地球物理測井在水文地質勘察中的應用

許愛萍　吳永存

【摘要】進入21世紀，國內經濟一直處在高速發展的狀態之下，但水資源短缺的問題卻日益嚴重。本文中筆者對地球物理測井在水文地質勘察中的應用進行了分析闡述，希望對完善相應的測井研究及地質勘察工作有所幫助。

【關鍵詞】地球物理測井；水文地質勘察；應用；研究

中國水資源短缺的問題由來已久，從某種層面來說，水資源短缺的問題已經影響到了國內經濟的發展。雖說水資源開采中用到的地質勘察方法有很多，但地球物理測井確有其獨有的優勢，它的精度要高于其他物探手段。

1、地球物理測井技術的基本分類

1.1高密度電阻率法

高密度電阻率法是間接尋找地下水資源的重要方法，該方法的原理如下：巖石性質不同，其電阻率也會存在一定的區別。基于這一特性，在探測地下電阻率的過程中就有可能發現地下水，且確定地下水的大致位置。在這里需要強調的是，含水量的多少會隨著巖石種類的變化而變化，這一變化將最終體現在地下巖石的電阻率上。此外巖石的成分以及顆粒結構也能夠影響地下巖石的電阻率。所以電阻率是水文地質勘察中所必須要重視的參數，但該方法的精度非常有限，單憑這一方法很容易出現誤差，后期往往需要大量的認證工作才能最終確定地下水的位置。實際操作中，為了確保勘察測量的精度，該方法通常與其他物探手段配合使用。

1.2激發極化法

該方法的原理如下：首先將脈沖電流通過一定的技術手段接入到地質層中，之后輸入電流，并確保電流輸入的大小以及頻率不會發生變化。在地面電極測量值達到飽和狀態時斷開電流。此時會觀察到斷開電流的瞬間電位差發生了較為明顯的變化，隨著時間的推移，其變化速度會逐漸減慢且最終歸零。實際操作中，借助于電位差的變化情況并且綜合相關數據進行分析就能夠探明地下水的具體位置。激發極化法的準確度較高，因此應用范圍非常廣。應用激發極化法，有效的節省了水資源開發的成本支出，提高了開發效率。正因為如此，該類技術將成為未來水資源開發或是水文地質勘察的發展趨勢，這同樣也代表了國內能源開采利用的新方向——“可持續發展”。作為地球物理測井的代表，此類技術在以水資源開發為背景的水文地質勘察中有著廣泛的應用范圍。

1.3水文地質測繪技術

水文地質測繪技術是地球物理測井技術中非常重要的一部分內容，將其應用到日常勘察工作之中有著非常重要的意義。該技術能夠通過特定區域內作用于地表的地質現象來判定本區域內地下水的含量。實際勘察中，首先進行的是信息的收集匯總。將搜集到的信息進行分析匯總之后，從水文地質學的角度將分析匯總之后的信息呈現出來，進而指導后續的勘察研究。在這里需要強調的是，利用這一技術進行水文地質勘察之前應該對勘察區域內原有的資料進行分析，這能夠有效減少實際勘察環節的工作量，進而提高勘察工作的效率，保證其成功率。

2、地球物理測井在水文地質勘察中的應用

對水文地質勘察而言，在其中應用地球物理測井技術有著非常重要的意義，以下是具體的應用舉例。

2.1地下水礦化度的測量

綜合相關數據分析，地下水的礦化度與地質層的電阻率呈反比，所以我們可以結合石油測井的數據，對地下水的礦化程度進行測算。實際勘察中，相關工作人員會借助自然電位測井曲線來勘測地下水層電阻率的異常波動，將其與石油測井得到的數據進行比較，就能夠準確測定地下水的礦化度。該方法在水文地質勘察中的應用，有效的提高了勘察效率。

測量地下水礦化度的同時，基于GPRS網絡構建起的地下水動態監測平臺也能夠實現對地下水的動態監測。這一環節中使用的地下水動態監測技術能夠對特定區域內的地下水進行分析觀察，進而完成測量并記錄下測量數據。監測的同時還需要借由相關技術將資料導入專門的數據庫，之后利用計算機技術將數據制成圖表，將更便于觀察。該類技術的應用極大的提高了水文地質勘察的工作效率。未來我們一定要強化對于地下水動態監測技術的創新，在現有基礎上不斷完善這類技術，確保它能夠更好的作用于水文地質勘察。

2.2含水層與隔水層的劃分

劃分含水層與隔水層是水文地質勘察中非常重要的一部分工作，經過劃分之后，才能夠確定含水層的層間位置及實際厚度。從性質層面分析，含水層的電阻率比較小，加之縫隙較大，其密度要小于隔水層，所以區分過程并不存在難度。目前常用的地球物理測井法都能夠達到將兩者劃分的效果，也能夠準確測定其厚度以及位置。

2.3裂縫以及泥質含量的判斷

實際勘察工作中，經常會遇到裂縫的問題，對此相關工作人員應該給予足夠的重視。通常情況下，裂縫時常會伴隨著密度較低、電阻率較小及聲波時差大的特性。如果出現裂縫，那么利用自然伽馬測井值就能夠準確判定地質中的泥質含量，數值越大，則泥質越多，泥質過高的地下水在開采時則需要進行必要的處理。

2.4鉆孔地層巖性，勘察巖溶水的劃分

結合實際勘察工作發現，不同種類的巖石在電阻率、密度及孔隙率等參數之上有著較為明顯的差異。地質層巖層的判分便是基于該類差異而完成的，由此能夠明確鉆孔的巖層剖面。聲波的曲線往往能夠較為準確的反映出裂縫的層位，如果曲線的幅值較低，則代表溶洞中含有大量的水分，此時便可有針對性的進行開發。此外借助于使用井徑曲線能夠判定巖溶裂縫的發育狀況，這是因為地質作用下巖溶發育位置的井徑會驟然增大。貴州是國內的水資源大省，以下是貴州省內白云巖的分布情況表。

2.5水位計、井溫井流量測井

實際測井中，借助于水位計也能夠準確測定地下水的分布狀況。它主要利用的是靜水的壓力，通過靜水壓力來計算水位的高程。眼下國內很多地區都已經依托于水位計構建起了水位自動化檢測系統，借助于水位計上的碼盤便能夠讀出軸角編碼器上的浮子式水位。使用方便、便于維修是該類設備的優點，而且它在維修成本上也有著較為明顯的優勢。此外該方法的準確度不會受到環境因素的影響，可靠性較高。