淺談地下溫度對擴散法測井的影響

黨靜

摘要：傳統物探方法在復雜埋深、長大隧道的地質勘察中存在深部信號弱、分辨困難的問題，鑒于此，綜合測井技術在該類隧道的工程地質勘察中得到廣泛應用。本文對國內常用的測井技術進行了方法原理介紹，并依托式廣客運專線瀏陽河隧道勘察項目，分析了各測井物理參數曲線形態上呈現異常變化特性，推測了巖石破碎帶等不良地質體的位置、規模及類型，并據此獲取了隧道圍巖等級，對鉆探資料進行了補充和驗證，為隧道設計、施工提供了可靠依據。

關鍵詞：隧道 砂巖 綜合測井

在水文地質勘探工作中，除了進行必需的水文地質調查、觀測、試驗之外，還要進行水文測井。水文測井就是采用測井方法來解決鉆孔孔內地下水文問題，劃分地下含水層層位、厚度、含水性及分布情況；水文測井具有投入設備簡便、時間短、人力少和成本低等優點。現實工作中進行井液電阻率測量的儀器是井溫井液電阻儀，依據《煤炭地球物理測井規范》要求每年必須對其使用儀器進行刻度和標定，在刻度井溫井液儀時發現，同一種液體（如水）在不同溫度條件下測出的電阻率值不同，阻值隨溫度增高而降低，這是因溫度升高，液體內分子或離子運動加快，而液體導電性能取決于其內的陰陽離子濃度和運動速度，在陰陽離子濃度相同情況下離子運動速度愈快導電性愈好。圖1、圖2、圖3分別為0.02%濃度的鹽水在3個不同溫度段實測的電阻率曲線圖。表1為實測數據。

地球貯藏著無窮無盡的熱能。地層中地熱隨深度分布狀態大致可分為：變溫帶、恒溫帶、增溫帶。變溫帶的厚度從十幾米到幾十米，后進入恒溫帶，過后為增溫帶，即隨深度增加而溫度增高，此增溫規律可用地溫梯度或地下增溫率來表示，地溫梯度即地層每深100m所增加的溫度，單位是℃/100m。筆者對寧、陜、蒙各煤田地質勘探區或井田、礦區地溫梯度收集如表2。

從收集的地溫資料獲知，鄂爾多斯盆地變溫帶的厚度在0-29.7m，恒溫帶在30.2-40.5m之間，恒溫帶溫度在13.8-15.3℃之間，42m以下為增溫帶，平均地溫梯度在2.39-3.07℃/100m之間，深度愈深地溫梯度愈大。由地溫梯度計算結合實測地溫資料統計后得出地下溫度如表3。

前面提到溫度對液體（水）導電性的影響，溫度愈高液體（水）導電性愈好，即電阻率值愈低，同一濃度的液體（水）電阻率值在15℃與47℃測量結果相差近一半。從表3可知600m以下地下溫度最高可達34.98℃。鑒于溫度對液體（水）電阻率大小的直接影響，結合礦化度隨深度的增大，間接影響液體（水）的電阻率值，估在對600m以下巖層中進行擴散法測井存在井液電阻率反映不明顯（實際工作更是如此），解釋劃分含水層段不顯著，較難確定其滲透速度及補給關系，必須進行水文測井時，應采用其它水文測井方法：如流量測井、光電測井、放射性同位素測井。

參考文獻：

[1]李再榮.綜合測井技術在瀏陽河隧道勘察中的應用分析[J].中國科技信息，2011（07）.

[2]王斌.利用有限差分法模擬自然電位測井[D].吉林大學，2007（06）.

[3]王偉男.激發極化電位衰減譜測井方法研究與儀器研制[D].中國地質大學，2011（05）.