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浅谈地下温度对扩散法测井的影响

时间:2022-12-08 20:15:07 来源:网友投稿

摘要:传统物探方法在复杂埋深、长大隧道的地质勘察中存在深部信号弱、分辨困难的问题,鉴于此,综合测井技术在该类隧道的工程地质勘察中得到广泛应用。本文对国内常用的测井技术进行了方法原理介绍,并依托式广客运专线浏阳河隧道勘察项目,分析了各测井物理参数曲线形态上呈现异常变化特性,推测了岩石破碎带等不良地质体的位置、规模及类型,并据此获取了隧道围岩等级,对钻探资料进行了补充和验证,为隧道设计、施工提供了可靠依据。

关键词:隧道 砂岩 综合测井

在水文地质勘探工作中,除了进行必需的水文地质调查、观测、试验之外,还要进行水文测井。水文测井就是采用测井方法来解决钻孔孔内地下水文问题,划分地下含水层层位、厚度、含水性及分布情况;水文测井具有投入设备简便、时间短、人力少和成本低等优点。现实工作中进行井液电阻率测量的仪器是井温井液电阻仪,依据《煤炭地球物理测井规范》要求每年必须对其使用仪器进行刻度和标定,在刻度井温井液仪时发现,同一种液体(如水)在不同温度条件下测出的电阻率值不同,阻值随温度增高而降低,这是因温度升高,液体内分子或离子运动加快,而液体导电性能取决于其内的阴阳离子浓度和运动速度,在阴阳离子浓度相同情况下离子运动速度愈快导电性愈好。图1、图2、图3分别为0.02%浓度的盐水在3个不同温度段实测的电阻率曲线图。表1为实测数据。

地球贮藏着无穷无尽的热能。地层中地热随深度分布状态大致可分为:变温带、恒温带、增温带。变温带的厚度从十几米到几十米,后进入恒温带,过后为增温带,即随深度增加而温度增高,此增温规律可用地温梯度或地下增温率来表示,地温梯度即地层每深100m所增加的温度,单位是℃/100m。笔者对宁、陕、蒙各煤田地质勘探区或井田、矿区地温梯度收集如表2。

从收集的地温资料获知,鄂尔多斯盆地变温带的厚度在0-29.7m,恒温带在30.2-40.5m之间,恒温带温度在13.8-15.3℃之间,42m以下为增温带,平均地温梯度在2.39-3.07℃/100m之间,深度愈深地温梯度愈大。由地温梯度计算结合实测地温资料统计后得出地下温度如表3。

前面提到温度对液体(水)导电性的影响,温度愈高液体(水)导电性愈好,即电阻率值愈低,同一浓度的液体(水)电阻率值在15℃与47℃测量结果相差近一半。从表3可知600m以下地下温度最高可达34.98℃。鉴于温度对液体(水)电阻率大小的直接影响,结合矿化度随深度的增大,间接影响液体(水)的电阻率值,估在对600m以下岩层中进行扩散法测井存在井液电阻率反映不明显(实际工作更是如此),解释划分含水层段不显著,较难确定其渗透速度及补给关系,必须进行水文测井时,应采用其它水文测井方法:如流量测井、光电测井、放射性同位素测井。

参考文献:

[1]李再荣.综合测井技术在浏阳河隧道勘察中的应用分析[J].中国科技信息,2011(07).

[2]王斌.利用有限差分法模拟自然电位测井[D].吉林大学,2007(06).

[3]王伟男.激发极化电位衰减谱测井方法研究与仪器研制[D].中国地质大学,2011(05).

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