巴基斯坦某電廠物探測井及鉆探資料成果對比分析

李仁杰+紀成亮+劉浩

摘 要：巴基斯坦RAVI河與SUTLEJ河之間的巴里河間沖積地區位于印度河平原地區，上覆第四系松散沖積層，目前國內外對該地區的研究較少，對當地水文地質條件也沒有很好的認識。本文通過地質鉆探、水文地質測井研究了該區域的水文地質條件，確定了項目區含水巖組的分布規律；并通過鉆探資料與測井資料的對比清晰了解了當地的地質條件和地下水賦存及運移規律，以保護現有水源地正常運行，并為今后地下水水資源的開發利用提供基礎資料。

關鍵詞：物探測井；鉆探；含水巖組；涌水量；巴基斯坦

中圖分類號：TV22 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2018）3-0078-02

1 項目區研究概況

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

本區松散的第四紀沖積層構成了印度河盆地主要的含水層系統。根據收集資料分析，在巴里河間地區東北角，只有1A、br-6、br-7三個鉆孔穿透第四系松散層，揭露到前寒武系地層，三個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，盡管鉆孔打到了383m（1252ft），但是仍然沒有揭露基巖。本次探采結合孔最大深度297m，底部揭露中元古代灰綠色頁巖。

因此對地層及測井資料的對比能幫助了解當地的地質條件和地下水賦存及運移規律，以保護現有水源地正常運行，并為今后地下水水資源的開發利用提供基礎資料。

2 區域地質條件概況

2.1 斷裂構造

巴基斯坦地處印度板塊與歐亞板塊結合部位偏西側，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個構造單元，其區域構造線方向以NEE向為主，并且在斷裂帶中常伴有斷續分布的蛇綠巖，而在地塊上古近紀巖漿活動則比較發育。

2.2 巖漿活動

巴基斯坦巖漿活動比較頻繁，華力西期、加里東期以及前寒武紀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內，但由于研究程度較低，缺少年代數據，目前尚有爭議。

2.3 區域地層

項目區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，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 地質鉆探

本次鉆探采用巴基斯坦當地的反循環水文鉆機施工，無芯鉆進，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，其孔斜度不大于1.5°；探采井孔斜度不大于1°；最大勘探深度達到297m。

3.2 取樣

根據巴基斯坦國內的鉆探施工經驗，結合地層情況，本次施工采用反循環鉆進，每1.52m（5ft）撈取巖樣一份，重量500g以上，清洗干凈后，按順序擺放技術人員現場編錄。編錄后的巖樣編號裝袋保存，巖樣袋上標出巖樣撈取深度、取樣時間、鉆孔編號。

3.3 成果分析

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

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

根據本次施工的探采結合孔資料，埋深10m以上為粉土層，其下部基本為砂層。總體來看，含水砂層主要分布在埋深10～294m，其中砂層上部顆粒較細，主要為粉細砂、細砂，向下部顆粒逐漸變粗，為中細砂、中砂，夾有2～7層粉質粘土、粉土薄層，有數層砂礫石層，局部砂層中含有粉質粘土團塊及砂巖礫石。

4 水文地質測井

4.1 測井方法

結合勘察區域水文地質條件、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鉆孔進行測井工作，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

本工作區第四系中，當地層泥質含量較高時，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、粉質粘土自然伽馬測井值一般相對較高；當地層砂含量較多，或者砂礫較大時，顆粒吸附的放射性同位素也相對較少，一般表現為自然伽馬測井值相對較低。通過對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，當地層水含鹽濃度和鉆井液含鹽濃度不同時，引起離子的擴散作用和巖石顆粒對離子的吸附作用；當地層壓力與鉆井液壓力不同時，在地層空隙中產生過濾作用。這些在井壁附近產生的電化學過程會產生自然電動勢，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、地層電阻率、地層厚度、井徑擴大和鉆井液進入等。endprint

4.1.3 電阻率測井

本工作區第四系地層中，黃鐵礦、磁鐵礦等導電性較好的金屬礦物含量極少，故電阻率測井值主導因素以孔隙率為主。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 測井設備

水文測井設備為蒙特生產的Mount Sopris MATRIX便攜式數字系統，該系統是久經考驗的、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便攜式數字系統配套的自然伽馬、自然電位及電阻率探頭。

4.3 測井曲線解譯

測井結束后，采用Well CAD4.3等軟件進行現場數據處理、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，無法對滲透率大小進行有效比較；105～135m測井曲線段及180～210m測井曲線段表現出，低GR值，相對高電阻率特征，推測上述對應深度范圍砂層狀況較好，水質TDS值較低；60～90m測井段，GR值較高，同時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結核。

測井工作中，工作人員認真負責，當曲線出現不正常異常時，技術人員及時找出原因，調整儀器進行重新測量。部分曲線進行多次測量，以保證測量的準確性。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照，尋找較好的含水層段。

（2）項目區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、分選性好的地區富水性強，反之富水性則弱。本次重點工作區地下水富水性與砂層分布規律有著明顯的相關性，即在砂層厚度大、顆粒相對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，鉆探反應砂層厚度稍小，且含有較多的粉土、粉質粘土薄層，砂層中泥質團塊含量也較多的地帶，則富水性相對較弱，單位涌水量一般小于2000m3/（d·m）。

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