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摘要：随着社会的发展与进步，我们越来越重视水文测井在水文地质勘探中的作用，水文测井对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍水文测井在水文地质勘探中的作用的有关内容。
关键词水文测井；地质勘探；定厚；含水层；
Abstract: With the social development and progress, more and more attention to the role of the hydrological logging in hydrogeological exploration, hydrology logging has important implications for real life. This paper describes the hydrological logging in hydrogeological exploration.
Keywords the hydrological logging; Geological Survey; will be thick; aquifer;
中图分类号：P641.72 文献标识码：A文章编号：
引言
水文测井主要是对含水层进行定位、定厚。方法以自然扩散法为主, 指示剂以食盐为主。采用电极系为专用的井液电阻率计, 其原理与视电阻率法电极相同, 只是结构不一样, 电极距很小, 外加金属壳屏蔽, 仅能反映井液的电阻率变化。
1、矿区水文地质条件
某矿区位于吕梁背斜东麓，太岳背斜之西，属祁吕贺山字型构造弧形褶皱带东翼，区内主要构造为南北倾向东的单斜构造。从区域储水构造来看，地下水是在吕梁背斜与霍州郭庄之间，整个矿区处于径流区。本区水源井施工的目的层为中奥陶系（O2）碳酸盐层，其上覆有石炭系、二叠系和第四系。在煤系地层发育着裂隙水，但由于受采煤的影响，煤系地层的水受到污染，水的硬度超过饮用水的要求。奥陶系界面埋深不均，在0~400m之间，最深900m。中奥陶系平均厚度为444m，据地层组合状况，分为三组四段，其中峰峰组两段基本不含水，上下马家沟组各三段，为本区主要含水组段。含水岩组之隔水层为泥灰岩、泥质灰岩及石膏带。水源井结构。在第四纪地层下460mm护孔套管，用来防止松散的填充土和第四纪松散层影响水源井施工。为了避免煤系地层的裂隙水及采空区水污染奥灰水，必须封闭上部水，在石炭二叠系地层下入325mm套管，下部下入水泥，用来封闭煤系地层的裂隙水及采空区水污染奥灰水进入目的层影响水质。在奥陶系上部的峰峰组有厚层石膏，下入井管封闭，在马家沟组下入273mm井管，在含水层下入花管，提高过水效果。
2、参数及方法
在水源井勘探初期，本区水文测井选用了煤田常规测井参数：视电阻率、自然电位、自然伽玛、后又增加了井径、井液电阻率。由于钻孔井径较大，经过试验，自然电位在曲线上反应不甚明显，在清水钻孔中，反映不十分明显，在经过曲线分析，其他的参数曲线完全可以满足解释的要求，故取消了此参数。
3、含水层的划分
1、确定含水层和富水带。所有的含水层都分布在岩溶、裂隙发育段，但几百米厚的碳酸盐岩层并不是都是含水的，岩溶、裂隙发育段只具备了富水的基本条件，往往只是其中一部分含有丰富的地下水。必须用扩散曲线来确定岩层的含水性。如在施工柳湾LSJ- 5号水源井时，岩溶发育，但出水量只有9.6m3/h.。而在施工LSJ- 4 号水源井时，岩溶不太发育，富水性却很强，出水量达59.4m3/h，所以，富水性不完全与岩溶发育程度成正比。
2、溶洞溶蚀裂隙的定性解释。（1）溶洞。溶洞在测井曲线上的反映是电阻率很低。在A0.1M电位曲线上，视电阻率值接近或等于冲洗液电阻率。自然伽玛强度和致密岩石接近，小于4r。散射伽玛曲线有明显高幅值，数值大小与源强、源距有关。（2）大溶蚀裂隙带。在本区，碳酸盐岩层中往往有几组裂隙交叉发育，由于长期溶蚀作用形成较大的岩溶通道网路，在这样的地段，岩石机械强度较低，在钻进中受到破坏，这些溶隙往往连成一片，形成大小不等的溶蚀裂隙带，它们没有溶洞那么大的空间，测得視电阻率值实际是岩石和水的平均值，这类大溶隙带一般视电阻率（A0.1M）值在清水钻进孔中小于200Ωm，它基本上在纯碳酸岩盐中，自然伽玛幅度小于4~5r，散射伽玛曲线上出现大的峰值，实际井径比名义井径扩大100~250mm。（3）小溶隙带。在致密碳酸盐岩层中发育的一组或几组小溶隙，一般在钻进中没有明显的反映，因为溶隙不大，反映在测井曲线上和上述两种情况不同，并且溶隙产状不同时，曲线的形状也不一样。在小电极距视电阻率曲线上，因探测范围内主要是致密碳酸盐岩石，绝对值比较大，当溶隙在岩层中部，溶隙处电阻率值只是在高阻背景值上有所降低，形成某一个高电阻峰值上的凹陷式锯齿状。如果它在岩层界面附近，仅仅使高阻峰值上升或下降斜率发生变化。自然伽玛强度和致密岩石一样，一般低于4伽玛。因井径仪机械结构限制，在溶隙位置测得井径曲线略有增大，成细齿状，一般扩大值小于100mm。散射伽玛曲线比井径曲线好，尤其在小口径孔中采用小源距测量时更是如此。致密灰岩中单独存在的宽为几毫米到十几毫米的小溶隙在1：200 测井曲线上难以查清，但这条裂隙如果是孔中主要出水处，就会引起扩散曲线的明显变化，曾遇到过一个钻孔在散射伽玛、视电阻率曲线都没有明显差异，但扩散曲线反映明显，经井下电视查证有一几厘米的出水孔洞。
4、碳酸盐岩层中溶洞溶隙带的定厚
在定性确定碳酸盐岩层中溶洞、溶隙带后，可利用视电阻率各种方法、散射伽玛、井径曲线确定顶底界面深度（定厚）。各种曲线分层特征点位置可以通过实验孔工作确定。为了获得划分溶洞、溶隙带精度，我们采用：（1）将测井成果与岩心鉴定资料对比。在定性方面：大部分和岩心鉴定能对比，少数孔全能对比。定厚方面，一般测井确定溶隙带比岩心鉴定溶隙总和要厚，其原因是岩心采取率不足和鉴定人员及测井解释人员的人为因素。（2）利用各种测井曲线定厚，相互比较求得分层误差。用1：200曲线定厚时的误差：大口径（大于325mm）钻孔中分层误差比小口径（小于127mm）钻孔大。当采用1：50曲线，可以提高分层精度。对混合碳酸盐岩层进行水文测井，可采用视电阻率、自然伽玛、散射伽玛、井径、扩散测井等方法，一般测井方法主要了解岩石的性质，即了解岩石是否具有储水条件。有了储水空间不一定有流动的地下水，因此必须进行专门水文测井，结合简易水文资料，才能划分出碳酸盐岩层中的含水层。
结束语
由此可知, 水文测井可以评价和检查钻探工程的质量。在水文地质勘探过程中, 只有各工种互相配合, 紧密协作, 才能提高效率, 发挥水文测井的更大作用。
参考文献
[1] 陈仲候等。工程与环境物探教程[M]。地质出版社，1993。
[2] 崔霖沛。地球物理方法在环境保护工作中的应用[J]。水文地质工程地质，1997。
[3] 邓一谦等。工程地球物理探测教程[M]。地质出版社，2003。
[4] 骆淼等。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，2004。
[5] 裴正林。试论地球物理与现代水文、工程、环境地质[J]。水文地质工程地质，1999。
[6] 唐慧杰等。物探找水方法综述[J]。黑龙江水利科技，2004。
[7] 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，2000。
[8] 王星明。综合物探技术在勘查矿区水文地质中的应用[J]。矿业安全与环保，2007。
[9] 中国地质调查局地质调查技术标准[S]。中国地质调查局，2005。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词水文测井；地质勘探；定厚；含水层；
Abstract: With the social development and progress, more and more attention to the role of the hydrological logging in hydrogeological exploration, hydrology logging has important implications for real life. This paper describes the hydrological logging in hydrogeological exploration.
Keywords the hydrological logging; Geological Survey; will be thick; aquifer;
中图分类号：P641.72 文献标识码：A文章编号：
引言
水文测井主要是对含水层进行定位、定厚。方法以自然扩散法为主, 指示剂以食盐为主。采用电极系为专用的井液电阻率计, 其原理与视电阻率法电极相同, 只是结构不一样, 电极距很小, 外加金属壳屏蔽, 仅能反映井液的电阻率变化。
1、矿区水文地质条件
某矿区位于吕梁背斜东麓，太岳背斜之西，属祁吕贺山字型构造弧形褶皱带东翼，区内主要构造为南北倾向东的单斜构造。从区域储水构造来看，地下水是在吕梁背斜与霍州郭庄之间，整个矿区处于径流区。本区水源井施工的目的层为中奥陶系（O2）碳酸盐层，其上覆有石炭系、二叠系和第四系。在煤系地层发育着裂隙水，但由于受采煤的影响，煤系地层的水受到污染，水的硬度超过饮用水的要求。奥陶系界面埋深不均，在0~400m之间，最深900m。中奥陶系平均厚度为444m，据地层组合状况，分为三组四段，其中峰峰组两段基本不含水，上下马家沟组各三段，为本区主要含水组段。含水岩组之隔水层为泥灰岩、泥质灰岩及石膏带。水源井结构。在第四纪地层下460mm护孔套管，用来防止松散的填充土和第四纪松散层影响水源井施工。为了避免煤系地层的裂隙水及采空区水污染奥灰水，必须封闭上部水，在石炭二叠系地层下入325mm套管，下部下入水泥，用来封闭煤系地层的裂隙水及采空区水污染奥灰水进入目的层影响水质。在奥陶系上部的峰峰组有厚层石膏，下入井管封闭，在马家沟组下入273mm井管，在含水层下入花管，提高过水效果。
2、参数及方法
在水源井勘探初期，本区水文测井选用了煤田常规测井参数：视电阻率、自然电位、自然伽玛、后又增加了井径、井液电阻率。由于钻孔井径较大，经过试验，自然电位在曲线上反应不甚明显，在清水钻孔中，反映不十分明显，在经过曲线分析，其他的参数曲线完全可以满足解释的要求，故取消了此参数。
3、含水层的划分
1、确定含水层和富水带。所有的含水层都分布在岩溶、裂隙发育段，但几百米厚的碳酸盐岩层并不是都是含水的，岩溶、裂隙发育段只具备了富水的基本条件，往往只是其中一部分含有丰富的地下水。必须用扩散曲线来确定岩层的含水性。如在施工柳湾LSJ- 5号水源井时，岩溶发育，但出水量只有9.6m3/h.。而在施工LSJ- 4 号水源井时，岩溶不太发育，富水性却很强，出水量达59.4m3/h，所以，富水性不完全与岩溶发育程度成正比。
2、溶洞溶蚀裂隙的定性解释。（1）溶洞。溶洞在测井曲线上的反映是电阻率很低。在A0.1M电位曲线上，视电阻率值接近或等于冲洗液电阻率。自然伽玛强度和致密岩石接近，小于4r。散射伽玛曲线有明显高幅值，数值大小与源强、源距有关。（2）大溶蚀裂隙带。在本区，碳酸盐岩层中往往有几组裂隙交叉发育，由于长期溶蚀作用形成较大的岩溶通道网路，在这样的地段，岩石机械强度较低，在钻进中受到破坏，这些溶隙往往连成一片，形成大小不等的溶蚀裂隙带，它们没有溶洞那么大的空间，测得視电阻率值实际是岩石和水的平均值，这类大溶隙带一般视电阻率（A0.1M）值在清水钻进孔中小于200Ωm，它基本上在纯碳酸岩盐中，自然伽玛幅度小于4~5r，散射伽玛曲线上出现大的峰值，实际井径比名义井径扩大100~250mm。（3）小溶隙带。在致密碳酸盐岩层中发育的一组或几组小溶隙，一般在钻进中没有明显的反映，因为溶隙不大，反映在测井曲线上和上述两种情况不同，并且溶隙产状不同时，曲线的形状也不一样。在小电极距视电阻率曲线上，因探测范围内主要是致密碳酸盐岩石，绝对值比较大，当溶隙在岩层中部，溶隙处电阻率值只是在高阻背景值上有所降低，形成某一个高电阻峰值上的凹陷式锯齿状。如果它在岩层界面附近，仅仅使高阻峰值上升或下降斜率发生变化。自然伽玛强度和致密岩石一样，一般低于4伽玛。因井径仪机械结构限制，在溶隙位置测得井径曲线略有增大，成细齿状，一般扩大值小于100mm。散射伽玛曲线比井径曲线好，尤其在小口径孔中采用小源距测量时更是如此。致密灰岩中单独存在的宽为几毫米到十几毫米的小溶隙在1：200 测井曲线上难以查清，但这条裂隙如果是孔中主要出水处，就会引起扩散曲线的明显变化，曾遇到过一个钻孔在散射伽玛、视电阻率曲线都没有明显差异，但扩散曲线反映明显，经井下电视查证有一几厘米的出水孔洞。
4、碳酸盐岩层中溶洞溶隙带的定厚
在定性确定碳酸盐岩层中溶洞、溶隙带后，可利用视电阻率各种方法、散射伽玛、井径曲线确定顶底界面深度（定厚）。各种曲线分层特征点位置可以通过实验孔工作确定。为了获得划分溶洞、溶隙带精度，我们采用：（1）将测井成果与岩心鉴定资料对比。在定性方面：大部分和岩心鉴定能对比，少数孔全能对比。定厚方面，一般测井确定溶隙带比岩心鉴定溶隙总和要厚，其原因是岩心采取率不足和鉴定人员及测井解释人员的人为因素。（2）利用各种测井曲线定厚，相互比较求得分层误差。用1：200曲线定厚时的误差：大口径（大于325mm）钻孔中分层误差比小口径（小于127mm）钻孔大。当采用1：50曲线，可以提高分层精度。对混合碳酸盐岩层进行水文测井，可采用视电阻率、自然伽玛、散射伽玛、井径、扩散测井等方法，一般测井方法主要了解岩石的性质，即了解岩石是否具有储水条件。有了储水空间不一定有流动的地下水，因此必须进行专门水文测井，结合简易水文资料，才能划分出碳酸盐岩层中的含水层。
结束语
由此可知, 水文测井可以评价和检查钻探工程的质量。在水文地质勘探过程中, 只有各工种互相配合, 紧密协作, 才能提高效率, 发挥水文测井的更大作用。
参考文献
[1] 陈仲候等。工程与环境物探教程[M]。地质出版社，1993。
[2] 崔霖沛。地球物理方法在环境保护工作中的应用[J]。水文地质工程地质，1997。
[3] 邓一谦等。工程地球物理探测教程[M]。地质出版社，2003。
[4] 骆淼等。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，2004。
[5] 裴正林。试论地球物理与现代水文、工程、环境地质[J]。水文地质工程地质，1999。
[6] 唐慧杰等。物探找水方法综述[J]。黑龙江水利科技，2004。
[7] 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，2000。
[8] 王星明。综合物探技术在勘查矿区水文地质中的应用[J]。矿业安全与环保，2007。
[9] 中国地质调查局地质调查技术标准[S]。中国地质调查局，2005。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。