水文測井在水文地質勘探中的作用思考

劉武

摘要：水文測井在水文地質勘探中具有出色的作用，基于此，本文闡述了水文測井在水文地質勘探中的作用，包括水文測井的參數設計和方法、含水層的劃分、確定溶洞溶隙帶；同時還以實際的案例，進一步介紹了水文測井勘探的步驟及解決損傷嚴重井壁的方法。通過論述以上內容，來為是水文地質勘探人員提供一些參考，提升水文地質勘探的質量。

關鍵詞：水文測井；水文地質勘探；水位遙測接口

引言

水文測井是通過多種測井儀器，來檢測地下水等資源的一種物探方法。作為水文地質勘探的重要的手段，具有很好的應用價值。隨著社會的發展進步，水文地質勘探的作用越來重要，而水文地質勘探的需求也越來越高，因此，需要進一步應用水文測井的技術應用，來不斷提高水文地質勘探的水平。

1.水文測井的作用

水文測井是通過鉆孔的方式研究地下水特點的各種物探方法，在水文地質勘探過程中，主要起到以下幾方面作用：（1）測定水層。水文測井能夠劃分含水層及地下隔水層，并進行描繪，確定水層的深度及厚度等信息；（2）測定孔隙度。可以確定含水層孔隙度及水量的滲透度，估計水層的涌水量；（3）測定地下水的礦化度。通過分析含水層及隔水層，能夠判斷地下水位的礦化度；確定地下水的流動方向及速度，可以使用電阻率法測井、自然電位測井、放射性測井等方法來測定水位的各段流速。

比如可以使用自然電位測井方法來檢測地表水位的礦化度，使用電阻法劃分地下水的含水層及隔水層；使用同位素法檢測地下水的流速和流向；通過擴散法測定電阻變化，來判斷涌水量。因此，水文測井對于尋找地下水和解決礦區水文地質問題都有非常重要的作用。

2.水文測井在水文地質勘探中的應用

2.1水文測井的參數設計和方法

水文測井之前，需要按照測井的目的，確定測井的參數，比如電位、電阻率、聲波的發射速度等。具體的參數選擇需根據勘探區域實際情況來進行，選擇的參數通過曲線反射即可，在確定測井的參數后，然后開始測量，比如利用自然電位方法測量水礦化度；使用電阻法測量隔水層和含水層等。一般來說，常見的水文測井方法主要有電阻法、充電法等，根據測量任務的不同，需進行合理的選擇，確保測井的準確性。

2.2含水層的劃分

主要是為了劃分富水層及含水層，在地質構造中，存在一些裂縫及熔巖發育地段，擁有非常豐富的水量。但由于地質的特殊性，并不是所有此類的地質結構都富含水分，因此，為進一步掌握富水帶的實際情況，需要使用擴散犯法來觀察研究擴散曲線，來進行巖層的富水層和含水層劃分。

2.3確定溶洞溶隙帶

溶洞溶隙帶進行測試是為了進一步檢測井徑頂部的深度，通過對巖石的性質進行研究，來確定巖層內部是否具有儲水的能力。從測井的曲線來反映溶洞的電阻率情況，如果伽馬強度和巖石相接近，能夠判斷出伽馬曲線的峰值。由于溶洞的溶隙帶長期受到溶蝕作用，會導致該段巖石的機械強度降低。

隨著科學技術的發展，傳統的水文測井方法和設備也得到了發展，現如今，有很多水位計等設備紛紛出現，提升了水文測井質量。比如有一種一種壓力式遙測水位計來進行測試，這種水位計可直接和遙測數傳儀、衛星通訊數據終端、水位固態存貯器和計算機相接，完成無測井數據采集任務。配置MODEM后可實現無測井水位電話遠傳。還可以配以“記時數字記錄儀”或“水位遙測終端”作水位長期記錄或水位遙測之用。投入式液位計適用于水利水電監測、化工、水文監測與控制等行業的各種介質液位測量需求。同時，具有精巧的結構，使用壽命長，從水、油到粘度較大的糊狀都可以進行高精度測量，不受被測介質起泡、沉積、電氣特性的影響。簡單的調校和靈活的安裝方式為用戶輕松地使用提供了方便。具有4mA-20mA、0-5V等標準信號輸出方式可供選擇。可用于主要用于水利工程、水文站作水位遠傳及顯示、水位遙測接口、水位長期記錄及固態存貯中。

3.應用案例

3.1工程概況

某礦區位于山脈背斜處，構造方向為西北傾斜，從區域儲水條件來看，地下水位于西北傾斜方向，整個礦區位于凈流區。該礦區的施工層為奧陶系碳酸鹽層，上面覆蓋石炭系、二疊系巖石，在煤礦區域中發育著裂隙水位，受到煤礦開采的影響，煤礦區地下水受到污染，水的硬度超過了飲用水的要求。為進一步檢測出地下水的污染情況，按照相關的技術標準，進行水文測井，來檢測水文地質，通過分層抽水試驗來建立水文觀測系統。

3.2地質條件測試

該礦區的開采界面為奧陶系，在0～440m間，最深處可以達到900m。奧陶平均厚度為450m，按照底層組合，可以將奧陶系界面分成四層，第一層和第二層之間不含水，其余兩層含有水，隔水層為石膏帶和泥質灰巖石結構，為避免煤系底層的裂縫系水位污染到地下水，需要封閉上部水位，地下層人一根長320mm的套管，下部注入水泥。在奧陶系上部的巖層有厚厚的和石膏層，同樣下人井管封閉，在馬家溝下人273mm井管，來提高過水效果。

3.3參數測試

水文測井的初期，采用了煤田井常規參數：電阻率、自然電位、井徑等。鉆孔的井孔比較大，通過實驗，自然電位在曲線上反映的并不明顯，在清理水孔時候，得到的效果并不明顯。通過曲線分析，能夠確定參數滿足需求。

3.4含水層的劃分

（1）含水層和富水層。巖溶發育段具有富含水的特性，但只有一部分有豐富的地下水，需要使用還擴散曲線來評估巖層含水量，比如工程的3號井巖溶發育，出水量只有9.2m3/h，而工程4號井為不巖溶發育，出水量達到60.3m3/h，由此可以看出，巖層的出水量和巖溶發育情況并不一定有關系。

（2）溶洞溶蝕裂縫定性。第一，溶洞。在測試曲線中，溶洞顯示出的電阻值較低，在0.1A的電位曲線中，電阻值更加接近沖洗電阻率，同致密巖石相近，小于4r，而散伽馬曲線的幅度會明顯提高，同源強有一定的關系；第二，溶蝕裂隙帶。在該礦區，鹽酸巖層中往往會存在比較大的巖溶通道，在這樣的地段中，巖層機械力較低，會在鉆進過程中受到破壞，這些裂隙往往會成為一個整體，形成多個大小不一的裂隙帶。如果溶洞的空間比價小，電阻值是巖石和水的平均值，這一帶的溶隙帶有視電阻值，在鉆進孔中小于200；第三，小溶隙帶。在致密溶隙帶酸鹽層中發育的幾組小溶隙帶，在鉆井中并沒有突出顯示，由于溶隙度小，反映在測試曲線上的曲線也不同。在曲線上，探測的主要是致密性酸鹽，絕對值較大，當溶隙出現在巖層的中部，電阻率會在高阻背景下，有所降低，形成高阻值的凹陷鋸齒狀。如果這種鋸齒狀出現在巖層面，高峰阻值就會產生上升或者下降的問題。自然伽馬強度同巖層界面一樣，低于4伽馬。一般來說，擴大值能夠達到100mm。

（3）致密巖石中存在著寬為幾毫米的小溶隙，在1：200的曲線上無法及時發現，但如果這樣的溶隙出現出水現象，會導致擴散曲線的變化，如果電阻曲線沒有發生明顯變化，通過查看井下電視，可以發現有幾厘米的出水口。

3.5碳酸鹽巖層中的溶隙帶厚度測定

通過視電阻等方法，測定頂底面的界面厚度，各種曲線的分層特點通過實驗孔來確定，為進一步獲得劃分溶洞及溶隙帶的精度，然后利用多種測井曲線定厚度，通過相互比較來求分層誤差，使用1：200的曲線定誤差，大口徑325mm的誤差要大于小孔徑127mm；當采用1：50的曲線，能夠準確提高分層的精度。一般的測井方法是了解巖石的性質，判斷巖石是否具有存儲水分的特點，當存儲空間擁有流動的地下水層的時候，需要借助專門的水文測井，通過分析，來精準的劃分出含水層。

結論

綜上所述，水文測井可以評定鉆探工程的質量。在此基礎上，從測井的曲線來反映溶洞的電阻率情況，如果伽馬強度和巖石相接近，能夠判斷出伽馬曲線的峰值；同時，常見的水文測井方法主要有電阻法、充電法等，根據測量任務的不同，需進行合理的選擇，確保測井的準確性。因此，在水文地質勘探中，應用水文測井，能夠提高勘測精度。