水文测井在水文地质勘探中的作用思考

刘武

摘要：水文测井在水文地质勘探中具有出色的作用，基于此，本文阐述了水文测井在水文地质勘探中的作用，包括水文测井的参数设计和方法、含水层的划分、确定溶洞溶隙带；同时还以实际的案例，进一步介绍了水文测井勘探的步骤及解决损伤严重井壁的方法。通过论述以上内容，来为是水文地质勘探人员提供一些参考，提升水文地质勘探的质量。

关键词：水文测井；水文地质勘探；水位遥测接口

引言

水文测井是通过多种测井仪器，来检测地下水等资源的一种物探方法。作为水文地质勘探的重要的手段，具有很好的应用价值。随着社会的发展进步，水文地质勘探的作用越来重要，而水文地质勘探的需求也越来越高，因此，需要进一步应用水文测井的技术应用，来不断提高水文地质勘探的水平。

1.水文测井的作用

水文测井是通过钻孔的方式研究地下水特点的各种物探方法，在水文地质勘探过程中，主要起到以下几方面作用：（1）测定水层。水文測井能够划分含水层及地下隔水层，并进行描绘，确定水层的深度及厚度等信息；（2）测定孔隙度。可以确定含水层孔隙度及水量的渗透度，估计水层的涌水量；（3）测定地下水的矿化度。通过分析含水层及隔水层，能够判断地下水位的矿化度；确定地下水的流动方向及速度，可以使用电阻率法测井、自然电位测井、放射性测井等方法来测定水位的各段流速。

比如可以使用自然电位测井方法来检测地表水位的矿化度，使用电阻法划分地下水的含水层及隔水层；使用同位素法检测地下水的流速和流向；通过扩散法测定电阻变化，来判断涌水量。因此，水文测井对于寻找地下水和解决矿区水文地质问题都有非常重要的作用。

2.水文测井在水文地质勘探中的应用

2.1水文测井的参数设计和方法

水文测井之前，需要按照测井的目的，确定测井的参数，比如电位、电阻率、声波的发射速度等。具体的参数选择需根据勘探区域实际情况来进行，选择的参数通过曲线反射即可，在确定测井的参数后，然后开始测量，比如利用自然电位方法测量水矿化度；使用电阻法测量隔水层和含水层等。一般来说，常见的水文测井方法主要有电阻法、充电法等，根据测量任务的不同，需进行合理的选择，确保测井的准确性。

2.2含水层的划分

主要是为了划分富水层及含水层，在地质构造中，存在一些裂缝及熔岩发育地段，拥有非常丰富的水量。但由于地质的特殊性，并不是所有此类的地质结构都富含水分，因此，为进一步掌握富水带的实际情况，需要使用扩散犯法来观察研究扩散曲线，来进行岩层的富水层和含水层划分。

2.3确定溶洞溶隙带

溶洞溶隙带进行测试是为了进一步检测井径顶部的深度，通过对岩石的性质进行研究，来确定岩层内部是否具有储水的能力。从测井的曲线来反映溶洞的电阻率情况，如果伽马强度和岩石相接近，能够判断出伽马曲线的峰值。由于溶洞的溶隙带长期受到溶蚀作用，会导致该段岩石的机械强度降低。

随着科学技术的发展，传统的水文测井方法和设备也得到了发展，现如今，有很多水位计等设备纷纷出现，提升了水文测井质量。比如有一种一种压力式遥测水位计来进行测试，这种水位计可直接和遥测数传仪、卫星通讯数据终端、水位固态存贮器和计算机相接，完成无测井数据采集任务。配置MODEM后可实现无测井水位电话远传。还可以配以“记时数字记录仪”或“水位遥测终端”作水位长期记录或水位遥测之用。投入式液位计适用于水利水电监测、化工、水文监测与控制等行业的各种介质液位测量需求。同时，具有精巧的结构，使用寿命长，从水、油到粘度较大的糊状都可以进行高精度测量，不受被测介质起泡、沉积、电气特性的影响。简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地使用提供了方便。具有4mA-20mA、0-5V等标准信号输出方式可供选择。可用于主要用于水利工程、水文站作水位远传及显示、水位遥测接口、水位长期记录及固态存贮中。

3.应用案例

3.1工程概况

某矿区位于山脉背斜处，构造方向为西北倾斜，从区域储水条件来看，地下水位于西北倾斜方向，整个矿区位于净流区。该矿区的施工层为奥陶系碳酸盐层，上面覆盖石炭系、二叠系岩石，在煤矿区域中发育着裂隙水位，受到煤矿开采的影响，煤矿区地下水受到污染，水的硬度超过了饮用水的要求。为进一步检测出地下水的污染情况，按照相关的技术标准，进行水文测井，来检测水文地质，通过分层抽水试验来建立水文观测系统。

3.2地质条件测试

该矿区的开采界面为奥陶系，在0～440m间，最深处可以达到900m。奥陶平均厚度为450m，按照底层组合，可以将奥陶系界面分成四层，第一层和第二层之间不含水，其余两层含有水，隔水层为石膏带和泥质灰岩石结构，为避免煤系底层的裂缝系水位污染到地下水，需要封闭上部水位，地下层人一根长320mm的套管，下部注入水泥。在奥陶系上部的岩层有厚厚的和石膏层，同样下人井管封闭，在马家沟下人273mm井管，来提高过水效果。

3.3参数测试

水文测井的初期，采用了煤田井常规参数：电阻率、自然电位、井径等。钻孔的井孔比较大，通过实验，自然电位在曲线上反映的并不明显，在清理水孔时候，得到的效果并不明显。通过曲线分析，能够确定参数满足需求。

3.4含水层的划分

（1）含水层和富水层。岩溶发育段具有富含水的特性，但只有一部分有丰富的地下水，需要使用还扩散曲线来评估岩层含水量，比如工程的3号井岩溶发育，出水量只有9.2m3/h，而工程4号井为不岩溶发育，出水量达到60.3m3/h，由此可以看出，岩层的出水量和岩溶发育情况并不一定有关系。

（2）溶洞溶蚀裂缝定性。第一，溶洞。在测试曲线中，溶洞显示出的电阻值较低，在0.1A的电位曲线中，电阻值更加接近冲洗电阻率，同致密岩石相近，小于4r，而散伽马曲线的幅度会明显提高，同源强有一定的关系；第二，溶蚀裂隙带。在该矿区，盐酸岩层中往往会存在比较大的岩溶通道，在这样的地段中，岩层机械力较低，会在钻进过程中受到破坏，这些裂隙往往会成为一个整体，形成多个大小不一的裂隙带。如果溶洞的空间比价小，电阻值是岩石和水的平均值，这一带的溶隙带有视电阻值，在钻进孔中小于200；第三，小溶隙带。在致密溶隙带酸盐层中发育的几组小溶隙带，在钻井中并没有突出显示，由于溶隙度小，反映在测试曲线上的曲线也不同。在曲线上，探测的主要是致密性酸盐，绝对值较大，当溶隙出现在岩层的中部，电阻率会在高阻背景下，有所降低，形成高阻值的凹陷锯齿状。如果这种锯齿状出现在岩层面，高峰阻值就会产生上升或者下降的问题。自然伽马强度同岩层界面一样，低于4伽马。一般来说，扩大值能够达到100mm。

（3）致密岩石中存在着宽为几毫米的小溶隙，在1：200的曲线上无法及时发现，但如果这样的溶隙出现出水现象，会导致扩散曲线的变化，如果电阻曲线没有发生明显变化，通过查看井下电视，可以发现有几厘米的出水口。

3.5碳酸盐岩层中的溶隙带厚度测定

通过视电阻等方法，测定顶底面的界面厚度，各种曲线的分层特点通过实验孔来确定，为进一步获得划分溶洞及溶隙带的精度，然后利用多种测井曲线定厚度，通过相互比较来求分层误差，使用1：200的曲线定误差，大口径325mm的误差要大于小孔径127mm；当采用1：50的曲线，能够准确提高分层的精度。一般的测井方法是了解岩石的性质，判断岩石是否具有存储水分的特点，当存储空间拥有流动的地下水层的时候，需要借助专门的水文测井，通过分析，来精准的划分出含水层。

结论

综上所述，水文测井可以评定钻探工程的质量。在此基础上，从测井的曲线来反映溶洞的电阻率情况，如果伽马强度和岩石相接近，能够判断出伽马曲线的峰值；同时，常见的水文测井方法主要有电阻法、充电法等，根据测量任务的不同，需进行合理的选择，确保测井的准确性。因此，在水文地质勘探中，应用水文测井，能够提高勘测精度。