地球物理測井在礦山水文地質(zhì)勘查中的應用研究

馬若琪

（甘肅煤田地質(zhì)局一四六隊，甘肅 平?jīng)?744000）

隨著現(xiàn)代化建設的逐漸發(fā)展，對水文地質(zhì)勘查工作越來越重視，因此要開展更加深度的研究，提升水文地質(zhì)勘查工作效率，為現(xiàn)代化建設水平的提升提供動力支持。地球物理測井技術具有較高的測量精度，且實際應用效果較高，因此在很多工程勘察領域得到了廣泛的應用。其具體應用方式是利用測井技術，全面了解鉆孔內(nèi)的地層物理信息，并掌握其相關的地質(zhì)物理性質(zhì)，并在此基礎上收集地球物理數(shù)據(jù)信息，并進行整理、分析、處理，從而將其轉(zhuǎn)化為有效地質(zhì)、生態(tài)信息，為實際的生產(chǎn)提供科學有效的參考依據(jù)，提升生產(chǎn)效率。在具體的應用過程中，需要相關工作對地球物理測井技術進行深度研究，掌握其基本的應用特點，并在實踐作業(yè)中進行熟練應用，強化其在礦山水文地質(zhì)勘查工作的應用深度，提升其應用效率，保障礦山水文地質(zhì)勘查工作質(zhì)量的提升[1]。

1 地球物理測量技術概述

1.1 概念分析

地球物理測井技術，也是一種物探測井技術，主要是利用無芯鉆進的方式，收集巖性分層地質(zhì)結(jié)構(gòu)中熱、聲、電等要素的物理性質(zhì)，并對其數(shù)據(jù)進行分析的基礎上，有效區(qū)分巖石以及流體性質(zhì)，從而掌握更加詳實的含水參數(shù)[2]。通過該技術的有效應用，可以結(jié)合地質(zhì)鉆探技術，獲得更加精準的勘探數(shù)據(jù)，了解鉆孔中的水文地質(zhì)狀態(tài)，強化地質(zhì)鉆探的有效性。利用該技術還可以掌握以下水文參數(shù)：咸淡水分界面定位、含水層、巖溶發(fā)育帶等。

1.2 具體分類

地球物理測井技術包含多種應用形式，且不同的形式獲得的數(shù)據(jù)信息存在一定差異性。因此要對其具體應用類型、特點等進行全面掌握，從而可以結(jié)合不同的工程需求，采取更加合適的應用形式，提升其水文地質(zhì)勘查作業(yè)的效果和功能價值。

（1）井液電阻率測井。主要是利用擴散法，精準測量出鉆井水段厚度以及去具體的位置信息，從而在此基礎上判斷其含水量以及地下水的滲透速度等。

（2）普通電阻率測井，可以通過對鉆井中巖石的密度測定其含水量，并結(jié)合巖石含水量的不同，判斷地下水的位置，在此基礎上缺點水段厚度和位置，構(gòu)畫出鉆孔底層剖面。

（3）自然點位測井。通過對地下水咸淡水界面和礦化度的參數(shù)分析，哦判斷地下水的含泥量。

（4）熱測井，通過低溫梯度數(shù)據(jù)的分析，對井內(nèi)進水區(qū)域進行精準定位。

（5）放射性同位素測井。通過對地下水流速、流向、滲透系數(shù)等參數(shù)的分析，科學判斷井內(nèi)出水以及套管破裂狀態(tài)，驗證管外封堵效果[3]。

（6）聲波測井。主要是對地下巖石的孔隙度進行測量，并對巖層以及含水破裂帶進行精準劃分。該種技術類型應用最為廣泛。

2 地球物理測井技術的具體應用探究

2.1 基本的應用原理

經(jīng)過實踐工作的檢驗，地球物理測井法在礦山水文地質(zhì)勘查作業(yè)中發(fā)揮了極大的作用，并在社會各行各業(yè)得到了廣泛的應用。通過這種方式，不僅可以對礦山地下水的質(zhì)量進行精準判斷，而且還可以提供真實詳細的地層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，幫助勘查人員全面掌握地下水文條件的基本情況，從而促進礦山開發(fā)利用措施的針對性和有效性。下面主要對其基本的應用原理進行分析。

（1）明確含水層。確定含水層的具體位置、厚度等特征，是開展礦山水文地質(zhì)勘探工作的重要基礎和前提。在具體的工作過程中，首先要明確含水層以及隔水層之間厚度差異性進行對比分析，然后對其彼此之間的聯(lián)系進行辯證分析，方便及水文地質(zhì)勘查工作的順利開展，為其提供詳實的理論依據(jù)。其中主要應用到的測井方式有：聲波測井方法、井液電阻率測井方式等。然后可以滴含水層的含水量進行測量。其原理是含水層電阻率比周邊巖體的電阻率相抵較小，其密度和孔隙度也較小，可以結(jié)合其電阻率的差異性進行有效區(qū)分[4]。

（2）地下水礦化度測量。在對地下水礦化度進行測量時，通常會應用到自然電位測井法。具體應用方法是：利用自然電位測井曲線異常值進行運算和總結(jié)，從而計算出地層水的電阻率值。然后利用兩者之間的反比例關系，來精準判斷地下水的礦化狀態(tài)[5]。利用自然電位測井法進行測量的方式，要注重對地層電阻率以及地下水礦化程度之間的反比例關系進行正確處理。

（3）勘察巖溶水。對巖溶水進行勘察過程中，主要利用超聲波曲線對裂縫的變化狀態(tài)進行真實體現(xiàn)，并對其具體的裂隙層位結(jié)構(gòu)進行明確。該種測量方式也被稱作伽瑪測井法。一旦發(fā)現(xiàn)自然伽瑪曲線的幅度現(xiàn)將，就可以據(jù)此判斷在該區(qū)域的裂縫結(jié)構(gòu)中含有大量的水分，而且可以結(jié)合曲線變化程度判斷其含水量的多少，一般兩者呈正比例關系[6]。此外，還可以利用井陘曲線對其裂隙發(fā)育狀態(tài)進行預測。這是因為裂隙發(fā)育越大，井陘也可能出現(xiàn)變大情況。

（4）裂隙泥質(zhì)含量測定。在進行實際測量時，由于巖體的裂隙密度較低，因此其測量的電阻率值較小，且聲波時差較大。基于此可以判斷，如果自然伽瑪測井值越大，其裂隙中的含泥量越大。由此可見，可以利用該種方式對巖體裂隙的含泥狀態(tài)以及含泥量進行科學判斷。

（5）鉆孔地層的巖性分析。巖石類型的不同，致使其波阻抗以及密度的差異性，在實際的勘探作業(yè)中，可以結(jié)合這個特性，對巖石的不同的類型進行精準劃分，并采取合適的鉆孔方式對巖性剖面實施劃分[7]。這一流程可以幫助勘探人員進一步明確鉆孔剖面的具體情況，從而提升鉆孔工作的針對性和有效性，提升整體勘探作業(yè)的效率和質(zhì)量。

（6）此外，還可以利用井溫測井法對地下水文情況進行探測，這是因為巖體的導熱性相對于水體來說較小，因此在利用井溫測井法進行探測時，巖體和水體會呈現(xiàn)不同的溫度測量曲線，從而幫助探測人員對地下水的情況進行判斷。

2.2 資料解釋

在傳統(tǒng)的水文勘查資料解釋工程中，主要的利用定性方式進行解釋，缺乏全面的資料信息，而且解釋明確性不足。通過對地球物理測井技術的深度應用和研究，結(jié)合實際需求，相繼研發(fā)出了很多新型的測井技術，確保礦山水文地質(zhì)勘查工程的有效開展。然而在具體的資料解釋工作中還有很多不足之處[8]。例如，地下水冒水問題、地層含水量過大等問題，嚴重影響了測井數(shù)據(jù)資料解釋的效果。當下，主要應用構(gòu)建參數(shù)模型的方式對地球物理測井技術獲得的資料進行處理和解釋。在具體應用過程中，要結(jié)合實際情況強化深度研究，進一步提升參數(shù)模型的適用性。

3 地球物理測井技術數(shù)據(jù)收集

3.1 數(shù)據(jù)采集

（1）三分量磁測井。在應用該種方式收集地球物理測井數(shù)據(jù)時，通常會綜合應用JGS智能工程測井系統(tǒng)，對于提升數(shù)據(jù)收集作業(yè)的智能化和信息化水平做出了巨大貢獻。在具體應用時，為了確保其運行正常，需要年年進行返廠檢測，確保所有的技術指標都能夠達到標準要求，然后重新進行循環(huán)應用。在實踐運用時，需要利用下降的方式對數(shù)據(jù)進行全面收集，并綜合利用計算機搭建智能監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對運行過程的全過程和全天候的監(jiān)控，確保能夠及時發(fā)現(xiàn)異常情況，并開展重復性的觀測，直到其恢復正常狀態(tài)[9]。

（2）水文綜合測井法。該技術方法主要是利用JGS智能多功能測井系統(tǒng)設備，可以綜合應用電阻率法和自然電位法進行測量。前者應用的是標準電極系，后者可以對滲透性巖層進行精準劃分。由此可見，利用標準電極系測量電阻率，可以利用水文綜合測井法對隔水層進行科學劃分。

3.2 數(shù)據(jù)處理與解釋

（1）三分量磁測方式指導找礦。利用這種方式能夠?qū)ΦV井底部的盲體礦進行精準探測。這是因為在常規(guī)的礦區(qū)礦床勘察作業(yè)中，所掌握的礦區(qū)相關數(shù)據(jù)較少，難以全面了解地下結(jié)構(gòu)的基本情況，導致在實際的勘察作業(yè)中很多結(jié)構(gòu)死角難以被勘察到，致使該部分的礦產(chǎn)資源不能進行全面開發(fā)，降低了礦產(chǎn)開發(fā)率，資源浪費現(xiàn)象嚴重。基于此，可以充分應用三分量磁測方式高效探測到盲體礦。

（2）水文電測井方法推斷含水部位。通常情況下，地下含水層在強風化巖層中，其點位的電阻率較低，因此可以結(jié)合電阻率值判斷其具體的含水量[10]。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟水平的逐漸提升，對礦山水文地質(zhì)勘查需求越來越大。綜合利用地球物理測井技術，不僅可以有效提升勘查工程的整體效率和質(zhì)量，而且還在很大程度上降低了勘查成本，具有較大的適用性，并在實際的礦山水文地質(zhì)勘查工程中得到了廣泛的應用。結(jié)合當前階段地球物理測井技術的應用缺陷，強化深度研究，進一步提升地球物理技術水平，促進其應用有效性，為礦山水文地質(zhì)勘查作業(yè)的開展提供強大的技術支持，最大程度上提升礦產(chǎn)資源開采效果。