测井技术在水文地质勘探中的应用分析

摘要：随着社会的发展与进步，测井在水文地质勘探中的作用越来越重要，本文主要对测井技术以及其在水文地质勘探中的应用进行了分析研究 。

关键词：水文测井 水文地质勘探 作用 　　　

一、测井技术发展 　　

自1927年发明测井以来，测井技术的发展经历了四个阶段： 　　1、模拟记录阶段 　　模拟记录的特点：采集的数据量小，传输速率低。使用的主要测井方法：声速（纵波）测井、感应测井、普通电阻率测井、配备井径、自然电位、自然伽马测井。 　　2、数字测井阶段 　　与之相应的测井方法有双感应-八侧向、双侧向-微球形聚集测井、三孔隙度测井（声速测井、中子孔隙度测井、补偿密度测井）再加上井径测量、自然伽马测井、自然电位测井，称之为常规“九条曲线”测井。 　　3、数控测井阶段 　　除一般的常规测井外，已增加了自然伽马能谱测井、岩性密度测井、碳氧比能谱测井、长源距声波测井、电磁波传播测井、地层倾角测井，这些新的测井方法，可提取更多的有用信息，扩大了测井的应用领域，提高了用测井资料评价油（气）层及解决地质问题的能力。 　　4.成像测井阶段 　　随着勘探和开发更复杂、更隐蔽的油气藏发展，对测井也提出了更多的要求，成像测井系统正是在这样的背景下发展起来的。 　　

二、测井主要应用 　　

1、测井的概念 　　采用专门的仪器设备，沿井身（钻井剖面）测量地球物理参数的方法，称地球物理测井（简称测井）。地球物理特性如岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性及中子特性等。 　　2、测井的优点 　　测井是研究岩层地质特性的间接方法，它与其它录井方法相比，具有许多重要优点，主要是效率高、成本低、效果好。只需要很短的时间就能采集到大量的测井信息，而且这些资料是在岩层的自然条件下测量的，这就更接近于岩层的真实情况。 　　

三、水文地质勘探的概况 　　

水文地质勘探是水文勘探技术工作者为了了解某区域的水文地质环境来开发利用相关资源而进行的科学探究工作。水文地质勘探又可以进一步划分为普查和勘探，普查是综合性的，水文地质勘探是在已用普查方式探明地下水的分布后对特定区域水文资源的深入调查，服务于专门目的，如从居民健康考虑，对区域内供水水文的调查，采矿时对矿床水文地质的勘探等。而我国的水文地质勘探工作过程中，对于水文环境的重视程度在不断增加，另外随着计算机的发展，专业性的软件广泛应用于水文地质的勘探，为水文地质工作的发展提供了技术支持，在一定程度上促进了水文地质工作的顺利开展。 　　

四、水文测井在水文地质勘探中的作用 　　

1、矿区水文地质条件 　　某矿区位主要构造为南北倾向东的单斜构造。从区域储水构造来看，整个矿区处于径流区。本区水源井施工的目的层为中奥陶系（O2）碳酸盐层，其上覆有石炭系、二叠系和第四系。在煤系地层发育着裂隙水，但由于受采煤的影响，煤系地层的水受到污染，水的硬度超过饮用水的要求。奥陶系界面埋深不均，在0～400m之间，最深900m。中奥陶系平均厚度为444m，据地层组合状况，分为三组四段，其中峰峰组两段基本不含水，上下马家沟组各三段，为本区主要含水组段。含水岩组之隔水层为泥灰岩、泥质灰岩及石膏带。水源井结构。在第四纪地层下460mm护孔套管，用来防止松散的填充土和第四纪松散层影响水源井施工。为了避免煤系地层的裂隙水及采空区水污染奥灰水，必须封闭上部水，在石炭二叠系地层下入325mm套管，下部下入水泥，用来封闭煤系地层的裂隙水及采空区水污染奥灰水进入目的层影响水质。在奥陶系上部的峰峰组有厚层石膏，下入井管封闭，在马家沟组下入273mm井管，在含水层下入花管，提高过水效果。 　　2、参数及方法 在水源井勘探初期，本区水文测井选用了煤田常规测井参数：视电阻率、自然电位、自然伽马、后又增加了井径、井液电阻率。由于钻孔井径较大，经过试验，自然电位在曲线上反应不甚明显，且在清水钻孔中，反映不十分明显，在经过曲线分析，其他的参数曲线完全可以满足解释的要求，故取消了此参数。 　　3、含水层的划分 　　1）确定含水层和富水带。所有的含水层都分布在岩溶、裂隙发育段，但几百米厚的碳酸盐岩层并不是都是含水的，岩溶、裂隙发育段只具备了富水的基本条件，往往只是其中一部分含有丰富的地下水。必须用扩散曲线来确定岩层的含水性。如在施工柳湾LSJ- 5号水源井时，岩溶发育，但出水量只有9.6m3/h.。而在施工LSJ- 4号水源井时，岩溶不太发育，富水性却很强，出水量达59.4m3/h，所以，富水性不完全与岩溶发育程度成正比。 　　2）溶洞溶蚀裂隙的定性解释。（1）溶洞。溶洞在测井曲线上的反映是电阻率很低。在A0.1M电位曲线上，视电阻率值接近或等于冲洗液电阻率。自然伽马强度和致密岩石接近，小于4r。散射伽马曲线有明显高幅值，数值大小与源强、源距有关。（2）大溶蚀裂隙带。在本区，碳酸盐岩层中往往有几组裂隙交叉发育，由于长期溶蚀作用形成较大的岩溶通道网路，在这样的地段，岩石机械强度较低，在钻进中受到破坏，这些溶隙往往连成一片，形成大小不等的溶蚀裂隙带，它们没有溶洞那么大的空间，测得视电阻率值实际是岩石和水的平均值，这类大溶隙带一般视电阻率（A0.1M）值在清水钻进孔中小于200Ωm，它基本上在纯碳酸岩盐中，自然伽玛幅度小于4～5r，散射伽马曲线上出现大的峰值，实际井径比名义井径扩大100～250mm。 　　3）小溶隙带。在致密碳酸盐岩层中发育的一组或几组小溶隙，一般在钻进中没有明显的反映，因为溶隙不大，反映在测井曲线上和上述两种情况不同，并且溶隙产状不同时，曲线的形状也不一样。在小电极距视电阻率曲线上，因探测范围内主要是致密碳酸盐岩石，绝对值比较大，当溶隙在岩层中部，溶隙处电阻率值只是在高阻背景值上有所降低，形成某一个高电阻峰值上的凹陷式锯齿状。如果它在岩层界面附近，仅仅使高阻峰值上升或下降斜率发生变化。自然伽马强度和致密岩石一样，一般低于4伽马。因井径仪机械结构限制，在溶隙位置测得井径曲线略有增大，成细齿状，一般扩大值小于100mm。散射伽马曲线比井径曲线好，尤其在小口径孔中采用小源距测量时更是如此。致密灰岩中单独存在的宽为几毫米到十几毫米的小溶隙在1：200 测井曲线上难以查清，但这条裂隙如果是孔中主要出水处，就会引起扩散曲线的明显变化，曾遇到过一个钻孔在散射伽马、视电阻率曲线都没有明显差异，但扩散曲线反映明显，经井下电视查证有一个几厘米的出水孔洞。 　　4）碳酸盐岩层中溶洞溶隙带的定厚 　　在定性确定碳酸盐岩层中溶洞、溶隙带后，可利用视电阻率各种方法、散射伽马、井径曲线确定顶底界面深度（定厚）。各种曲线分层特征点位置可以通过实验孔工作确定。为了获得划分溶洞、溶隙带精度，我们采用：（1）将测井成果与岩心鉴定资料对比。在定性方面：大部分和岩心鉴定能对比，少数孔全能对比。定厚方面，一般测井确定溶隙带比岩心鉴定溶隙总和要厚，其原因是岩心采取率不足和鉴定人员及测井解释人员的人为因素。（2）利用各种测井曲线定厚，相互比较求得分层误差。用1：200曲线定厚时的误差：大口径（大于325mm）钻孔中分层误差比小口径（小于127mm）钻孔大。当采用1：50曲线，可以提高分层精度。对混合碳酸盐岩层进行水文测井，可采用视电阻率、自然伽马、散射伽马、井径、扩散测井等方法，一般测井方法主要了解岩石的性质，即了解岩石是否具有储水条件。有了储水空间不一定有流动的地下水，因此必须进行专门水文测井，结合简易水文资料，才能划分出碳酸盐岩层中的含水层。 　　

五、水文测井在水文地质勘探中的五个确定 　　

1、确定标志层 　　利用测井资料在勘探区寻找标志层，标志层是在测井曲线上具有一定明显特征，并在勘探区内分较广，具有岩性、物性、层位和曲线形态都比较稳定 2、确定煤层 　　利用测井资料解释煤层的深度、厚度、结构（夹矸厚度≥0.10M），而且精度很高。由于煤层、岩层的物性各自不同，引起测井曲线上的幅值异常反应，测井资料主要是利用测井曲线在煤层中反应的特殊性来确定煤层的厚度、深度及结构，其在各类地质报告中已普遍应用。由于采集系统和处理系统的不断改进，解释精度也在不断提高。3、煤层对比 　　利用测井资料对煤层层位或断缺情况以及煤层结构、煤层分叉合并进行对比，利用地震资料对煤层分布规律进行研究并与测井资料进行对比。建立地层层序模式，提高了地质研究程度4、构造的确定 　　利用测井资料确定断层，褶曲等构造。断层会使地层出现间距明显缩短或缺失或者是增大或重复的现象。因此根据测井曲线层位间距的明显缩短或缺失、层位间距的增加或重复，我们可以从曲线上判断断层的大致位置及其性质。 　　5、确定煤质级别 　　通过测井资料的分析、处理对煤层灰份、水份、含碳量的解释，氧化煤、风化煤的确定。从而确定煤质的级别。提高了对煤层的研究程度。而且对煤层风化氧化、火成岩入煤层等规律的研究，也取得了可喜的成果。

结束语 ：由此可知，水文测井可以评价和检查钻探工程的质量。在水文地质勘探过程中， 只有各工种互相配合， 紧密协作， 才能提高效率， 发挥水文测井的更大作用。 　　

相信经过以上的介绍，大家对测井技术在水文地质勘探中的应用分析也是有了一定的认识。欢迎登陆鲁班乐标，查询更多相关信息。