激電測井在城山多金屬勘查的應用

龍思帆

（安徽省物化探院，安徽 合肥 230022）

激電（IP）測井，通常指的是單井排列方式，即將供電裝置和測量裝置同時放入一個鉆孔中同步沿井測量，使用的電極系與視電阻率相同，包括梯度電極系和電位電極系兩類。當采用點測量方式進行時，主要可以獲得兩個參數:視電阻率、視極化率[1,2]。激發極化測井的探測范圍不大，一般僅為幾十厘米到幾米，因此，它的主要探測對象是井壁及井壁附近不大范圍內的巖礦石層[3]。

根據激發極化測井資料可以校正鉆孔地質剖面，確定被鉆孔穿過的巖礦層的深度和厚度，探測井旁盲礦體（長短組合可粗略判斷），以及為地面物探和井中物探的資料解釋提供巖礦石的電阻率和極化率參數等[4]。由于其采用的是井中供電的方式，不易受近地表巖礦石電性干擾，所以應用范圍更廣，通常也是地—井四方位測井等的先行方法[5]。

1 激電測井基本原理

1.1 基本原理

巖礦石在供電和斷電過程中，AB電極形成一次電場ΔV1以及地下介質激發極化產生二次場的電位差ΔV2。直流激發極化法就是根據測得的一次電位計算電阻率，根據測得的二次電位計算激化率的。地下巖、礦石的極化率主要決定于其中所含電子導電礦物的含量極其結構。不含電子導電礦物的圍巖比含有電子導電性礦物的礦石的極化率要低的多，激發極化法就是利用它們之間存在著明顯的極化率差異進行找礦的，并且還可以根據極化率的高低區分礦與非礦異常。

實際測量中所記錄的參數：

（1）視電阻率：（各種巖石電阻率的綜合反映，稱為“視電阻率”）

ρs=KΔV1/ΔI（K為所采用裝置的裝置系數）

（2）視極化率：（各種巖石極化率的綜合反映，稱為“視極化率”）

ηs=（ΔV2/ΔV）×100%（其中ΔV2為二次場，ΔV為一次場）

1.2 現場方法技術

圖1 測井電極系

IP測井的基本技術要求是供電不測量，測量不供電，一般分為梯度電極系和電位電極系，在金屬礦IP測井中，常用電極距AO=1m～5m的梯度電極系或電極距AM=0.2m～0.5m的電位電極系。

在兩種均勻介質水平接觸的情況下，視極化率梯度電極系的探測半徑大約是1.5～2倍電距AO，視極化率電位電極系的探測半徑大約是2～3倍的電極距AM。電極系通常由3個電極構成，第4個電極在地表，各電極系裝置示意圖見圖3。

2 激發極化測井應用實例

2.1 激電測井的必要性

以安徽省城山地區的銅鐵多金屬勘查為例，該區位于廬江-樅陽（廬樅）火山巖礦集區多金屬成礦帶南部，近幾年在安徽省地勘基金的投入勘查下，取得了較好的地質成果。城山地區較大范圍內的地層中含有碳質層，地—井方式測井供電電流易延碳質層傳導，井下信號微弱，因此IP測井成了獲取鉆孔巖礦石電性特征比不可少的電測井方式。如圖2，城山ZK3107激電測井能很好劃分巖礦層，確定礦層中局部不均性，驗校柱狀剖面。

圖2 ZK3107井中梯度激電測井曲線圖

2.2 激電測井的濾波圓滑

激發極化測井為了解巖礦層的電性和選取背景值時，應選擇大極距。當沒有足夠大極距時，也可將激電測井曲線作適當濾波圓滑來了解每層巖礦石平均的電性特征。我們知道地下異常體的二次電場是與距離成非線性反比的，因此常規的滑動平均法等是不適合用來做圓滑的。為此本文嘗試用高斯濾波來做圓滑處理，取得了較好效果。高斯濾波的圖像處理就是對整幅圖像進行加權平均的過程，每一個像素點的值，都由其本身和鄰域內的其他像素值經過加權平均后得到。高斯平滑濾波器無論在空間域還是在頻率域都是十分有效的低通濾波器。同樣以ZK3017為例，經高斯圓滑后的測井曲線少了毛刺，突出各層的相對差異，更能反映各地層的平均電性特征，有利反映背景場。見圖3。

圖3 ZK3107井中梯度激電測井圓滑曲線圖

2.3 多孔聯合的地質推斷

城山地區的多金屬在詳查階段打了較多鉆孔，均進行了激電測井，鉆孔間距較近，通過對多個鉆孔的激電測井曲線對比，發現可以在一定程度上根據曲線勾勒出地層，乃至礦層的延伸走向情況，且與地質鉆孔剖面推斷很接近。由于原始曲線毛刺較多，不能很好反映背景值，對比曲線均采用高斯濾波后曲線繪制，更能發現各鉆孔的相關性。可見對鉆孔密集區進行激電測井對大致判斷巖礦層的走向延伸、驗證地質剖面推斷等也有一定幫助。

3 結論與建議

井中激電測井是電測井中先驗先行，劃分電性層，驗證地質剖面，了解鉆孔壁附近電性背景場等必不可少的方法。本文創新的運用高斯濾波，多孔聯合對比等取得了新的認識與較好成果。由于激電測井測量范圍有限，因此也建議在實際應用中多同時運用大小極距，以及多推廣井中高密度測井等，以取得更好地質效果。

[1]井中激發激發極化法技術規程，DZ/T 1999.

[2]潘和平等．井中激電地—井方式井旁球體反演，2008.

[3]姜賢斌等，激發極化測井在礦產資源勘查中的應用研究.

[4]新疆哈密市慶城西銅金礦區物探激電(IP)中梯勘查報告.

[5]潘建西井中激電地在金屬礦勘探中的應用西北地質2010.