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地球物理测井在水文地质勘察中的应用

时间:2022-12-09 14:40:08 来源:网友投稿

摘 要 在很多工程的勘察、设计和施工过程中,水文地质勘察问题是重要的基础工作。地球物理测井,广泛应用于工程勘探的各个领域。通过测井地层得到钻孔信息丰富,岩石钻孔记录的物理性质,地球物理信息的采集,处理和解释,为地质信息,信息工程和地质灾害,生态环境等信息,在推断地质结构和地质环境,在解决水文地质问题中发挥作用。本文对地球物理测井在水文地质勘察中的应用进行了阐述。

关键词 地球物理测井;水文地质勘察应用;水文地质问题

1 导言

水文地质勘察是开展地上工程和勘察地貌的最重要的手段,因此,要重视并做好水文地质的勘察工作。本文主要是对水文地质类型区,水文地质勘察的主要工作,勘察中应注意的问题,遇到的问题及解决措施进行分析论述,希望提供一些有价值的参考,从而做好水文地质的勘察工作[1]。

2 水文地质类型区的概述

2.1 水文地质类型区的含义

水文地质类型区是指遵照地下水含水层岩石的结构条件允许及地貌形态和成因相似性划分的独立或相对独立的区域。

2.2 水文地质类型区的特征

水文地质类型区的特征是地下水按一定的地下水流域分布、运移,在一定的地质、水文地质条件允许制约下,在一定的空间范围内存储、运动、完成补给、径流、排泄整个过程。其主要特征有:第一,具有一定的边界类型和构造组合;第二,具有一定的容积和内部组合;第三,在空间范围内有势能的转换机能;第四,具有相对独立的补给、径流、排泄系统即同一地下水类型区中,一定的排泄量等于一定的补给量;第五,与相邻的水文地质类型区存在一定的联系;第六,具有一定的水质类型和组合关系;第七,具有自己本身的发展变化历史。

3 水文地质勘察的主要工作

3.1 地球物理勘探

浅层地震法、自然电场法和电测深法是水文地质勘探中经常用到的方法,它是利用物探确定抽水试验地点和钻孔技术使工作效率大大提高。

3.2 水文地质的测绘

水文地质的测绘是对地下水和其相关的地质现象实地观测,用来查明地下水的分布、形成和埋藏的条件以及岩土含水性,找寻富水地段,通过遥感技术,对航空和卫星照片进行解译,来配合水文地质的测绘,能够提高地面测绘的精度和效率。

3.3 水文地质的钻探

水文地质钻探与一般的矿产钻探的要求相比是不同的,它要求有比较大的孔径并且必须用清水钻进,否则,所获得的水文地质参数可能会失真。

3.4 地下水的动态观测

这是水文勘察中一项非常重要的内容。在试验和钻探的时候必须要考虑保留一部分的钻孔,以便用来进行长期的观测,为之后地下水文地质的计算提供基础资料。

4 地球物理测井方法简介

4.1 地球物理测井方法原理

(1)普通电阻率测井。主要用于确定含水层的基本信息,包括厚度、位置等,也能统计岩石电阻参数、孔隙度等基本信息,为后期水文地质勘察提供真实资料。

(2)井液电阻率测井。主要应用扩散法实现测量,能确定出水段的厚度与位置,判断其富水性。

(3)自然电位测井。确定测区的咸淡水界面与地下水矿化度,判断含水层中含泥量。

(4)声波测井,确定岩石孔隙度,也能进行地层对比、岩性划分等。

4.2 数据采集流程简介

一般在水文地质勘察时采用地球物理测井法,首先要坚持物探工作现行的原则,并与地质工作有效联系在一起。根据工程前期的磁法剖面测量结果,掌握测量地区基本特征。例如在矿区进行水文地質勘察时,在经过上述处理后,相关工作人员要掌握地区成矿规律、物性资料等,解释磁异常定量,并确定目标地区含水层模型。

5 地球物理测井在水文地质勘察中的具体应用

5.1 确定含水层

在确定含水层中,主要通过声波测井、井液电阻率测井等方法。在应用过程中要注意两种方法适用性要求。若是只需要确定含水层、隔水层,建议采用声波测井法,该方法能有效判断目标地区中地层基本组成,并清洗显示含水层、隔水层的具体化分情况;若需要获取隔水层、含水层的详细资料,则建议使用井液电阻率测井方法,该技术方法能获取精准的含水层信息,但所需要的工作量更大,因此建议要坚持技术的适用性原则。

5.2 测量地下水矿化度测量

当前在地下水矿化度测量中,主要采用自然电位测井进行测量。在应用自然电位测井方法时,主要通过自然电位测井曲线异常值求取地层水电阻率,并以两者的反比例关系确定矿化度。但在实际应用中要注意的是,地层电阻率值与地层水矿化度之间呈反比例关系,因此也可以根据石油测井方法进行测量。

5.3 勘察岩溶水

在确定裂隙层位过程中,主要根据声波曲线来反应裂隙变化情况,此时就可以采用伽马-伽马测井方法。若在测量过程中发现自然伽马曲线幅值低,则说明所测量的裂隙中存在水量,所存在的水量越大,曲线变化现象越明显。

5.4 其他测井资料应用

(1)由于岩石导热性始终小于水导热性,因此在水文地质勘察中会发现温度梯度对地下水温度的影响,井温曲线会发生明显变化。针对这一现象,可结合井温测井法,通过观察曲线温度变化确定隔水层与含水层位置,并结合井温资料确定其平面变化规律。(2)水位计测井主要根据静水压压力计算水位高程。在当前水温计测井方法应用中,所采用的水位自动化监测系统主要为码盘,该设备具有易于维修、价格实惠等优点,能满足多种情况下的水位勘察需要。

6 结束语

为提高工程勘察质,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,以消除下水对岩工程的危害随着工程勘察的发展,其必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起极大的推动用。

参考文献

[1] 王红莲,赵铁峰.浅谈钻孔原始地质编录[J].中国科技信息,2007,(21):22-23.

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