2018浅析地球物理测井在水文地质勘察中的应用

1044720

浅析地球物理测井在水文地质勘察中的应用
水文地质勘查是我国现代化建设中的重点内容，做好水文地质勘查质量控制工作，能有效推动我国现代化建设工作。就我国水资源实际情况来看，虽然水资源总量丰富，但人均占有量少，且分布极不均匀，随着我国现代化建设进一步深入，水资源不足现象对我国建设的影响越来越明显，开展有效的水文地质勘查工作更具有紧迫性，本文将以此为背景，结合地球物理测井方法，对其在水文地质勘查中的应用进行讨论。
　　1地球物理测井方法简介
　　1.1地球物理测井方法原理
　　地球物理测井技术又被成为物探测井技术，是常被应用在岩性分层，判断其含水层参数的一种技术。在常规含水层参数测量中，若出现无芯钻进时，就需要采用地球物理测井技术。与传统技术相比，地球物理测井技术在数据准确度、检测效果上具有优势，能在更多范围内得到推广。
　　在水文地质勘查中，地球物理测井技术的应用具体内容主要由表1所示。
　　表1 地球物理测井技术应用内容简介
　　序号 应用形式 具体内容
　　1 普通电阻率测井 主要用于确定含水层的基本信息，包括厚度、位置等，也能统计岩石电阻参数、孔隙度等基本信息，为后期水文地质勘查提供真实资料
　　2 井液电阻率测井 主要应用扩散法实现测量，能确定出水段的厚度与位置，判断其富水性
　　3 自然电位测井 确定测区的咸淡水界面与地下水矿化度，判断含水层中含泥量
　　4 声波测井 确定岩石孔隙度，也能进行地层对比、岩性划分等
　　除上述几种方法外，还存在伽玛-伽玛测井、中子测井、放射性同位素测井、热测井等技术形式，在应用过程中要重视具体技术应用的适用性原则，根据各个技术的操作特点与应用范围确定应用内容，为获得更好的水文地质勘查效果奠定基础。
　　1.2数据采集流程简介
　　一般在水文地质勘查时采用地球物理测井法，首先要坚持物探工作现行的原则，并与地质工作有效联系在一起。根据工程前期的磁法剖面测量结果，掌握测量地区基本特征。例如在矿区进行水文地质勘查时，在经过上述处理后，相关工作人员要掌握地区成矿规律、物性资料等，解释磁异常定量，并确定目标地区含水层模型。
　　2地球物理测井在水文地质勘查中的具体应用
　　2.1基本应用原理
　　从当前水位地质勘查情况来看，地球物理测井方法的工作效果已经得到社会的普遍肯定，能有效分析目标地区的地下水质量、地层构造等。从应用过程来看，其基本原理可主要划分为以下几点：
　　2.1.1确定含水层
　　在水文地质勘查中，确定含水层与隔水层是整个工作的起始点，通过正确分化含水层与隔水层，并研究两者之间的关系，为后期水文地质勘查奠定基础。在确定含水层中，主要通过声波测井、井液电阻率测井等方法。在应用过程中要注意两种方法适用性要求。若是只需要确定含水层、隔水层，建议采用声波测井法，该方法能有效判断目标地区中地层基本组成，并清洗显示含水层、隔水层的具体化分情况；若需要获取隔水层、含水层的详细资料，则建议使用井液电阻率测井方法，该技术方法能获取精准的含水层信息，但所需要的工作量更大，因此建议要坚持技术的适用性原则。
　　2.1.2测量地下水矿化度测量
　　当前在地下水矿化度测量中，主要采用自然电位测井进行测量。在应用自然电位测井方法时，主要通过自然电位测井曲线异常值求取地层水电阻率，并以两者的反比例关系确定矿化度。但在实际应用中要注意的是，地层电阻率值与地层水矿化度之间呈反比例关系，因此也可以根据石油测井方法进行测量。
　　2.1.3勘查岩溶水
　　在确定裂隙层位过程中，主要根据声波曲线来反应裂隙变化情况，此时就可以采用伽玛-伽玛测井方法。若在测量过程中发现自然伽马曲线幅值低，则说明所测量的裂隙中存在水量，所存在的水量越大，曲线变化现象越明显。
　　2.1.4其他测井资料应用
　　（1）由于岩石导热性始终小于水导热性，因此在水文地质勘查中会发现温度梯度对地下水温度的影响，井温曲线会发生明显变化。针对这一现象，可结合井温测井法，通过观察曲线温度变化确定隔水层与含水层位置，并结合井温资料确定其平面变化规律。（2）水位计测井主要根据静水压压力计算水位高程。在当前水温计测井方法应用中，所采用的水位自动化监测系统主要为码盘，该设备具有易于维修、价格实惠等优点，能满足多种情况下的水位勘查需要。
　　2.2资料解释
　　在当前水文地质勘查资料解释中，解释的主要内容被局限在定性解释中，对水文地质勘查资料的解释不全面，随着地球物理测井技术不断发展，新技术的出现有效满足了水文工程勘查的需要，但依然存在很多尚未解决的问题，例如涌水问题、地层富水性勘查等。
　　而在当前地球物理测井资料解释中，常见的方法为设置参数模型：通过确立导水系数解释模型、渗透系数解释模型等来解释所获取的参数。但值得注意的是，上述模型主要来源于石油测井理论，虽然能有效满足水文资料解释的需要，但依然要重视模型的适用性要求。
　　2.3应用实例
　　地球物理测井技术已经有较长的发展历史，并在全世界范围内得到有效应用。以美国为例，美国在1991年对本国水资源分布情况进行大范围统计评价工作，并于1997年1月，在田纳西州钻取30余口井进行水文地质勘查，通过伽玛-伽玛测井技术解释该地区水文地质特点，其解释结果为：从0-1.68m为粘土，从1.68-3.96m为粉质粘土，从3.96-5.03m为含砾石的粉砂岩，以下分布（从上到下）依次为：砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩等。后经实际挖掘发现，该检测结果与工程相一致，说明地球物理测井方法能满足水文地质勘察的质量控制要求。
　　3 结束语
　　主要讨论了地球物理测井在水文地质勘察中的应用情况。从应用情况来看，当前地球物理测井技术已经可以划分为多种技术形式，能满足不同环境下的水文地质勘查需要，但在应用过程中要重视相关技术的适用性要求，根据具体环境选择技术内容，才能获得更好的水文地质勘查结果。总体而言，在应用地球物理测井法过程中，要重视对含水层辨别及岩性解释的控制，并将其反应到整个水文地质勘查中，以进一步提高勘查效果。