，因为这个探管能夠在钻杆里面测量。放射源有着穿透性，钻杆和套管对它的作用很小，所以从安全方面考虑，通常在钻杆里面对它进行测量。虽然这样会影响煤岩层的定量计算，但对于煤岩层的定性以及定厚没有影响，今天很多煤田勘探对于测井也只要求定性定厚，当前国产测井仪器不能准确定量计算。把测井设备安装好以后，把密度探管和电缆接头连接好，装上放射源铯137，使用电缆放到井底，打开推靠臂，然后就可以进行测量。

天然三侧向测量。天然伽马虽然能够在钻杆里面进行测量，但是三侧向明显不行，因此，只有把钻杆全都提出井孔外，再对它进行测量。因为探管长度不长，外径非常细，所以通常在井下非常安全，不会被卡住，即使被卡住也非常容易打捞，不会受到破坏。

声速测量。天然三侧向测量完以后，然后测量声速，声速探管因为要满足发声以及接收的需要，外管非常粗长，中间一段外管需要设计成花格子的形状，以避免或减少声音沿着外管到达接收器的时候对测量声波的首波造成影响。这样就使得声波探管在使用的时候非常容易弯折，尤其是在井下测量的时候会被卡住，因为探管中间一段花格子外管承受力度不大，被卡以后打捞的时候会把探管弄坏。这个时候离钻机停机有相当长的时间，孔里面容易形成泥皮，使探管不容易下放[1]。

测斜。测斜主要是测量井孔的倾角以及方位角。

井温、井液电阻率测量。对于少数井孔，在了解其水文地质环境的时候，需要对它进行井温或井液电阻率测量，有的时候应该两者都要进行测量。

3 井下探管的类型

3.1 伽马—伽马探管

在煤田测井的时候，一般使用伽马—伽马、自然伽马以及三侧向电阻率作为主要曲线对煤层进行定性定厚分析，在操作的时候，由于钻孔非常深或孔里面的状况比较复杂，有的时候在测完伽马—伽马曲线以后，会在钻杆里面测一条自然伽马曲线。即使以后在提钻后别的曲线不能测量，按照煤田测井规范也不会使这个孔成为没有用的孔。所以，建议测井仪器生产厂家把天然放射性与人工放射性组合起来，把这两种曲线的测量一次性完成，并把井下推靠装置去掉，人工反射性由定向接收改成全方向接收，这样探管直径就由以前的ф60mm减少到ф50mm甚至45mm。即使在钻杆里面形成泥皮，也不阻碍探管的下放。这个电路设计结构和需要的器件在电路板上所占的空间比较小，占用空间比较大的是闪烁计数器以及晶体，但是这部分总长最多是30cm。而因为推靠臂被去掉，它的长度一般在70cm左右，因此改良后的伽马—伽马探管的总长度会比以前短一些[2]。

3.2 电性探管和声波探管

把三侧向电性和声波组合起来，在钻杆外一次性就能把三侧向电流、三侧向电阻率以及声波都测完。若再在三侧向电性加一点电路，就能测量自然电位曲线，这是最好的方法。因为声波是一种验证性以及辅助性的参数，而起相同作用的参数还有自然电位。自然电位测量受到外部的干扰非常大，但是一般还可以满足测井的需要。在钻孔里面和钻孔的四周，因为煤岩层的自然电化学的活动性，存在很多生成电动势的物理-化学的过程，这种状况叫做自然极化。自然极化会造成煤岩层和沿井身的电位减少，所以在钻孔里面各个点有着不一样的自然电位值。它的电路设计不复杂，外管做得非常细短而且牢固。只需在三侧向探管上进行一点小的改动就可以了，里面的电路和外管的形状都不会有非常大的变化。内部只需要增加自然电位测量电路，别的电路可以和三侧向共同使用；外面只要增加一个测量电极就可以了，使用三侧向主电极也可以，但这时需要在探管里面加一个控制开关，在探管下放的时候测量三侧向电性以及声速，这样就不会对自然电位测量造成干扰，还可以以声速曲线在数据处理进行输入的时候作为比较。虽然《煤田测井规范》要求在测井上拉的时候才可以测量，不可以进行下测，但今天的数字测井仪完全可以进行下测，而且和上测得到的数据是相同的。改良后的自然电位三侧向电性声速探管，至少可以保证2～3条参数。提钻后立刻测量这个探管，孔里面不会形成泥皮，方便下放[3]。

4 结语：

本文以煤田专业测井仪器TYSC-3Q为例，从户外煤田测井的实际出发，阐述今天测井仪器井下探管设计方面的一些缺陷，并提出一些改良的意见。

参考文献：

[1]满荣江.浅谈井液电阻率探管测井法在煤田物探测井中的应用[J].科技创业家，2013，（06）：94.

[2]唐薇.煤田物探测井探管的技术改进[J].煤炭技术，2008，（08）：123-124.

[3]吴拓.煤田物探测井探管的技术改进探讨[J].中国西部科技（学术），2007，（09）：5-6.endprint