地球物理测井在矿山水文地质勘查中的应用研究

马若琪

（甘肃煤田地质局一四六队，甘肃 平凉 744000）

随着现代化建设的逐渐发展，对水文地质勘查工作越来越重视，因此要开展更加深度的研究，提升水文地质勘查工作效率，为现代化建设水平的提升提供动力支持。地球物理测井技术具有较高的测量精度，且实际应用效果较高，因此在很多工程勘察领域得到了广泛的应用。其具体应用方式是利用测井技术，全面了解钻孔内的地层物理信息，并掌握其相关的地质物理性质，并在此基础上收集地球物理数据信息，并进行整理、分析、处理，从而将其转化为有效地质、生态信息，为实际的生产提供科学有效的参考依据，提升生产效率。在具体的应用过程中，需要相关工作对地球物理测井技术进行深度研究，掌握其基本的应用特点，并在实践作业中进行熟练应用，强化其在矿山水文地质勘查工作的应用深度，提升其应用效率，保障矿山水文地质勘查工作质量的提升[1]。

1 地球物理测量技术概述

1.1 概念分析

地球物理测井技术，也是一种物探测井技术，主要是利用无芯钻进的方式，收集岩性分层地质结构中热、声、电等要素的物理性质，并对其数据进行分析的基础上，有效区分岩石以及流体性质，从而掌握更加详实的含水参数[2]。通过该技术的有效应用，可以结合地质钻探技术，获得更加精准的勘探数据，了解钻孔中的水文地质状态，强化地质钻探的有效性。利用该技术还可以掌握以下水文参数：咸淡水分界面定位、含水层、岩溶发育带等。

1.2 具体分类

地球物理测井技术包含多种应用形式，且不同的形式获得的数据信息存在一定差异性。因此要对其具体应用类型、特点等进行全面掌握，从而可以结合不同的工程需求，采取更加合适的应用形式，提升其水文地质勘查作业的效果和功能价值。

（1）井液电阻率测井。主要是利用扩散法，精准测量出钻井水段厚度以及去具体的位置信息，从而在此基础上判断其含水量以及地下水的渗透速度等。

（2）普通电阻率测井，可以通过对钻井中岩石的密度测定其含水量，并结合岩石含水量的不同，判断地下水的位置，在此基础上缺点水段厚度和位置，构画出钻孔底层剖面。

（3）自然点位测井。通过对地下水咸淡水界面和矿化度的参数分析，哦判断地下水的含泥量。

（4）热测井，通过低温梯度数据的分析，对井内进水区域进行精准定位。

（5）放射性同位素测井。通过对地下水流速、流向、渗透系数等参数的分析，科学判断井内出水以及套管破裂状态，验证管外封堵效果[3]。

（6）声波测井。主要是对地下岩石的孔隙度进行测量，并对岩层以及含水破裂带进行精准划分。该种技术类型应用最为广泛。

2 地球物理测井技术的具体应用探究

2.1 基本的应用原理

经过实践工作的检验，地球物理测井法在矿山水文地质勘查作业中发挥了极大的作用，并在社会各行各业得到了广泛的应用。通过这种方式，不仅可以对矿山地下水的质量进行精准判断，而且还可以提供真实详细的地层结构数据，帮助勘查人员全面掌握地下水文条件的基本情况，从而促进矿山开发利用措施的针对性和有效性。下面主要对其基本的应用原理进行分析。

（1）明确含水层。确定含水层的具体位置、厚度等特征，是开展矿山水文地质勘探工作的重要基础和前提。在具体的工作过程中，首先要明确含水层以及隔水层之间厚度差异性进行对比分析，然后对其彼此之间的联系进行辩证分析，方便及水文地质勘查工作的顺利开展，为其提供详实的理论依据。其中主要应用到的测井方式有：声波测井方法、井液电阻率测井方式等。然后可以滴含水层的含水量进行测量。其原理是含水层电阻率比周边岩体的电阻率相抵较小，其密度和孔隙度也较小，可以结合其电阻率的差异性进行有效区分[4]。

（2）地下水矿化度测量。在对地下水矿化度进行测量时，通常会应用到自然电位测井法。具体应用方法是：利用自然电位测井曲线异常值进行运算和总结，从而计算出地层水的电阻率值。然后利用两者之间的反比例关系，来精准判断地下水的矿化状态[5]。利用自然电位测井法进行测量的方式，要注重对地层电阻率以及地下水矿化程度之间的反比例关系进行正确处理。

（3）勘察岩溶水。对岩溶水进行勘察过程中，主要利用超声波曲线对裂缝的变化状态进行真实体现，并对其具体的裂隙层位结构进行明确。该种测量方式也被称作伽玛测井法。一旦发现自然伽玛曲线的幅度现将，就可以据此判断在该区域的裂缝结构中含有大量的水分，而且可以结合曲线变化程度判断其含水量的多少，一般两者呈正比例关系[6]。此外，还可以利用井陉曲线对其裂隙发育状态进行预测。这是因为裂隙发育越大，井陉也可能出现变大情况。

（4）裂隙泥质含量测定。在进行实际测量时，由于岩体的裂隙密度较低，因此其测量的电阻率值较小，且声波时差较大。基于此可以判断，如果自然伽玛测井值越大，其裂隙中的含泥量越大。由此可见，可以利用该种方式对岩体裂隙的含泥状态以及含泥量进行科学判断。

（5）钻孔地层的岩性分析。岩石类型的不同，致使其波阻抗以及密度的差异性，在实际的勘探作业中，可以结合这个特性，对岩石的不同的类型进行精准划分，并采取合适的钻孔方式对岩性剖面实施划分[7]。这一流程可以帮助勘探人员进一步明确钻孔剖面的具体情况，从而提升钻孔工作的针对性和有效性，提升整体勘探作业的效率和质量。

（6）此外，还可以利用井温测井法对地下水文情况进行探测，这是因为岩体的导热性相对于水体来说较小，因此在利用井温测井法进行探测时，岩体和水体会呈现不同的温度测量曲线，从而帮助探测人员对地下水的情况进行判断。

2.2 资料解释

在传统的水文勘查资料解释工程中，主要的利用定性方式进行解释，缺乏全面的资料信息，而且解释明确性不足。通过对地球物理测井技术的深度应用和研究，结合实际需求，相继研发出了很多新型的测井技术，确保矿山水文地质勘查工程的有效开展。然而在具体的资料解释工作中还有很多不足之处[8]。例如，地下水冒水问题、地层含水量过大等问题，严重影响了测井数据资料解释的效果。当下，主要应用构建参数模型的方式对地球物理测井技术获得的资料进行处理和解释。在具体应用过程中，要结合实际情况强化深度研究，进一步提升参数模型的适用性。

3 地球物理测井技术数据收集

3.1 数据采集

（1）三分量磁测井。在应用该种方式收集地球物理测井数据时，通常会综合应用JGS智能工程测井系统，对于提升数据收集作业的智能化和信息化水平做出了巨大贡献。在具体应用时，为了确保其运行正常，需要年年进行返厂检测，确保所有的技术指标都能够达到标准要求，然后重新进行循环应用。在实践运用时，需要利用下降的方式对数据进行全面收集，并综合利用计算机搭建智能监控系统，实现对运行过程的全过程和全天候的监控，确保能够及时发现异常情况，并开展重复性的观测，直到其恢复正常状态[9]。

（2）水文综合测井法。该技术方法主要是利用JGS智能多功能测井系统设备，可以综合应用电阻率法和自然电位法进行测量。前者应用的是标准电极系，后者可以对渗透性岩层进行精准划分。由此可见，利用标准电极系测量电阻率，可以利用水文综合测井法对隔水层进行科学划分。

3.2 数据处理与解释

（1）三分量磁测方式指导找矿。利用这种方式能够对矿井底部的盲体矿进行精准探测。这是因为在常规的矿区矿床勘察作业中，所掌握的矿区相关数据较少，难以全面了解地下结构的基本情况，导致在实际的勘察作业中很多结构死角难以被勘察到，致使该部分的矿产资源不能进行全面开发，降低了矿产开发率，资源浪费现象严重。基于此，可以充分应用三分量磁测方式高效探测到盲体矿。

（2）水文电测井方法推断含水部位。通常情况下，地下含水层在强风化岩层中，其点位的电阻率较低，因此可以结合电阻率值判断其具体的含水量[10]。

4 结语

综上所述，随着我国经济水平的逐渐提升，对矿山水文地质勘查需求越来越大。综合利用地球物理测井技术，不仅可以有效提升勘查工程的整体效率和质量，而且还在很大程度上降低了勘查成本，具有较大的适用性，并在实际的矿山水文地质勘查工程中得到了广泛的应用。结合当前阶段地球物理测井技术的应用缺陷，强化深度研究，进一步提升地球物理技术水平，促进其应用有效性，为矿山水文地质勘查作业的开展提供强大的技术支持，最大程度上提升矿产资源开采效果。