測井在水文地質(zhì)勘探中的應用分析

摘 要：水文地質(zhì)勘探是水文地質(zhì)工作者為了查明某區(qū)域的水文地質(zhì)環(huán)境來開發(fā)利用相關(guān)資源而進行的一項科學探究工作。測井技術(shù)在水文地質(zhì)勘探工作中的應用，為其提供了一種有效的勘探手段。它在確定含水層在地層中空間分布，探測巖溶裂隙水，分析地層構(gòu)造水等水文地質(zhì)勘探工作中發(fā)揮著極其重要的作用，大大地促進了水文地質(zhì)勘探工作的順利進行。基于此，文中筆者結(jié)合多年的工作實踐，對測井在水文地質(zhì)勘探中的應用進行分析，旨在為相關(guān)工作提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：測井；水文地質(zhì)；應用分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.085

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，水文地質(zhì)勘探工作也有了很大的提高，尤其是水文地質(zhì)測繪、地球物理勘探、水文地質(zhì)鉆探試驗以及地下水動態(tài)觀測和試驗分析的應用，在很大程度上促進了水文地質(zhì)勘探工作的發(fā)展。水文地質(zhì)勘探主要是針對水資源進行的一種勘探活動，它是對某一區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造、地下水的發(fā)育以及地表水的補給等水文特征所作出的科學判斷的過程。只有很好的掌握了地球物理勘探等技術(shù)，才能使得水文地質(zhì)勘探工作達到預期的目標，更好地促進勘探工作的進行。水文測井是研究地下水特點的重要物探方法，水文測井可以幫助地質(zhì)勘探人員掌握區(qū)域內(nèi)含水層、隔水層的深度、厚度情況，初步判斷水量的大小，分析地下水的流徑、方向和地層水的礦化度等，從而為地下水資源的保護開發(fā)和水患防治提供科學依據(jù)。隨著社會的發(fā)展，水文地質(zhì)勘探的作用越發(fā)突出，社會對于水文地質(zhì)勘探的技術(shù)要求也越來越高，因此，我們在加強水文地質(zhì)勘探中測井技術(shù)應用的同時，不斷提高水文地質(zhì)勘探水平，為社會建設做出應有的貢獻。

1 測井概述

1.1 測井技術(shù)的發(fā)展

自1927年發(fā)明測井以來，測井技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段：

（1）模擬記錄階段。模擬記錄的特點：采集的數(shù)據(jù)量小，傳輸速率低。使用的主要測井方法：聲速（縱波）測井、感應測井、普通電阻率測井、配備井徑、自然電位、自然伽馬測井。

（2）數(shù)字測井階段。與之相應的測井方法有雙感應-八側(cè)向、雙側(cè)向-微球形聚集測井、三孔隙度測井（聲速測井、中子孔隙度測井、補償密度測井）再加上井徑測量、自然伽馬測井、自然電位測井，稱之為常規(guī)“九條曲線”測井。

（3）數(shù)控測井階段。除一般的常規(guī)測井外，已增加了自然伽馬能譜測井、巖性密度測井、碳氧比能譜測井、長源距聲波測井、電磁波傳播測井、地層傾角測井，這些新的測井方法，可提取更多的有用信息，擴大了測井的應用領(lǐng)域，提高了用測井資料評價油（氣）層及解決地質(zhì)問題的能力。

（4）成像測井階段。隨著勘探和開發(fā)更復雜、更隱蔽的油氣藏發(fā)展，對測井也提出了更多的要求，成像測井系統(tǒng)正是在這樣的背景下發(fā)展起來的。

1.2 測井的概念

采用專門的儀器設備，沿井身（鉆井剖面）測量地球物理參數(shù)的方法，稱地球物理測井（簡稱測井）。地球物理特性如巖層的電化學特性、導電特性、聲學特性、放射性及中子特性等。

1.3 測井的優(yōu)點

測井是研究巖層地質(zhì)特性的間接方法，它與其它錄井方法相比，具有許多重要優(yōu)點，主要是效率高、成本低、效果好。只需要很短的時間就能采集到大量的測井信息，而且這些資料是在巖層的自然條件下測量的，這就更接近于巖層的真實情況。

1.4 測井方法

地球物理測井是地球物理勘探中最為直觀最為成熟的方法，通過測取各種不同的物理參數(shù)，能精準地劃分巖性分層界面，在水文測井中準確判斷其含水層的空間位置和相互補給關(guān)系。在常規(guī)含水層參數(shù)測量中，特別是若出現(xiàn)無芯鉆探時，就需要采用地球物理測井技術(shù)來判別地層的巖性和地層的富水情況。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，地球物理測井技術(shù)在數(shù)據(jù)準確度、檢測效果上具有很大的優(yōu)勢，已在更多更廣的范圍內(nèi)得到了應用和推廣。

1.5 測井方法應用形式與具體內(nèi)容

（1）普通電阻率測井：主要用于確定地層的基本信息，巖性的劃分包括厚度、深度等，也能統(tǒng)計該區(qū)巖石電阻率參數(shù)、含水層與隔水層等地層的信息，為后期水文地質(zhì)勘查提供可靠資料。（2）井液電阻率測井：主要應用擴散法實施測量，能確定出含水地層的厚度與深度，判斷其富水性。（3）自然電位測井：確定測區(qū)的咸淡水界面與地下水礦化度，判斷含水層中的含泥量。（4）聲波測井：確定巖石孔隙度，也能成為地層對比、巖性劃分的可靠參數(shù)。除上述幾種方法外，還有自然伽瑪測井、中子測井、放射性同位素測井等技術(shù)，均能滿足任務的需求。在應用過程中要重視具體技術(shù)應用的適用性原則，根據(jù)不同的技術(shù)要求與應用范圍來選擇合適的方法，為獲得更好的水文地質(zhì)勘查效果奠定基礎(chǔ)。

1.6 測井準備

在水文鉆孔實施地球物理測井前，首先要掌握該區(qū)域水文地質(zhì)基本情況先行的原則，并與水文地質(zhì)需求有效聯(lián)系在一起，根據(jù)任務設計目的展開物探測井工作，掌握該地區(qū)現(xiàn)有水文地質(zhì)條件有針對性地選擇測井方法，做到有的放矢。例如在礦區(qū)進行水文地質(zhì)勘查時，物探工作人員必須要先了解該地區(qū)基本地質(zhì)情況、地層的物性特征等，并建立目標地區(qū)含水層模型。只有這樣，才能達到我們所需的預期目的。

2 測井在水文地質(zhì)勘查中的具體應用

從當前水文地質(zhì)勘查情況來看，測井技術(shù)的應用效果已經(jīng)得到社會的普遍肯定，能有效分析目標地區(qū)的地下水富存、地層構(gòu)造等。從應用過程來看，其基本效果可主要劃分為以下幾點：

2.1 測井在水文地質(zhì)勘查中基本效果

2.1.1 確定含水層

在水文地質(zhì)測井中，確定含水層與隔水層的空間位置（深度和厚度）是整個工作的重點。通過選擇正確測井方法來劃分含水層與隔水層，并分析兩者之間的關(guān)系，為后期水文地質(zhì)勘查奠定基礎(chǔ)。在確定含水層深度與厚度的測井方法中，主要通過井液電阻率測井（擴散法）和聲波測井方法來實現(xiàn)。在應用過程中要注意兩種方法適用性要求。若是只需要定性確定含水層、隔水層，建議采用聲波測井法，該方法能有效判斷目標地區(qū)中地層基本組成，并顯示含水層、隔水層的大體情況；若需要獲取隔水層、含水層的詳細資料，則建議使用井液電阻率測井方法，該技術(shù)方法能獲取精準的含水層信息，但所需要的工作量偏大，時間較長，因此建議要堅持技術(shù)的適用性原則。

2.1.2 確定地層水的礦化度

地層水的礦化度是評價地下水的重要參數(shù)，當前在地層水礦化度測量中，主要采用自然電位測井法進行測量。在應用自然電位測井方法時，通過自然電位測井曲線異常幅度值求取地層水電阻率，然后根據(jù)電阻率與礦化度反比關(guān)系確定地層水的礦化度。

2.1.3 勘查巖溶裂隙水

在確定裂隙層位過程中，主要根據(jù)聲波曲線來反應裂隙變化情況，同時可以采用自然伽?測井方法來輔助定性。若在測量過程中發(fā)現(xiàn)聲波曲線和自然伽?曲線幅值同時出現(xiàn)低異常，則說明該段地的裂隙中被水充填，所存的水量越大，曲線異常變化現(xiàn)象越明顯。

2.1.4 其他測井資料應用

由于巖石導熱性始終小于水的導熱性，因此在水文地質(zhì)勘查中會發(fā)現(xiàn)溫度梯度對地下水溫度的影響，井溫曲線會發(fā)生明顯變化。針對這一現(xiàn)象，可利用井溫測井法，通過觀察曲線溫度變化來確定該區(qū)域地下水在不同深度變化情況，并結(jié)合全區(qū)井溫資料確定其平面變化規(guī)律。

2.2 資料解釋

目前水文鉆孔測井所取得的資料，解釋的內(nèi)容大都被局限在定性解釋中，但井液電阻率測井（擴散曲線）對鉆孔中的含水層底板深度和厚度提供了科學依據(jù)，能精確地反映出地層富水情況和補給關(guān)系。井溫測井資料也真實地反映了孔內(nèi)溫度的變化規(guī)律。隨著測井技術(shù)不斷發(fā)展，新技術(shù)的出現(xiàn)會逐步滿足水文地質(zhì)勘查的需求。

在當前水文測井資料解釋中，常見的方法為設置參數(shù)模型：通過確立導水系數(shù)解釋模型、滲透系數(shù)解釋模型等來解釋所獲取的參數(shù)。但值得注意的是，上述模型主要來源于石油測井理論，雖然能有效滿足水文資料解釋的需要，但依然要重視模型的適用性要求。

2.3 測井的優(yōu)點

測井是根據(jù)巖層的地球物理特性差異來研究巖層的間接方法，具有許多重要優(yōu)點，主要是效率高、成本低、效果好。只需要很短的時間就能采集到大量的測井信息，而且這些資料是在巖層的自然條件下測量的，這就更接近于巖層的真實情況。

3 結(jié)語

主要討論了測井技術(shù)在水文地質(zhì)勘探中的應用情況。從應用情況來看，當前的測井技術(shù)已經(jīng)可以劃分為多種技術(shù)形式，能滿足不同地質(zhì)環(huán)境下的水文地質(zhì)勘查需要，但在應用過程中要重視相關(guān)技術(shù)的適用性要求，根據(jù)具體的水文地質(zhì)任務選擇合理的測井方法，才能獲得更好的水文地質(zhì)勘查結(jié)果?？傮w而言，在水文地質(zhì)勘查中應用測井技術(shù)，合理選擇測井方法，就能有效地達到預期的效果。

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作者簡介：胡朝杰（1966-），男，貴州天柱人，大專，物探工程師，研究方向：地球物理測井。