测井在水文地质勘探中的应用分析

摘 要：水文地质勘探是水文地质工作者为了查明某区域的水文地质环境来开发利用相关资源而进行的一项科学探究工作。测井技术在水文地质勘探工作中的应用，为其提供了一种有效的勘探手段。它在确定含水层在地层中空间分布，探测岩溶裂隙水，分析地层构造水等水文地质勘探工作中发挥着极其重要的作用，大大地促进了水文地质勘探工作的顺利进行。基于此，文中笔者结合多年的工作实践，对测井在水文地质勘探中的应用进行分析，旨在为相关工作提供借鉴与参考。

关键词：测井；水文地质；应用分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.085

随着经济的不断发展，水文地质勘探工作也有了很大的提高，尤其是水文地质测绘、地球物理勘探、水文地质钻探试验以及地下水动态观测和试验分析的应用，在很大程度上促进了水文地质勘探工作的发展。水文地质勘探主要是针对水资源进行的一种勘探活动，它是对某一区域的地质构造、地下水的发育以及地表水的补给等水文特征所作出的科学判断的过程。只有很好的掌握了地球物理勘探等技术，才能使得水文地质勘探工作达到预期的目标，更好地促进勘探工作的进行。水文测井是研究地下水特点的重要物探方法，水文测井可以帮助地质勘探人员掌握区域内含水层、隔水层的深度、厚度情况，初步判断水量的大小，分析地下水的流径、方向和地层水的矿化度等，从而为地下水资源的保护开发和水患防治提供科学依据。随着社会的发展，水文地质勘探的作用越发突出，社会对于水文地质勘探的技术要求也越来越高，因此，我们在加强水文地质勘探中测井技术应用的同时，不断提高水文地质勘探水平，为社会建设做出应有的贡献。

1 测井概述

1.1 测井技术的发展

自1927年发明测井以来，测井技术的发展经历了四个阶段：

（1）模拟记录阶段。模拟记录的特点：采集的数据量小，传输速率低。使用的主要测井方法：声速（纵波）测井、感应测井、普通电阻率测井、配备井径、自然电位、自然伽马测井。

（2）数字测井阶段。与之相应的测井方法有双感应-八侧向、双侧向-微球形聚集测井、三孔隙度测井（声速测井、中子孔隙度测井、补偿密度测井）再加上井径测量、自然伽马测井、自然电位测井，称之为常规“九条曲线”测井。

（3）数控测井阶段。除一般的常规测井外，已增加了自然伽马能谱测井、岩性密度测井、碳氧比能谱测井、长源距声波测井、电磁波传播测井、地层倾角测井，这些新的测井方法，可提取更多的有用信息，扩大了测井的应用领域，提高了用测井资料评价油（气）层及解决地质问题的能力。

（4）成像测井阶段。随着勘探和开发更复杂、更隐蔽的油气藏发展，对测井也提出了更多的要求，成像测井系统正是在这样的背景下发展起来的。

1.2 测井的概念

采用专门的仪器设备，沿井身（钻井剖面）测量地球物理参数的方法，称地球物理测井（简称测井）。地球物理特性如岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性及中子特性等。

1.3 测井的优点

测井是研究岩层地质特性的间接方法，它与其它录井方法相比，具有许多重要优点，主要是效率高、成本低、效果好。只需要很短的时间就能采集到大量的测井信息，而且这些资料是在岩层的自然条件下测量的，这就更接近于岩层的真实情况。

1.4 测井方法

地球物理测井是地球物理勘探中最为直观最为成熟的方法，通过测取各种不同的物理参数，能精准地划分岩性分层界面，在水文测井中准确判断其含水层的空间位置和相互补给关系。在常规含水层参数测量中，特别是若出现无芯钻探时，就需要采用地球物理测井技术来判别地层的岩性和地层的富水情况。与传统技术相比，地球物理测井技术在数据准确度、检测效果上具有很大的优势，已在更多更广的范围内得到了应用和推广。

1.5 测井方法应用形式与具体内容

（1）普通电阻率测井：主要用于确定地层的基本信息，岩性的划分包括厚度、深度等，也能统计该区岩石电阻率参数、含水层与隔水层等地层的信息，为后期水文地质勘查提供可靠资料。（2）井液电阻率测井：主要应用扩散法实施测量，能确定出含水地层的厚度与深度，判断其富水性。（3）自然电位测井：确定测区的咸淡水界面与地下水矿化度，判断含水层中的含泥量。（4）声波测井：确定岩石孔隙度，也能成为地层对比、岩性划分的可靠参数。除上述几种方法外，还有自然伽玛测井、中子测井、放射性同位素测井等技术，均能满足任务的需求。在应用过程中要重视具体技术应用的适用性原则，根据不同的技术要求与应用范围来选择合适的方法，为获得更好的水文地质勘查效果奠定基础。

1.6 测井准备

在水文钻孔实施地球物理测井前，首先要掌握该区域水文地质基本情况先行的原则，并与水文地质需求有效联系在一起，根据任务设计目的展开物探测井工作，掌握该地区现有水文地质条件有针对性地选择测井方法，做到有的放矢。例如在矿区进行水文地质勘查时，物探工作人员必须要先了解该地区基本地质情况、地层的物性特征等，并建立目标地区含水层模型。只有这样，才能达到我们所需的预期目的。

2 测井在水文地质勘查中的具体应用

从当前水文地质勘查情况来看，测井技术的应用效果已经得到社会的普遍肯定，能有效分析目标地区的地下水富存、地层构造等。从应用过程来看，其基本效果可主要划分为以下几点：

2.1 测井在水文地质勘查中基本效果

2.1.1 确定含水层

在水文地质测井中，确定含水层与隔水层的空间位置（深度和厚度）是整个工作的重点。通过选择正确测井方法来划分含水层与隔水层，并分析两者之间的关系，为后期水文地质勘查奠定基础。在确定含水层深度与厚度的测井方法中，主要通過井液电阻率测井（扩散法）和声波测井方法来实现。在应用过程中要注意两种方法适用性要求。若是只需要定性确定含水层、隔水层，建议采用声波测井法，该方法能有效判断目标地区中地层基本组成，并显示含水层、隔水层的大体情况；若需要获取隔水层、含水层的详细资料，则建议使用井液电阻率测井方法，该技术方法能获取精准的含水层信息，但所需要的工作量偏大，时间较长，因此建议要坚持技术的适用性原则。

2.1.2 确定地层水的矿化度

地层水的矿化度是评价地下水的重要参数，当前在地层水矿化度测量中，主要采用自然电位测井法进行测量。在应用自然电位测井方法时，通过自然电位测井曲线异常幅度值求取地层水电阻率，然后根据电阻率与矿化度反比关系确定地层水的矿化度。

2.1.3 勘查岩溶裂隙水

在确定裂隙层位过程中，主要根据声波曲线来反应裂隙变化情况，同时可以采用自然伽?测井方法来辅助定性。若在测量过程中发现声波曲线和自然伽?曲线幅值同时出现低异常，则说明该段地的裂隙中被水充填，所存的水量越大，曲线异常变化现象越明显。

2.1.4 其他测井资料应用

由于岩石导热性始终小于水的导热性，因此在水文地质勘查中会发现温度梯度对地下水温度的影响，井温曲线会发生明显变化。针对这一现象，可利用井温测井法，通过观察曲线温度变化来确定该区域地下水在不同深度变化情况，并结合全区井温资料确定其平面变化规律。

2.2 资料解释

目前水文钻孔测井所取得的资料，解释的内容大都被局限在定性解释中，但井液电阻率测井（扩散曲线）对钻孔中的含水层底板深度和厚度提供了科学依据，能精确地反映出地层富水情况和补给关系。井温测井资料也真实地反映了孔内温度的变化规律。随着测井技术不断发展，新技术的出现会逐步满足水文地质勘查的需求。

在当前水文测井资料解释中，常见的方法为设置参数模型：通过确立导水系数解释模型、渗透系数解释模型等来解释所获取的参数。但值得注意的是，上述模型主要来源于石油测井理论，虽然能有效满足水文资料解释的需要，但依然要重视模型的适用性要求。

2.3 测井的优点

测井是根据岩层的地球物理特性差异来研究岩层的间接方法，具有许多重要优点，主要是效率高、成本低、效果好。只需要很短的时间就能采集到大量的测井信息，而且这些资料是在岩层的自然条件下测量的，这就更接近于岩层的真实情况。

3 结语

主要讨论了测井技术在水文地质勘探中的应用情况。从应用情况来看，当前的测井技术已经可以划分为多种技术形式，能满足不同地质环境下的水文地质勘查需要，但在应用过程中要重视相关技术的适用性要求，根据具体的水文地质任务选择合理的测井方法，才能获得更好的水文地质勘查结果。总体而言，在水文地质勘查中应用测井技术，合理选择测井方法，就能有效地达到预期的效果。

参考文献：

[1]駱淼.地球物理测井在水文地质勘察中的应用综述[J].工程地球物理学报，2014（12）.

[2]王士鹏.高密度电法在水文地质和工程地质中的应用[J].水文地质工程地质，2015（23）.

[3]董国明.地球物理方法在矿山水文地质调查中的应用研究[D].吉林大学，2016（15）.

[4]薜松仁.煤炭地质勘探中的地球物理测井方法[J].科学之友，2015（09）.

[5]冀卫平，宋雪，闫丹丹，王铮，袁慧敏，赵宁.分析地球物理测井在水文地质勘察中的应用[J].地下水，2015（06）.

作者简介：胡朝杰（1966-），男，贵州天柱人，大专，物探工程师，研究方向：地球物理测井。