论文部分内容阅读
[摘 要]地球物理测井，广泛应用于工程勘探的各个领域。通过测井地层得到钻孔信息丰富，岩石钻孔记录的物理性质，地球物理信息的采集，处理和解释，为地质信息，信息工程和地质灾害，生态环境等信息，在推断地质结构和地质环境，在解决水文地质问题中发挥作用。传统的测井技术已经无法满足其应用需求，相关技术人员需要科学应用地球物理测井技术，逐渐提升水文地质勘查工作的规范性与合理性，优化其发展体系，达到预期的工作目的。
[关键词]地球物理测井；水文地质勘查；应用措
中图分类号：S213 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）14-0262-01
前言
地球物理测井是一种主要的水文地质物探方法，其主要配合地质钻探，精确的探测钻孔内的水文地质情况，其具有高于其他底面物探方法的精度，能够对钻孔中的出水裂隙段位置和岩层分界面的位置进行精度的确定。本文将介绍地球物理测井在水文地质勘查中应用的现状。
1.水文地质勘探的概况
水文地质勘探是水文勘探技术工作者为了了解某区域的水文地质环境来开发利用相关资源而进行的科学探究工作。目前，我国拥有的淡水资源总量居世界第六位，人均淡水资源为世界人均量的四分之一，居世界第一百零九位，属全世界十三个严重缺水国家之一。尤其是我国西部大部分地区水资源本身就少且储藏较深不太容易勘探和开发，西南地区水文地质条件非常复杂也很难勘探开发。所以，我国今后还有大量的水文地质勘察工作需要进行。水文地质勘探工作过程中，对于水文环境的重视程度在不断增加，切实做好水文地质勘探过程中的环境保护工作，尤其是水文勘探发展到目前为止，特别是数字地球的建成，地理信息中的3S即就是GIS、GPS和RS技术逐渐应用于水文地质的空间数据处理工作之中，另外随着计算机的发展，专业性的软件广泛应用于水文地质的勘探，为水文地质工作的发展提供了技术支持，在一定程度上促进了水文地质工作的顺利有效的开展。
2.应用原理分析
在水文地质勘查中，地球物理测井技术是一项有效的水资源测量手段，地球物理测井技术在分析地层构造、地下水质量的评价、探测岩溶、分析地下水的分布以及寻找含水层等方面发挥着非常重要的作用，地球物理测井技术拥有严密的物理数学原理基础，同时还具备很多完整、健全的材料能够提供参考。
2.1 含水层与隔水层的划分
正确的划分出隔水层与含水层是水文地质勘察工作首先應该做的一步工作，并且应该对隔水层与含水层的厚度进行仔细的分析，同时还应该进一步的对二者之间的联系进行详细的研究。对隔水层和含水层进行划分的方式主要有中子测井和井液电阻率测井等。依靠这些方式主要是因为含水层的电阻率要比围岩的小一点，而且密度也较小，这样对其进行隔水层的划分比较简单。
2.2 地下水矿化度的测量
调查显示，地层水的矿化度越高，其底层的电阻率的值也就越低。以往所采用的利用石油测井数据计算地层水矿化度的方法是根据自然电位测井曲线的异常值来求解地层水的电阻率的，并且根据地层水的电阻率和矿化度反比的关系来得到地层水的矿化度数据。这样，就可以在水文地质中应用测井技术，降低了单纯利用水文取样，由于样点少，精度低的缺点。
2.3 判断裂隙和泥质含量
勘察人员在测井过程时，常会发现裂缝有特殊的情况出现，比如密度较低、电阻率相对比较小等情况。雷系在测井中通常表现为声波时差大，电阻率小，密度偏低。在测井时发现裂缝存在，可以通过自然伽马测井值对泥质含量进行准确的判断，当自然伽马测井值越大，表明裂缝中存在较多的泥质。
2.4 岩溶、裂隙水的测井反应
声波曲线能直接反应岩溶、裂隙的层位，当岩溶和裂隙含水时，自然伽玛曲线幅值偏低，来判断岩溶裂隙的富水情况。此外，在裂隙和岩溶的发育处，井径会出现扩大，通过分析井径曲线，来判断岩溶裂隙的发育程度。
2.5 地球物理测井中钻孔地层岩性的划分
岩石种类的不同，岩石的孔隙度、电阻率、波阻抗以及密度等参数都会存在着一定的差异，根据岩石与岩石之间存在的这种差异，便可以通过中子孔隙度测井、声波测井、密度测井以及电阻率测井的方法的综合利用进行钻孔的言行剖面划分。通过对地层岩性的划分，有利于确定钻孔的剖面，有利于钻孔工作的进一步进行。
3.其他测井资料的应用
3.1 水位计测井
水位计测井的主要原理是运用静水压力来对水位进行全面的计算，目前国内大多数水位自动化监测系统都是在用码盘来计算，它的优势在于维修方便、工作人员操作方便、设备的价格比较低、不易受到气候和水质的影响，并且没有掉电记忆。
3.2 井温测井
井温测井资料能够实时反映地温梯度的变化，总结钻孔中井液与地下水的综合影响。岩石的导热性小于水的导热性，因此地温梯度受到地下水温度的影响而变小，井温曲线会出现变陡的情况。所以可以通过分析井温曲线的变化来了解隔水层和含水层的位置，并总结多孔井温资料的平面变化规律，判断地下水的径流方向。
3.3 速度流量测井
能测量出钻孔中各个含水层（段）的厚度、流速和出水量，计算含水层（段）渗透系数，确定含水层间补排关系，检查钻孔止水效果和确定过滤器有效长度，缺点是不易定量解释，往往会漏掉弱含水层。
3.4 扩散法测井
扩散法是利用各种与地下水物理性质不同的特殊溶液，在地下水的作用下发生扩散现象，来观察相应物理量随时间的变化，从而了解地下水的运动情况。常用的扩散法有盐扩散法、温度扩散法、同位素扩散法。
当前的测井，已普遍使用了模糊识别、分形、模拟退火、神经网络等方式。目前针对水文地质勘察研究的人员，分析很多参数与解释模型，对多种模型进行性分析，通过这个内容，结合地质条件进行适当的修改，确保其符合当地的地质情况。
4.结论
水文地质勘察工作有较大的难度，而地球物理测井技术具有遥测和透视功能，且自动化程度高，效率高，成本低，在以后的水文地质勘察和地下水评价和监测中是一种非常理想的探测手段。相关人员需要科学应用地球物理测井技术，制定完善的管理方案，创新技术应用形式，保证可以提升水文地质勘察工作中地球物理测井技术的应用价值，满足现代化勘察工作要求，逐步提升其工作可靠性。
参考文献
[1] 王中伟，张天云，李小红，等.地球物理测井技术在铝土矿勘查中的应用[J].资源信息与工程，2016，31（2）：39-40.
[2] 汤鑫，赵燕珍.地球物理测井在多金属矿及油气矿藏等矿山岩体工程勘查中的应用[J].中国金属通报，2017（8）：118-118.
[关键词]地球物理测井；水文地质勘查；应用措
中图分类号：S213 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）14-0262-01
前言
地球物理测井是一种主要的水文地质物探方法，其主要配合地质钻探，精确的探测钻孔内的水文地质情况，其具有高于其他底面物探方法的精度，能够对钻孔中的出水裂隙段位置和岩层分界面的位置进行精度的确定。本文将介绍地球物理测井在水文地质勘查中应用的现状。
1.水文地质勘探的概况
水文地质勘探是水文勘探技术工作者为了了解某区域的水文地质环境来开发利用相关资源而进行的科学探究工作。目前，我国拥有的淡水资源总量居世界第六位，人均淡水资源为世界人均量的四分之一，居世界第一百零九位，属全世界十三个严重缺水国家之一。尤其是我国西部大部分地区水资源本身就少且储藏较深不太容易勘探和开发，西南地区水文地质条件非常复杂也很难勘探开发。所以，我国今后还有大量的水文地质勘察工作需要进行。水文地质勘探工作过程中，对于水文环境的重视程度在不断增加，切实做好水文地质勘探过程中的环境保护工作，尤其是水文勘探发展到目前为止，特别是数字地球的建成，地理信息中的3S即就是GIS、GPS和RS技术逐渐应用于水文地质的空间数据处理工作之中，另外随着计算机的发展，专业性的软件广泛应用于水文地质的勘探，为水文地质工作的发展提供了技术支持，在一定程度上促进了水文地质工作的顺利有效的开展。
2.应用原理分析
在水文地质勘查中，地球物理测井技术是一项有效的水资源测量手段，地球物理测井技术在分析地层构造、地下水质量的评价、探测岩溶、分析地下水的分布以及寻找含水层等方面发挥着非常重要的作用，地球物理测井技术拥有严密的物理数学原理基础，同时还具备很多完整、健全的材料能够提供参考。
2.1 含水层与隔水层的划分
正确的划分出隔水层与含水层是水文地质勘察工作首先應该做的一步工作，并且应该对隔水层与含水层的厚度进行仔细的分析，同时还应该进一步的对二者之间的联系进行详细的研究。对隔水层和含水层进行划分的方式主要有中子测井和井液电阻率测井等。依靠这些方式主要是因为含水层的电阻率要比围岩的小一点，而且密度也较小，这样对其进行隔水层的划分比较简单。
2.2 地下水矿化度的测量
调查显示，地层水的矿化度越高，其底层的电阻率的值也就越低。以往所采用的利用石油测井数据计算地层水矿化度的方法是根据自然电位测井曲线的异常值来求解地层水的电阻率的，并且根据地层水的电阻率和矿化度反比的关系来得到地层水的矿化度数据。这样，就可以在水文地质中应用测井技术，降低了单纯利用水文取样，由于样点少，精度低的缺点。
2.3 判断裂隙和泥质含量
勘察人员在测井过程时，常会发现裂缝有特殊的情况出现，比如密度较低、电阻率相对比较小等情况。雷系在测井中通常表现为声波时差大，电阻率小，密度偏低。在测井时发现裂缝存在，可以通过自然伽马测井值对泥质含量进行准确的判断，当自然伽马测井值越大，表明裂缝中存在较多的泥质。
2.4 岩溶、裂隙水的测井反应
声波曲线能直接反应岩溶、裂隙的层位，当岩溶和裂隙含水时，自然伽玛曲线幅值偏低，来判断岩溶裂隙的富水情况。此外，在裂隙和岩溶的发育处，井径会出现扩大，通过分析井径曲线，来判断岩溶裂隙的发育程度。
2.5 地球物理测井中钻孔地层岩性的划分
岩石种类的不同，岩石的孔隙度、电阻率、波阻抗以及密度等参数都会存在着一定的差异，根据岩石与岩石之间存在的这种差异，便可以通过中子孔隙度测井、声波测井、密度测井以及电阻率测井的方法的综合利用进行钻孔的言行剖面划分。通过对地层岩性的划分，有利于确定钻孔的剖面，有利于钻孔工作的进一步进行。
3.其他测井资料的应用
3.1 水位计测井
水位计测井的主要原理是运用静水压力来对水位进行全面的计算，目前国内大多数水位自动化监测系统都是在用码盘来计算，它的优势在于维修方便、工作人员操作方便、设备的价格比较低、不易受到气候和水质的影响，并且没有掉电记忆。
3.2 井温测井
井温测井资料能够实时反映地温梯度的变化，总结钻孔中井液与地下水的综合影响。岩石的导热性小于水的导热性，因此地温梯度受到地下水温度的影响而变小，井温曲线会出现变陡的情况。所以可以通过分析井温曲线的变化来了解隔水层和含水层的位置，并总结多孔井温资料的平面变化规律，判断地下水的径流方向。
3.3 速度流量测井
能测量出钻孔中各个含水层（段）的厚度、流速和出水量，计算含水层（段）渗透系数，确定含水层间补排关系，检查钻孔止水效果和确定过滤器有效长度，缺点是不易定量解释，往往会漏掉弱含水层。
3.4 扩散法测井
扩散法是利用各种与地下水物理性质不同的特殊溶液，在地下水的作用下发生扩散现象，来观察相应物理量随时间的变化，从而了解地下水的运动情况。常用的扩散法有盐扩散法、温度扩散法、同位素扩散法。
当前的测井，已普遍使用了模糊识别、分形、模拟退火、神经网络等方式。目前针对水文地质勘察研究的人员，分析很多参数与解释模型，对多种模型进行性分析，通过这个内容，结合地质条件进行适当的修改，确保其符合当地的地质情况。
4.结论
水文地质勘察工作有较大的难度，而地球物理测井技术具有遥测和透视功能，且自动化程度高，效率高，成本低，在以后的水文地质勘察和地下水评价和监测中是一种非常理想的探测手段。相关人员需要科学应用地球物理测井技术，制定完善的管理方案，创新技术应用形式，保证可以提升水文地质勘察工作中地球物理测井技术的应用价值，满足现代化勘察工作要求，逐步提升其工作可靠性。
参考文献
[1] 王中伟，张天云，李小红，等.地球物理测井技术在铝土矿勘查中的应用[J].资源信息与工程，2016，31（2）：39-40.
[2] 汤鑫，赵燕珍.地球物理测井在多金属矿及油气矿藏等矿山岩体工程勘查中的应用[J].中国金属通报，2017（8）：118-118.