淺談自然伽瑪測井在工程勘察中的意義

孫雅飛

【摘 要】在實施的案例中，工程勘察中的地球物理測井是其中一現比較重要的手段，自然伽瑪測井是沿井身測量巖層的天然伽瑪射線強度的方法，利用自然規律和原理，根據自然伽瑪測井結果就有可能劃分出鉆孔的地質剖面、確定砂泥巖剖面中砂巖泥質含量和定性地判斷巖層的滲透性，對比自然伽瑪曲線和巖芯柱狀圖，結合區域地質資料，對鉆孔巖溶發育和破碎區域進行了劃分，提高了勘察的準確性。

【關鍵詞】自然伽馬；勘察；應用；案例

0 前言

時至今日，土建、水利、橋隧、道路、港口、海洋等有關工程中，以巖土體的利用、改造與整治問題為研究對象的科學領域的日益專注和完善，為國民經濟建設提供了良好的基礎條件，工程勘察中的地球物理測井是其中一現比較重要的手段。

地球物理測井是用地球物理探測手段，了解被測井眼不同井段的導電、傳熱、聲學、 放射性等物理性質，用以確定巖層的巖性、物性、含油氣性、含鹽鹵礦化度與地球物理 特性的關系，進而研究地質、礦產狀況和鉆井技術。自然伽瑪測井是沿井身測量巖層的天然伽瑪射線強度的方法。巖石一般都含有不同數量的放射性元素，并且不斷地放出射線。例如，在火成巖中，愈近酸性，放射性強度愈大；在沉積巖中含泥質愈多，其放射性愈強。利用這些規律，根據自然伽瑪測井結果就有可能劃分出鉆孔的地質剖面、確定砂泥巖剖面中砂巖泥質含量和定性地判斷巖層的滲透性。

對比自然伽瑪曲線和巖芯柱狀圖，結合區域地質資料，對鉆孔巖溶發育和破碎區域進行了劃分，提高了勘察的準確性。

1 案例工程區域地質及地球物理特征

1.1 場地地層概況

案例工程場區勘探深度內，自上至下依次為第四系粘性土，碎石土、奧陶系灰巖。

根據鉆探揭露第四系地層可分為全新統填土、黃土；上更新統地層基本為坡洪積粘性土及充填粘性土的碎石層；晚更新統主要為次生紅粘土及充填粘性土的碎石層組成。場地下伏基巖為灰巖。

該套全新統地層具高孔隙比，低承載力特征，屬不良地質層，根據建筑物特征，該層多挖除對工程無實際意義。

上更新統及晚更新統粘性土具硬塑狀特征，可分為粉質粘土、粘土、碎石。粘性土一般含灰巖碎石，該層直接覆蓋于基巖之上，但分布不均勻，厚度不均勻。

該區基巖主要為灰巖，厚度變化大，巖溶及溶洞極為發育，一般充填粘性土及碎石。

1.2 地球物理特征

在地球物理特征和試驗成果的基礎上進行資料的解釋，表現在成果圖上有如下特征：第四系粘土和泥質灰巖自然伽瑪值較高，灰巖自然伽瑪值較低。如灰巖破碎或巖溶發育則自然伽瑪值升高。

2 案例工程工作方法技術及質量檢查

2.1 儀器設備與技術指標

野外工作使用儀器為重慶地質儀器廠生產的JGS-1智能綜合測井系統，由測井主機、絞車控制器、絞車、測井探管、筆記本電腦及各種連接線組成。

2.1.1 智能工程測井系統主機主要技術指標（表1）

2.1.2 測井工作軟件系統

運行環境：Windows98/2000/XP。

采樣間隔任意（1～1000cm）設置（1cm，2cm，...1000cm）。

一次采集的最大深度3000米（0.1米采樣間隔）。

多參數深度自動對齊。

多參數疊加達到10條。

曲線移動，異常點剔除、平滑、倒序、合并、分段、計算等。

解釋剖面輸入及巖層名稱、厚度、底板深度自動形成。

曲線放大、壓縮。

曲線深度比例5種：1∶50、1∶100、1∶200、1∶500、1∶1000。

彩色或黑白連續出圖。

輸出圖形最大寬度415mm，長度2310mm。

2.1.3 R411自然伽瑪探管：

閃爍體：NaI（Tl）、Φ23×60mm。

光電倍增管：GDB23。

測量范圍：>30Kev 伽瑪射線。

計數范圍：0～32000cps。

穩定性：連續工作時，其輸出變化小于3.5%（每次測100組數取平均值）。

道間干擾：在孔中載源密度道對自然伽瑪的干擾不大于0.5%。

2.2 測井質量檢查

測井資料質量的評級以甲方施工設計為依據，按SY/T5132-2003《測井原始資料質量要求》為標準對儀器刻度、重復性、一致性以及對地層特征的反應逐項檢查和控制，嚴格評定各條測井曲線的質量。

對測井原始資料質量主要從以下方面進行評價：

2.2.1 按照SY/T5132-2003《測井原始資料質量要求》對測井原始資料質量進行檢查評價

各種測井項目的刻度準確，車間刻度、測前刻度、測后刻度齊全，刻度誤差均在各自允許的誤差范圍之內。

曲線深度準確，各條曲線之間對應性好，數據的變化相對應，對套管深度誤差每千米不超過1米。

測井速度符合要求。

接圖曲線測井值誤差不超過10%。

重復曲線誤差均在誤差允許范圍內。

各曲線數值符合一般規律和地區巖性特點。本井所有測井曲線均成功的反映了地質特征，較好的反映了當時測井環境下的真實情況。

所測全部曲線均符合SY/T5132-2003《測井原始資料質量要求》標準，曲線之間有較好的相關性。

2.2.2 利用重復曲線分析法檢查原始曲線質量

重復曲線是檢查測井資料質量的重要方法之一，重復曲線的吻合性直接反映測井質量。通過對本井測井重復曲線對比分析：該井測井重復的測井深度誤差和曲線數值誤差均符合標準要求。按照SY/T5132-2003《測井原始資料質量要求》標準，對自然伽瑪測量了重復曲線，所測的重復曲線在誤差允許的范圍之內。

3 結束語

本次測井測量了自然伽瑪參數，通過與勘察資料相互驗證，對鉆孔巖溶發育及破碎區域進行了較全面的解釋和推斷。

綜合場地地質條件，并結合當地建筑經驗，通過工程地質勘察、地質災害評估以及地下水環境評價可以看出，對于工程建設不僅要在其建筑安全穩定性方面進行論述，亦應該在環境影響，特別是建筑的建設及其使用階段進行綜合論述，并對建設對場地的影響進行評價，為整個建設的保值增值服務，為整個項目的綜合利用服務。雖然，工程地質工作在整個建設過程所占據的份額很小，但是在建設過程中由于對地質工作的忽視，并且由于地質工作的不可逆和經驗邊緣性，一旦造成安全隱患，破壞勢必極大，后果非常嚴重，同時，由于建筑對環境的影響不可估量，一旦形成不利的結果，那么損害也必然極大，為了建設的安全使用并對環境保護，筆者建議重視工程地質工作，并從綜合評估治理的角度對土地資源、水資源以及環境資源綜合利用，為整個工程的現在和將來保值增值服務。

[責任編輯：楊玉潔]