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摘要:阐述了我国煤田测井的历史从煤田测井体系的建立到煤田测井技术的发展和现状,也指出了煤田测井在煤田地质勘探中的作用,将我国煤田测井从模拟测井时代进入到数字测井时代的过程作了述叙。对煤田测井下一步发展指出了方向,也提出了办法。
关键词:煤田测井、模拟测井、数字测井、成像测井、随钻测井
1927年世界上在油井中测出了第一条测井曲线至今已有80年的历史,在这八十年的时间里,测井技术发生了翻天覆地的变化。测井技术依据电、声、核、磁等各种物理原理,采用先进的电子技术和信息处理技术,采集丰富的地层信息,经过计算机对大量的数据进行处理,对地层状况提出完整的解释与评价,进而编制出精准的地质报告。
一、煤田测井体系的建立
自1954年4月燃料工业部煤矿管理总局组织在门头沟煤矿进行了测井试验,5月第一个煤田测井队“平顶山测井队”,在河南许昌平顶山由苏联专家利比娜亲自指导下,用成功测出的测井曲线划分出煤层深度厚度至今已走过了54年的风雨历程。当时使用苏制半自动补偿电位差计进行测井记录,采用电阻率和自然电位两种方法测井,由于只用电参数定性、定量解释,测井成果可靠性不被地质人员认可,测井时几乎孔孔都能测出钻机打薄打丢的煤层,但最终都需放炮取芯来证明,故测井队被称为放炮队,因放炮取芯时间比测井时间要长得多,测井资料被称作是两线加一炮。经过早期煤田测井工作者十分艰辛创造性的工作后,煤田测井资料的作用才逐步引起煤田地质工作者重视。煤炭工业部地质勘探总局于1956年正式发文规定“凡属打过的钻孔,必须经过电测井检查”。
杜连城、贺光让、刘瑞平、刘国荣等人是我国煤田测井的开拓者。
20世纪50年代后期在煤炭工业部地质勘探总局物探处领导下,组织在上海生产煤田测井用JBT-2半自动测井记录仪及测井电缆,在石家庄煤机厂生产煤田测井绞车。在测井人员培训、队伍组建、设备研发等方面当时发展十分迅速。在十分紧张的汽车指标中安排了仪器车的分额,使测井人渐渐告别了用马车测井的时代。
李德金、曾明月当时在煤炭部主持煤田测井工作,在他们的努力下,在石家庄煤机厂成立了煤田测井装备生产车间,开始生产轻便半自动测井记录仪及WF-3型, MDF型放射性测井仪。
应当时国内能源开发的需要,煤田测井也受到了重视,全国各大区及各省煤田地质勘探局都纷纷组建煤田测井队。搭建起了中央直属队和地方所属队条块分割的格局。
必须提到的是,中国矿业大学(前北京矿业学院)也在1960年从59级各班中抽调部分学生组成煤田物探专业班,开始培养高学历煤田测井人员(当时高校测井和实验仪器全是苏联引进的,教材也是苏联专家著作的编译稿);陕西煤校也几经拼争,于1968年起培养出了第一批物探毕业生。这两所院校为我国煤田测井事业培养出了大部分现场煤田测井技术骨干。
二、煤田测井技术的发展
20世纪50年代后期,由于从前苏联引进了伽玛测井仪器及伽玛源。把自然伽玛与散射伽玛的测井技术引入煤田测井,使煤田测井技术的发展产生了一个质的飞跃,测井资料可靠性有了很大提高。从此煤田钻孔地质资料再也离不开测井资料了,一直到今天没有煤田测井资料的钻孔就是废孔,不予验收。
煤田测井设备研发和生产始终伴随着煤田测井技术的发展,它有两个明显的特点:一方面测井技术的发展与煤田勘探开发紧密联系在一起,勘探开发的需求成为测井技术发展的重要动力;另一方面煤田测井科技工作者时刻关注国内外许多测井最新的发展。应该说我国石油测井的飞速发展对煤田测井发展是有十分深远的影响的。许多油田测井最新技术很快在煤田测井中得到应用。
煤田测井早期从半自动记录过渡到全自动记录时,地质部上海地质仪器厂曾经批量提供过JBC型检流计光点照相记录仪,但因测井质量好坏要等到照相记录洗出来之后才能知道,并且照相原始记录不能长期保存,不受现场欢迎。不久就被能克服上述缺点的渭南厂生产的TYJJ静电显影自动记录仪取代, 在全国煤田测井队广泛得到应用。
煤田测井的54年历程,粗略的可分为两个时代:
1 煤田模拟测井时代(1954年——1985年)
1954年后模拟测井在我国煤田勘探领域逐步开展,先后将电、声、核等理论和技术应用于煤田测井,到70年代后期用于煤田钻孔煤层评价,地层分析的测井方法仪器基本配齐。鉴于原煤炭部对物探设备研发与制造的重视,先后下令把石家庄煤机厂的物探车间迁至生产产品性质与物探设备接近的天津煤矿专用设备厂组建物探仪器车间,后又扩建成分厂并迁至河北承德市鹰手营子,又于1969年内迁陕西渭南,成为当时煤炭部唯一的物探仪器研发生产基地。
在此期间,测井仪研发生产的四道检流计光点静电照相同步显示的模拟自动静电显影记录仪、可同时测量散射伽玛、天然伽玛、电阻率、自然电位四参数的TYC4型组合测井仪,TYCS声波测井仪以及千米绞车等为代表的测井设备,装备了200多个全国各省市煤田测井队及各矿务局测井队,满足了国内对煤田测井装备的需求,其中四型组合仪投产近20年累计生产了上千套。后来美国MT公司代表知道此信息后,对我国煤田测井仪市场如此之巨大十分吃惊。
煤炭部在1966年组织人员,赴胜利油田学习,其中测井人员在“牛庄”攻关队学习石油测井仪的研发生产,后来这批科研人员多数成为煤田测井仪器研制开发的骨干。有人说煤田测井仪总与石油测井仪神似,其实就是那时播下的种子,从此双方交往频繁,使煤田测井技术发展受益非浅。尤其在煤田标准核刻度井建造过程更得到西安石油仪器厂刻度井部门大力帮助。后来渭南煤田核刻度井群在张宗会主持下历经数年也于1984年建成。
杜连城、雷永生、彭连富、徐定国、韩自文、李宝金等人是这批装备研发的主要骨干。
在模拟测井时代我们与越南、阿尔巴尼亚、坦桑尼亚等国进行过人员设备交流。
这批煤田测井装备起步时与国内外先进技术相差不大。但是,当我们埋头于自身业务之时,世界上的测井技术却在高速发展。20世纪70年代后期文革结束后,石油测井技术引进拉开了中国测井向世界先进技术靠拢的序幕。
2 煤田数字测井时代(1985年以后)
随着技术引进的大潮,从1985年开始由煤炭工业部地质局及渭南厂从美国M.t公司分别引进了三套煤田测井数字测井设备(包括解释软件)与制造技术。
在1988年制造出国产化样机,并通过了验收。在煤炭部地质局物探处黄治平,段铁梁的组织下,短短几年煤田测井数字化装备已在全国普及,模拟测井装备逐步退出了市场。
在硬件国产化顺利进行的同时,煤田地质局又组织解释软件的消化与开发,直至今日十几年后,还有一些单位还在使用这套当时开发的软件。
赵冀、王振山、乔战营、徐定国、彭连富等人在煤田数字测井设备引进与国产化工作中做了大量的工作。
近十几年在国外先进的物探仪器装备大量进入我国市场的情况下,唯独小径煤田测井仪从来没有在中国市场分到一点份额。这与我们煤田数字测井装备性价比十分优秀有关。
在此期间国产数字煤田测井仪,随我国测井队还走出国门在伊朗、孟加拉国、越南、菲律滨等国施工作业中受到好评。
2000年后,北京中地英捷物探仪器研究所全面提高了数字测井的设计生产水平,新一代数字测井设备在全国煤田勘探新高潮中起到了中流抵柱的作用。并在埃塞俄比亚、蒙古等国工程施工中中标。
尤其在煤层气勘探中该所在原有煤田数字测井仪基础上再增配补偿中子仪、固井质量检测的声波全波列组合仪及双侧向、双井径、微球形聚焦后,完全达到目前煤层气测井要求。并在山西、河南,陕西煤层气测井施工中获得应用,由于小径仪器测煤层气钻孔成本低、效率高、效果好,深受用户欢迎,打开了小口径仪器在煤层气测井中的局面。为煤田测井队伍走进煤层气市场开辟了道路。该所数字测井设备还在上海工程勘探中普遍被用户采用。
在此过程中,得到了中煤地质总局孙升林、赵育台给予了大力支持。
煤田测井两个时代的装备先后都得到过省部级科技进步奖,从另一侧面反映出我国煤田测井装备是比较先进的,是与时俱进的,并且有明显社会效益的。
三、煤田测井事业展望
本世纪初以来世界测井技术的最新成就体现在成像测井、随钻测井等方面。
煤田测井下一步发展可从以下几方面考虑:
1 行业组织方面
经过几代人的努力,特别是在目前煤田测井行业走入市场经济的情况下,于2007年3月成立了中国地球物理学会工程地球物理专业委员会煤田测井联合会。使煤田测井有了自己的行业组织。今后有许多政府职能转化将会通过学会来执行, 我们应充分利用学术行业组织为煤田测井服务,抓住时机来发展我国煤田测井事业。例如煤田地球物理测井规范它是1993年发布1994年实施的己不适应目前煤田勘探煤层气勘探随着测井技术发展的要求,煤田测井联合会目前正在大力推动并积极争取参与修订规范的进程。煤田测井联合会还将在2008年在中国地球物理学会主持下参与地球物理测井工作者职称评定。
在煤田测井联合会筹建过程中,得到了孟明、彭伟斌的大力支持,煤田测井联合会挂靠在北京中地英捷物探仪器研究所。在挂靠单位支持下目前正在开展一系列的活动。
2 建立和完善测井科技开发体系
与石油测井相比之下,我们煤田测井研究比较迟缓,除了体制、机制、业务基础和总体科技发展水平等因素之外,重要因素之一是没有形成完善的科技开发体系。要彻底改变这种面貌,一定要围绕生产需要从庞大的测井技术中选择有所为,有所不为,除集中加大对重大项目的投入之外,重要的是组织工作。
在总结以往经验基础上,组织工作中要注意以下几点:
- 完整性:对测井方面关系全局的重大科研项目,牵头单位必需做好组织工作,除了抓出样机,并对现场试验,资料编写以及推广应用,产业化等应一抓到底。避免再出像现超声成像仪这么好的项目只在山东煤田地质局抓出两台样机便没有下文了。
- 层次性:以高等院校及科研院所为主的理论基础研究。以设备研发能力强的单位进行测井新装备开发,以仪器装备制造单位为主的产业化层次,以测井队为主的推广应用层次。避免以往出现科研开发不分层次,全面开花而不结果的现象,浪费了宝贵资源,延误了煤田测井向数控、成像、随钻阶段发展的步伐。
- 协作性:一项重大的测井成果,往往要集多种先进技术之大成。这就要充分利用科研院所,院校公司等在传感器、机械、电子、电脑和其它专项技术之优势为我所用,使我国煤田测井技术快速发展。北京中地英捷物探仪器研究所与北京航空航天大学协作短时间开发出高精度测钭仪是一个十分成功的例子。
综上所述我们相信,中国煤田测井工作者会面对挑战,奋发图强,为加快我国田测井技术发展,为煤田勘探作出更大的贡献。
参考文献:
夏国治, 许宝文等, 陈云升, 孙文珂, 曾繁超, 二十世纪中国物探, 北京地质出版社
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