巴基斯坦某電廠物探測井及鉆探資料成果對(duì)比分析

李仁杰+紀(jì)成亮+劉浩

摘 要：巴基斯坦RAVI河與SUTLEJ河之間的巴里河間沖積地區(qū)位于印度河平原地區(qū)，上覆第四系松散沖積層，目前國內(nèi)外對(duì)該地區(qū)的研究較少，對(duì)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件也沒有很好的認(rèn)識(shí)。本文通過地質(zhì)鉆探、水文地質(zhì)測井研究了該區(qū)域的水文地質(zhì)條件，確定了項(xiàng)目區(qū)含水巖組的分布規(guī)律；并通過鉆探資料與測井資料的對(duì)比清晰了解了當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和地下水賦存及運(yùn)移規(guī)律，以保護(hù)現(xiàn)有水源地正常運(yùn)行，并為今后地下水水資源的開發(fā)利用提供基礎(chǔ)資料。

關(guān)鍵詞：物探測井；鉆探；含水巖組；涌水量；巴基斯坦

中圖分類號(hào)：TV22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2018）3-0078-02

1 項(xiàng)目區(qū)研究概況

工作區(qū)位于RAVI河與SUTLEJ河之間的巴里河間沖積地區(qū)（BARI DOAB），巴里河間沖積地區(qū)被第四紀(jì)沖積層覆蓋，下伏地層推測為半膠結(jié)古近紀(jì)地層巖石、前寒武紀(jì)的變質(zhì)巖或火成巖。除在沖積區(qū)東北部小范圍內(nèi)有深層鉆孔揭露基巖性質(zhì)與年代外，其他地區(qū)勘探孔深度僅限于第四系松散層內(nèi)，沒有可靠信息反映深部基巖的年代及分布情況?，F(xiàn)對(duì)第四系松散層介紹如下：

本區(qū)松散的第四紀(jì)沖積層構(gòu)成了印度河盆地主要的含水層系統(tǒng)。根據(jù)收集資料分析，在巴里河間地區(qū)東北角，只有1A、br-6、br-7三個(gè)鉆孔穿透第四系松散層，揭露到前寒武系地層，三個(gè)鉆孔揭露基巖埋深分別為382m（1252ft）、311m（1021ft）、283m（928ft）。在巴里河間地其他地區(qū)，盡管鉆孔打到了383m（1252ft），但是仍然沒有揭露基巖。本次探采結(jié)合孔最大深度297m，底部揭露中元古代灰綠色頁巖。

因此對(duì)地層及測井資料的對(duì)比能幫助了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和地下水賦存及運(yùn)移規(guī)律，以保護(hù)現(xiàn)有水源地正常運(yùn)行，并為今后地下水水資源的開發(fā)利用提供基礎(chǔ)資料。

2 區(qū)域地質(zhì)條件概況

2.1 斷裂構(gòu)造

巴基斯坦地處印度板塊與歐亞板塊結(jié)合部位偏西側(cè)，并且其西部又處于阿拉伯板塊與印度板塊拼合部位，因此在巴基斯坦境內(nèi)除最北一小隅屬興都庫什地塊外，其自北向南以喀喇昆侖主斷裂（MKT）、主蓋層斷裂（MMT）、主邊界斷裂（MBT）和主前淵斷裂（MFT）將該區(qū)分為喀喇昆侖地塊、科希斯坦島弧、喜馬拉雅造山帶以及新生代前淵坳陷等4個(gè)構(gòu)造單元，其區(qū)域構(gòu)造線方向以NEE向?yàn)橹?，并且在斷裂帶中常伴有斷續(xù)分布的蛇綠巖，而在地塊上古近紀(jì)巖漿活動(dòng)則比較發(fā)育。

2.2 巖漿活動(dòng)

巴基斯坦巖漿活動(dòng)比較頻繁，華力西期、加里東期以及前寒武紀(jì)巖漿巖僅零星分布于西北部與阿富汗和中國邊境附近以及巴基斯坦控制的克什米爾地區(qū)內(nèi)，但由于研究程度較低，缺少年代數(shù)據(jù)，目前尚有爭議。

2.3 區(qū)域地層

項(xiàng)目區(qū)下部基巖主要前寒武系地層，是在印度河平原上旁遮普省的薩戈德-拉合爾-費(fèi)薩爾巴德和信德省東南的拉格爾巴格爾，共有露頭5處，其研究較詳細(xì)，主要為中元古代灰綠色頁巖、板巖和石英巖，夾流紋巖，被粗玄巖和輝長巖侵入，同位素年齡值為（805±20）Ma。據(jù)地球物理資料，其屬于印度克拉通向北延伸部分，并且大部分隱伏于印度河平原之下。

3 地質(zhì)鉆探

本次鉆探采用巴基斯坦當(dāng)?shù)氐姆囱h(huán)水文鉆機(jī)施工，無芯鉆進(jìn)，撈取巖樣。

3.1 鉆探

鉆孔開孔直徑Ф600mm，終孔直徑Ф600mm；鉆孔孔身在100m深度內(nèi)，其孔斜度不大于1.5°；探采井孔斜度不大于1°；最大勘探深度達(dá)到297m。

3.2 取樣

根據(jù)巴基斯坦國內(nèi)的鉆探施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合地層情況，本次施工采用反循環(huán)鉆進(jìn)，每1.52m（5ft）撈取巖樣一份，重量500g以上，清洗干凈后，按順序擺放技術(shù)人員現(xiàn)場編錄。編錄后的巖樣編號(hào)裝袋保存，巖樣袋上標(biāo)出巖樣撈取深度、取樣時(shí)間、鉆孔編號(hào)。

3.3 成果分析

本次勘察在工作區(qū)最大鉆探深度297m；第四系松散巖地層分布廣泛，厚度294m左右，富水性較好。

根據(jù)本次鉆孔資料，工作區(qū)0～10m主要為淺棕色粉土；10m以下主要為淺灰色的細(xì)砂、中細(xì)砂及少許的中粗砂，厚度294m左右，其間夾數(shù)層粉質(zhì)粘土、粉土層、砂礫石層。在工作區(qū)內(nèi)，含水巖組不同地段的厚度變化不大，且分布連續(xù)，本次施工鉆孔未見明顯隔水層。

根據(jù)本次施工的探采結(jié)合孔資料，埋深10m以上為粉土層，其下部基本為砂層?？傮w來看，含水砂層主要分布在埋深10～294m，其中砂層上部顆粒較細(xì)，主要為粉細(xì)砂、細(xì)砂，向下部顆粒逐漸變粗，為中細(xì)砂、中砂，夾有2～7層粉質(zhì)粘土、粉土薄層，有數(shù)層砂礫石層，局部砂層中含有粉質(zhì)粘土團(tuán)塊及砂巖礫石。

4 水文地質(zhì)測井

4.1 測井方法

結(jié)合勘察區(qū)域水文地質(zhì)條件、地層狀況，本次主要采用自然伽馬、自然電位、電阻率三種方式分別對(duì)鉆孔進(jìn)行測井工作，目的是劃分地層巖性與含水層較好位置。

4.1.1 自然伽馬測井

本工作區(qū)第四系中，當(dāng)?shù)貙幽噘|(zhì)含量較高時(shí)，顆粒吸附的放射性同位素元素（有些地層可能是放射性礦物含量高的層—放射性礦藏）較多，所以粘土、粉質(zhì)粘土自然伽馬測井值一般相對(duì)較高；當(dāng)?shù)貙由昂枯^多，或者砂礫較大時(shí)，顆粒吸附的放射性同位素也相對(duì)較少，一般表現(xiàn)為自然伽馬測井值相對(duì)較低。通過對(duì)比測井曲線隨深度變化情況，可劃分出砂層較好段。

4.1.2 自然電位測井

在井內(nèi)，當(dāng)?shù)貙铀}濃度和鉆井液含鹽濃度不同時(shí)，引起離子的擴(kuò)散作用和巖石顆粒對(duì)離子的吸附作用；當(dāng)?shù)貙訅毫εc鉆井液壓力不同時(shí)，在地層空隙中產(chǎn)生過濾作用。這些在井壁附近產(chǎn)生的電化學(xué)過程會(huì)產(chǎn)生自然電動(dòng)勢，形成自然電場。影響因素自然電位主要因素有地層水和鉆井液濾液含鹽濃度比值、巖性、溫度、地層水和鉆井液濾液含鹽性質(zhì)、地層電阻率、地層厚度、井徑擴(kuò)大和鉆井液進(jìn)入等。endprint

4.1.3 電阻率測井

本工作區(qū)第四系地層中，黃鐵礦、磁鐵礦等導(dǎo)電性較好的金屬礦物含量極少，故電阻率測井值主導(dǎo)因素以孔隙率為主。由于砂層或者含砂較高地層孔隙率較低，電阻率測井值一般情況下高于粘土、粉質(zhì)粘土，因此采用電阻率測井也能有效劃分出砂層狀況較好段。

4.2 測井設(shè)備

水文測井設(shè)備為蒙特生產(chǎn)的Mount Sopris MATRIX便攜式數(shù)字系統(tǒng)，該系統(tǒng)是久經(jīng)考驗(yàn)的、不受天氣影響的超輕便整裝電子儀器。探頭選擇為蒙特Mount SoprisMATRIX便攜式數(shù)字系統(tǒng)配套的自然伽馬、自然電位及電阻率探頭。

4.3 測井曲線解譯

測井結(jié)束后，采用Well CAD4.3等軟件進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理、曲線繪制。由EP4測井曲線圖（圖1）可以看出，自然電位值（SP）在縱向上變化并不大，無法對(duì)滲透率大小進(jìn)行有效比較；105～135m測井曲線段及180～210m測井曲線段表現(xiàn)出，低GR值，相對(duì)高電阻率特征，推測上述對(duì)應(yīng)深度范圍砂層狀況較好，水質(zhì)TDS值較低；60～90m測井段，GR值較高，同時(shí)電阻率值不具備低電阻率值特征，推測改測井段地層含有少量泥質(zhì)結(jié)核。

測井工作中，工作人員認(rèn)真負(fù)責(zé)，當(dāng)曲線出現(xiàn)不正常異常時(shí)，技術(shù)人員及時(shí)找出原因，調(diào)整儀器進(jìn)行重新測量。部分曲線進(jìn)行多次測量，以保證測量的準(zhǔn)確性。共完成自然伽馬測井2161.90m，自然電位測井1133.9m，電阻率測井2176.5m。

5 結(jié)論

（1）本次水文物探測井采用自然伽瑪、自然電位、電阻率三種方法測井，解譯資料與巖樣編錄資料相對(duì)照，尋找較好的含水層段。

（2）項(xiàng)目區(qū)砂層的富水性主要受砂層厚度、粒度、分選性等影響。砂層厚度大、顆粒粗、分選性好的地區(qū)富水性強(qiáng)，反之富水性則弱。本次重點(diǎn)工作區(qū)地下水富水性與砂層分布規(guī)律有著明顯的相關(guān)性，即在砂層厚度大、顆粒相對(duì)較粗的水源地中心地段，單位涌水量一般大于2000m3/（d·m）。

（3）在物探解譯反映電阻率值較低地段，鉆探反應(yīng)砂層厚度稍小，且含有較多的粉土、粉質(zhì)粘土薄層，砂層中泥質(zhì)團(tuán)塊含量也較多的地帶，則富水性相對(duì)較弱，單位涌水量一般小于2000m3/（d·m）。

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