測井在水文地質勘探中的應用分析

摘 要：水文地質勘探是水文地質工作者為了查明某區域的水文地質環境來開發利用相關資源而進行的一項科學探究工作。測井技術在水文地質勘探工作中的應用，為其提供了一種有效的勘探手段。它在確定含水層在地層中空間分布，探測巖溶裂隙水，分析地層構造水等水文地質勘探工作中發揮著極其重要的作用，大大地促進了水文地質勘探工作的順利進行。基于此，文中筆者結合多年的工作實踐，對測井在水文地質勘探中的應用進行分析，旨在為相關工作提供借鑒與參考。

關鍵詞：測井；水文地質；應用分析

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

隨著經濟的不斷發展，水文地質勘探工作也有了很大的提高，尤其是水文地質測繪、地球物理勘探、水文地質鉆探試驗以及地下水動態觀測和試驗分析的應用，在很大程度上促進了水文地質勘探工作的發展。水文地質勘探主要是針對水資源進行的一種勘探活動，它是對某一區域的地質構造、地下水的發育以及地表水的補給等水文特征所作出的科學判斷的過程。只有很好的掌握了地球物理勘探等技術，才能使得水文地質勘探工作達到預期的目標，更好地促進勘探工作的進行。水文測井是研究地下水特點的重要物探方法，水文測井可以幫助地質勘探人員掌握區域內含水層、隔水層的深度、厚度情況，初步判斷水量的大小，分析地下水的流徑、方向和地層水的礦化度等，從而為地下水資源的保護開發和水患防治提供科學依據。隨著社會的發展，水文地質勘探的作用越發突出，社會對于水文地質勘探的技術要求也越來越高，因此，我們在加強水文地質勘探中測井技術應用的同時，不斷提高水文地質勘探水平，為社會建設做出應有的貢獻。

1 測井概述

1.1 測井技術的發展

自1927年發明測井以來，測井技術的發展經歷了四個階段：

（1）模擬記錄階段。模擬記錄的特點：采集的數據量小，傳輸速率低。使用的主要測井方法：聲速（縱波）測井、感應測井、普通電阻率測井、配備井徑、自然電位、自然伽馬測井。

（2）數字測井階段。與之相應的測井方法有雙感應-八側向、雙側向-微球形聚集測井、三孔隙度測井（聲速測井、中子孔隙度測井、補償密度測井）再加上井徑測量、自然伽馬測井、自然電位測井，稱之為常規“九條曲線”測井。

（3）數控測井階段。除一般的常規測井外，已增加了自然伽馬能譜測井、巖性密度測井、碳氧比能譜測井、長源距聲波測井、電磁波傳播測井、地層傾角測井，這些新的測井方法，可提取更多的有用信息，擴大了測井的應用領域，提高了用測井資料評價油（氣）層及解決地質問題的能力。

（4）成像測井階段。隨著勘探和開發更復雜、更隱蔽的油氣藏發展，對測井也提出了更多的要求，成像測井系統正是在這樣的背景下發展起來的。

1.2 測井的概念

采用專門的儀器設備，沿井身（鉆井剖面）測量地球物理參數的方法，稱地球物理測井（簡稱測井）。地球物理特性如巖層的電化學特性、導電特性、聲學特性、放射性及中子特性等。

1.3 測井的優點

測井是研究巖層地質特性的間接方法，它與其它錄井方法相比，具有許多重要優點，主要是效率高、成本低、效果好。只需要很短的時間就能采集到大量的測井信息，而且這些資料是在巖層的自然條件下測量的，這就更接近于巖層的真實情況。

1.4 測井方法

地球物理測井是地球物理勘探中最為直觀最為成熟的方法，通過測取各種不同的物理參數，能精準地劃分巖性分層界面，在水文測井中準確判斷其含水層的空間位置和相互補給關系。在常規含水層參數測量中，特別是若出現無芯鉆探時，就需要采用地球物理測井技術來判別地層的巖性和地層的富水情況。與傳統技術相比，地球物理測井技術在數據準確度、檢測效果上具有很大的優勢，已在更多更廣的范圍內得到了應用和推廣。

1.5 測井方法應用形式與具體內容

（1）普通電阻率測井：主要用于確定地層的基本信息，巖性的劃分包括厚度、深度等，也能統計該區巖石電阻率參數、含水層與隔水層等地層的信息，為后期水文地質勘查提供可靠資料。（2）井液電阻率測井：主要應用擴散法實施測量，能確定出含水地層的厚度與深度，判斷其富水性。（3）自然電位測井：確定測區的咸淡水界面與地下水礦化度，判斷含水層中的含泥量。（4）聲波測井：確定巖石孔隙度，也能成為地層對比、巖性劃分的可靠參數。除上述幾種方法外，還有自然伽瑪測井、中子測井、放射性同位素測井等技術，均能滿足任務的需求。在應用過程中要重視具體技術應用的適用性原則，根據不同的技術要求與應用范圍來選擇合適的方法，為獲得更好的水文地質勘查效果奠定基礎。

1.6 測井準備

在水文鉆孔實施地球物理測井前，首先要掌握該區域水文地質基本情況先行的原則，并與水文地質需求有效聯系在一起，根據任務設計目的展開物探測井工作，掌握該地區現有水文地質條件有針對性地選擇測井方法，做到有的放矢。例如在礦區進行水文地質勘查時，物探工作人員必須要先了解該地區基本地質情況、地層的物性特征等，并建立目標地區含水層模型。只有這樣，才能達到我們所需的預期目的。

2 測井在水文地質勘查中的具體應用

從當前水文地質勘查情況來看，測井技術的應用效果已經得到社會的普遍肯定，能有效分析目標地區的地下水富存、地層構造等。從應用過程來看，其基本效果可主要劃分為以下幾點：

2.1 測井在水文地質勘查中基本效果

2.1.1 確定含水層

在水文地質測井中，確定含水層與隔水層的空間位置（深度和厚度）是整個工作的重點。通過選擇正確測井方法來劃分含水層與隔水層，并分析兩者之間的關系，為后期水文地質勘查奠定基礎。在確定含水層深度與厚度的測井方法中，主要通過井液電阻率測井（擴散法）和聲波測井方法來實現。在應用過程中要注意兩種方法適用性要求。若是只需要定性確定含水層、隔水層，建議采用聲波測井法，該方法能有效判斷目標地區中地層基本組成，并顯示含水層、隔水層的大體情況；若需要獲取隔水層、含水層的詳細資料，則建議使用井液電阻率測井方法，該技術方法能獲取精準的含水層信息，但所需要的工作量偏大，時間較長，因此建議要堅持技術的適用性原則。

2.1.2 確定地層水的礦化度

地層水的礦化度是評價地下水的重要參數，當前在地層水礦化度測量中，主要采用自然電位測井法進行測量。在應用自然電位測井方法時，通過自然電位測井曲線異常幅度值求取地層水電阻率，然后根據電阻率與礦化度反比關系確定地層水的礦化度。

2.1.3 勘查巖溶裂隙水

在確定裂隙層位過程中，主要根據聲波曲線來反應裂隙變化情況，同時可以采用自然伽?測井方法來輔助定性。若在測量過程中發現聲波曲線和自然伽?曲線幅值同時出現低異常，則說明該段地的裂隙中被水充填，所存的水量越大，曲線異常變化現象越明顯。

2.1.4 其他測井資料應用

由于巖石導熱性始終小于水的導熱性，因此在水文地質勘查中會發現溫度梯度對地下水溫度的影響，井溫曲線會發生明顯變化。針對這一現象，可利用井溫測井法，通過觀察曲線溫度變化來確定該區域地下水在不同深度變化情況，并結合全區井溫資料確定其平面變化規律。

2.2 資料解釋

目前水文鉆孔測井所取得的資料，解釋的內容大都被局限在定性解釋中，但井液電阻率測井（擴散曲線）對鉆孔中的含水層底板深度和厚度提供了科學依據，能精確地反映出地層富水情況和補給關系。井溫測井資料也真實地反映了孔內溫度的變化規律。隨著測井技術不斷發展，新技術的出現會逐步滿足水文地質勘查的需求。

在當前水文測井資料解釋中，常見的方法為設置參數模型：通過確立導水系數解釋模型、滲透系數解釋模型等來解釋所獲取的參數。但值得注意的是，上述模型主要來源于石油測井理論，雖然能有效滿足水文資料解釋的需要，但依然要重視模型的適用性要求。

2.3 測井的優點

測井是根據巖層的地球物理特性差異來研究巖層的間接方法，具有許多重要優點，主要是效率高、成本低、效果好。只需要很短的時間就能采集到大量的測井信息，而且這些資料是在巖層的自然條件下測量的，這就更接近于巖層的真實情況。

3 結語

主要討論了測井技術在水文地質勘探中的應用情況。從應用情況來看，當前的測井技術已經可以劃分為多種技術形式，能滿足不同地質環境下的水文地質勘查需要，但在應用過程中要重視相關技術的適用性要求，根據具體的水文地質任務選擇合理的測井方法，才能獲得更好的水文地質勘查結果。總體而言，在水文地質勘查中應用測井技術，合理選擇測井方法，就能有效地達到預期的效果。

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作者簡介：胡朝杰（1966-），男，貴州天柱人，大專，物探工程師，研究方向：地球物理測井。