运用高密度和测井方法调查水文环境

高鹏飞

摘 要：运用工程测井和高密度视电阻率方法，解决水文地质和工程地质以及环境地质、地质灾害方面，勘查效果显著，是有效的物探手段之一。有助于精确可靠评价水文环境地质灾害的危险性，并互相得到验证。

关键词：高密度；测井；透水层；风化带

1 高密度电法勘查

高密度电法采用温纳（对称四极）电阻率剖面法，特点是各电极间距离相同，同时按测线移动，横向效应比较敏感，自动绘制地电剖面。高密度设计23条侧线，选用13条智能开关电缆，并且首尾相接，极距10米，布放于大峡谷北侧。由于地表是玄武岩覆盖，我们采用自制电极，盐水加洗衣粉和泥，置放于玄武岩表面，并在电极处浇灌大量盐水增加导电性能。

图1

据史料记载该区有过三次大的岩浆喷溢活动，喷出的熔浆年代清晰。由于喷发年代不同，高密度电阻率等级界面明显（如图2），但探测层电阻率不稳定。随着破碎程度，熔岩发育程度的增强，充填物含量的增加，电阻率呈下降趋势。对测区的G9、G13、G19、G21测线分析中间层段为玄武岩强风化层段，岩石破碎，含水层丰富，测区内发现多处断裂破碎带区域，且有错断现象，错断距离不大，距大峡谷越近，反映越明显。由于电缆长度有限，埋藏深度只探测到第三层岩浆的起伏形态。而远离峡谷的G4、G5、G23等测线没有测到第三层岩浆界面，反映不明显。

图2

根据测区内高密度电阻率地电断面分析，对水文环境异常区域或隐伏断面上布置多台钻机加以验证。

2 综合测井

测井仪器采用PSJ-2型数字测井仪，该系统由主机、电缆绞车、笔记本电脑、发电机、井温探管、井斜探管、声波探管及电极系探管组成。记录零长：5.06m；工作状态：连续；采样间隔：0.1m；提升速度：6～7m/min。计算处理程序使用PSJ-2型数字测井系统采集软件，测井处理解释程序使用CLogPro V2.0（系统由单孔测井资料处理程序 CLogDraw、测井资料综合出图辅助程序CLogCad组成）。

岩体完整性程度的确定：结合区域地质-地球物理特征及部分取芯资料及该孔的孔内岩层结构，声波测井能够同时测得岩体的纵波波速，进行岩体的完整性评价；Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系Kv：>0.75完整；0.75～0.55较完整；0.55～0.35较破碎；0.35～0.15破碎；<0.15极破碎。

图4

根据视电阻率、自然电位及井温曲线异常综合解释含水层相对高阻围岩在视电阻率曲线上呈现低阻异常；自然电位曲线上自然电位幅值大，曲线偏离基线（零线）急剧上升或下降。井温曲线出现不符合正常地温增长规律，井温梯度变化相对整孔温度变化梯度值偏小，无明显随深度变化。

井液电阻率测井（盐扩散法）在含水层，盐化后井液电阻率随时间有明显增加和位移，根据盐化后井液电阻率随时间的变化和盐水柱的运动方向，划分含水层并确定其补给关系。结合井温曲线，将实测的视电阻率、自然电位测井曲线的异常特征进行综合解释分析，划分含水层（段），确定富水异常区范围。

综合测井的成果解释：结合上述各实测物性参数的逐个分析、解释结果，进行综合对比分析，以声波速度进行孔内岩层的破碎程度评价，综合视电阻率、自然电位、井温、井液电阻率（盐化）等测井参数进行地下水评价，对钻孔异常区综合解释评价。高密度勘测异常区域通过钻探和测井得到了充分的验证。

3 结束语

岩溶水的侵蚀和渗漏及岩溶洞穴的不稳定性，导致水文地质环境降低。通过本次探测表明，高密度电阻率法用于玄武岩地区的岩溶地质灾害调查，结合钻探、测井资料，研究含水地层及水文参数准确度较高，具有便捷，低耗等优点，能起到事半功倍的效果。对水文环境地质调查，工程质量检测，地质环境监测等方面应用效果十分明显，在开拓地质市场方面发挥更大的作用。