運用高密度和測井方法調查水文環境

高鵬飛

摘 要：運用工程測井和高密度視電阻率方法，解決水文地質和工程地質以及環境地質、地質災害方面，勘查效果顯著，是有效的物探手段之一。有助于精確可靠評價水文環境地質災害的危險性，并互相得到驗證。

關鍵詞：高密度；測井；透水層；風化帶

1 高密度電法勘查

高密度電法采用溫納（對稱四極）電阻率剖面法，特點是各電極間距離相同，同時按測線移動，橫向效應比較敏感，自動繪制地電剖面。高密度設計23條側線，選用13條智能開關電纜，并且首尾相接，極距10米，布放于大峽谷北側。由于地表是玄武巖覆蓋，我們采用自制電極，鹽水加洗衣粉和泥，置放于玄武巖表面，并在電極處澆灌大量鹽水增加導電性能。

圖1

據史料記載該區有過三次大的巖漿噴溢活動，噴出的熔漿年代清晰。由于噴發年代不同，高密度電阻率等級界面明顯（如圖2），但探測層電阻率不穩定。隨著破碎程度，熔巖發育程度的增強，充填物含量的增加，電阻率呈下降趨勢。對測區的G9、G13、G19、G21測線分析中間層段為玄武巖強風化層段，巖石破碎，含水層豐富，測區內發現多處斷裂破碎帶區域，且有錯斷現象，錯斷距離不大，距大峽谷越近，反映越明顯。由于電纜長度有限，埋藏深度只探測到第三層巖漿的起伏形態。而遠離峽谷的G4、G5、G23等測線沒有測到第三層巖漿界面，反映不明顯。

圖2

根據測區內高密度電阻率地電斷面分析，對水文環境異常區域或隱伏斷面上布置多臺鉆機加以驗證。

2 綜合測井

測井儀器采用PSJ-2型數字測井儀，該系統由主機、電纜絞車、筆記本電腦、發電機、井溫探管、井斜探管、聲波探管及電極系探管組成。記錄零長：5.06m；工作狀態：連續；采樣間隔：0.1m；提升速度：6～7m/min。計算處理程序使用PSJ-2型數字測井系統采集軟件，測井處理解釋程序使用CLogPro V2.0（系統由單孔測井資料處理程序 CLogDraw、測井資料綜合出圖輔助程序CLogCad組成）。

巖體完整性程度的確定：結合區域地質-地球物理特征及部分取芯資料及該孔的孔內巖層結構，聲波測井能夠同時測得巖體的縱波波速，進行巖體的完整性評價；Kv與定性劃分的巖體完整程度的對應關系Kv：>0.75完整；0.75～0.55較完整；0.55～0.35較破碎；0.35～0.15破碎；<0.15極破碎。

圖4

根據視電阻率、自然電位及井溫曲線異常綜合解釋含水層相對高阻圍巖在視電阻率曲線上呈現低阻異常；自然電位曲線上自然電位幅值大，曲線偏離基線（零線）急劇上升或下降。井溫曲線出現不符合正常地溫增長規律，井溫梯度變化相對整孔溫度變化梯度值偏小，無明顯隨深度變化。

井液電阻率測井（鹽擴散法）在含水層，鹽化后井液電阻率隨時間有明顯增加和位移，根據鹽化后井液電阻率隨時間的變化和鹽水柱的運動方向，劃分含水層并確定其補給關系。結合井溫曲線，將實測的視電阻率、自然電位測井曲線的異常特征進行綜合解釋分析，劃分含水層（段），確定富水異常區范圍。

綜合測井的成果解釋：結合上述各實測物性參數的逐個分析、解釋結果，進行綜合對比分析，以聲波速度進行孔內巖層的破碎程度評價，綜合視電阻率、自然電位、井溫、井液電阻率（鹽化）等測井參數進行地下水評價，對鉆孔異常區綜合解釋評價。高密度勘測異常區域通過鉆探和測井得到了充分的驗證。

3 結束語

巖溶水的侵蝕和滲漏及巖溶洞穴的不穩定性，導致水文地質環境降低。通過本次探測表明，高密度電阻率法用于玄武巖地區的巖溶地質災害調查，結合鉆探、測井資料，研究含水地層及水文參數準確度較高，具有便捷，低耗等優點，能起到事半功倍的效果。對水文環境地質調查，工程質量檢測，地質環境監測等方面應用效果十分明顯，在開拓地質市場方面發揮更大的作用。