利用电测井方法确定含水层及相互间补给关系

高玉峰

摘要：利用井液与地层水之间存在的电阻率差，采用人工盐化井液，测量其井液电阻率值变化，以了解地下水的运动情况，进而划分含水层位置及水力联系。实际操作中以盐化后井液电阻率为清孔后地层水电阻率的1/10为测量起点，并以一定的时间间隔测绘电阻率曲线，根据电阻率曲线的变化形态，对一个含水层与两个含水层的位置进行解释，并推断其含水层位的渗透性及补给关系。

关键词：井液电阻率、盐化、含水层、电阻率、电测井

Abstract: using well liquid and formation water resistivity of difference between the artificial salinization well liquid, measuring the well liquid resistivity value change, in order to understand the movement of groundwater, and divided aquifer position and hydraulics relations. In practical operation for well liquid in after the resistivity for hole cleaning after 1/10 of formation water resistivity for measuring the starting point, and at a certain time interval surveying and mapping resistivity curve, according to the change of the resistivity curve form, and with a aquifer and two aquifer location explain, and concluded that the aquifer and supplies the permeability of a relationship.

Keywords: well liquid resistivity, salinization, aquifer, the resistivity, electric logging

中图分类号：P631.3+22文献标识码：A 文章编号：

水文地质构造中，为了解决含水层之间的补给关系，通常要进行分层止水的办法，因此需要准确划分含水层的位置及水力联系，这是水文地质难以解决的问题。而电测井方法，可较 简便地解决含水层层位及含水性，对研究区域的水文地质条件和应用有一定的意义。

1 基本原理

在解决含水层层位及含水性等水文地质问题时，一般使用电测井方法中的井液电阻率测井方法，原理是利用与地下水物理性质不同的特殊溶液在地下水中的扩散现象，即观察其特殊溶液的物理量随时间的变化情况，判断地下水的运动情况，进而划分含水位位置及其水力联系。

实现方法大多采用人工盐化井液，在井内造成一个盐化柱，因井液与地层水之间有明显的电阻率差，在地层水的自然渗透作用下，盐化后的井液或盐化柱将随时间发生淡化和移动，变化速度主要取决于地下水的渗透速度，记录井液在不同深度和时间的电阻率变化情况，即可了解地下水运动规律。

2 测量方法

（1）为便于综合解释和初步了解含水层位置的大致情况，首先应测量一条视电阻率曲线；在测量前要进行冲孔，以保证全孔井液性能均匀。

（2）选择合适的测量技术条件，记录一条未盐化的井液电阻率曲线ρ0，使其有足够的幅度。

（3）盐化井液。将仪器下方挂一适当的布满小孔的盐化钢管，其内装入适量的大盐粒，然后将电缆快速放入井下，反复上下移动，使井液盐化均匀。盐化过程中随时观察井液电阻率变化情况，如井液电阻率已降至ρ0/10,便把仪器提起，去掉盐化管，井液盐化完成。

（4）当井液盐化完成后，随即测量ρ1曲线，技术条件应与测量ρ0一致。之后每隔一定时间分别测量井液电阻率ρ2、ρ3…ρn,其间隔时间视具体情况而定。一般地，若地下水渗透速度大，则时间间隔要短，以测得的曲线相互间有明显的电阻率差异为宜。如此测量，至测得的曲线异常幅度接近于测量前的井液电阻率ρ0为止。在测量过程中，仪器在孔内要匀速移动，要准确记录测量的起止时间。

3 资料整理与解释

（1）单一含水层

依据井液电阻率的变化情况，可以很准确的寻找到单一的含水层。如果孔内有含水层存在，由于井液电阻率与含水层中的地下水电阻率有显著差异，当含水层中的淡水流入钻孔时，被盐化的井液逐渐被淡化，对应于含水层的井液电阻率逐渐升高，随着不同时间内测量的电阻率曲线，在含水层处出现明显的界面，如图1所示。

该孔为单一含水层，孔内经充分盐化后，随时间的变化，井液逐步淡化，在含水层上下出现了明显界面。进一步研究曲线变化还可以发现，含水层上部明显比下部淡化速度快，说明含水层上不渗透性比下部强。

（2）. 多个含水层

如果多个含水层之间没有纵向补给关系，划分各含水层如同划分单一含水层原理一样。多数情况下，钻孔中各含水层的水位不同时，在水位差的作用下，高水位含水层的水会通过钻孔流入低水位的含水层。在盐化井液后，首先测量的ρ1曲线表明，下含水层始终无法盐化，，说明该含水层地下水流动速度很快。进一步观察ρ2、ρ3…ρ9曲线移动方向可以看出，盐化的井液与下层含水层地下水间的界面随时间的增长逐步向上移动，当移动到上含水层顶板后，便不再上移。这说明下含水层涌出被上含水层吸收，从而把两含水层之间的补给关系搞清了。

根据盐化的井液与含水层地下水间的界面随时间增长逐步移动的速度，可以求出含水层的渗透速度u。

渗透速度u可用下面公式求出：

1-81RC1-C0

u=------ ×lg————

TI-T2C2-C1

式中

R————钻孔半径；

C0————孔内地下水的井液电阻率；

C1-C2——井液在T1 和T2时刻的电阻率。

在水温地质勘查项目中，根据3—4个孔的抽水资料和井液电阻率测量资料可以绘制出单位涌水量与渗透速度的关系曲线，利用此关系曲线，根据井液电阻率测量求出的渗透速度，即可求出其他各个孔的单位涌水量。

在大淑村，梧桐庄建矿初期，利用此方法确定含水层及相互间的补给关系。

实践证明，本文所提出的方法，具有设备简单，时间短，成本低等优点，比较容易的划分含水层及相互间补给关系，获得勘查区的水文地质特征。

参考文献：.中国矿业大学：煤田地球物理测井；西安矿业大学：煤田测井综合解释

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。