測(cè)井在水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)工作中的應(yīng)用研究

蔡 俊

（安徽省地勘局第一水文工程地質(zhì)勘查院，安徽 蚌埠 233000）

測(cè)井是地球物理測(cè)井技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)。現(xiàn)階段，我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷增長(zhǎng)、社會(huì)持續(xù)進(jìn)步，該技術(shù)的項(xiàng)目實(shí)踐呈現(xiàn)出迅速增長(zhǎng)的勢(shì)態(tài)。將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在測(cè)井工作中，可以有效解決水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)中存在的問(wèn)題。該技術(shù)具備許多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為重要的水文地質(zhì)勘測(cè)方式。

1 地球物理測(cè)井設(shè)備

使用不同的地球物理測(cè)井設(shè)備進(jìn)行測(cè)井工作，需結(jié)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及處理措施開(kāi)展具體規(guī)劃，進(jìn)一步保障系統(tǒng)運(yùn)作結(jié)果的完整程度。

1.1 JBS-1數(shù)字系統(tǒng)

將使用設(shè)備與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，全面開(kāi)展功能設(shè)置形成綜合設(shè)備控制機(jī)制。實(shí)施不同信息匹配過(guò)程中，保證井下“光照效果”的條件時(shí)完成相關(guān)配套工作。便攜式設(shè)備室，可以在交通不便利的地區(qū)開(kāi)展野外作業(yè)。該系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，更換探管開(kāi)展系統(tǒng)化操作過(guò)程中，保證測(cè)繪工作的實(shí)時(shí)性及穩(wěn)定性。使用不同軟件系統(tǒng)操作，需對(duì)在井場(chǎng)中獲得的磁帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，有效進(jìn)行初步解釋、完成對(duì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)[1]。

一方面，系統(tǒng)數(shù)字化硬件結(jié)構(gòu)發(fā)揮出主要控制的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)測(cè)量形式開(kāi)始監(jiān)督和整理。系統(tǒng)的控制中心是主機(jī)，其負(fù)責(zé)重要的協(xié)調(diào)工作的相關(guān)內(nèi)容，開(kāi)展綜合板面的系統(tǒng)指令接收。實(shí)時(shí)完成對(duì)測(cè)井記錄的綜合分析及研究，確保測(cè)井操作的真實(shí)性、完整性。重點(diǎn)部位的綜合控制面板，主要利用拓展單片系統(tǒng)進(jìn)行拓展，實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)和其完成程度。其中MPC-80繪圖結(jié)構(gòu)是整合系統(tǒng)輸出的部分，針對(duì)不同的數(shù)據(jù)和表格實(shí)施整理及輸出。不同部件具備各自的優(yōu)勢(shì)之處，可以在控制深度及數(shù)字解讀速度的同時(shí)，保證系統(tǒng)處于最佳的工作狀態(tài)。井下探管是測(cè)井技術(shù)中的重要裝置之一，其保障物理數(shù)據(jù)采集過(guò)程使用合適的方式。

另一方面，JBS-1數(shù)字測(cè)井系統(tǒng)中的軟件系統(tǒng)。使用實(shí)時(shí)測(cè)井監(jiān)督管理軟件，完整的對(duì)其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合及分析。進(jìn)一步優(yōu)化編輯效果和控制效果，保證整體技術(shù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容完善，為之后的升級(jí)奠定基礎(chǔ)。

1.2 材料處理系統(tǒng)

室內(nèi)資料和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的主要構(gòu)成為微機(jī)和打印機(jī)。進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和文件處理信息數(shù)據(jù)過(guò)程，具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)全面和處理過(guò)程短的優(yōu)點(diǎn)，更好的實(shí)現(xiàn)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的分析和校正。及時(shí)建立數(shù)據(jù)管理控制系統(tǒng)，提升數(shù)據(jù)的精確度和工作速率，為整體信息優(yōu)化奠定堅(jiān)定基礎(chǔ)。

1.3 數(shù)字測(cè)井系統(tǒng)軟件

可將BJS-1數(shù)字測(cè)井系統(tǒng)配置中的原始軟件及當(dāng)前軟件，整體概括為實(shí)時(shí)測(cè)井監(jiān)控管理APP和實(shí)時(shí)測(cè)井字系統(tǒng)APP，其中包含各類(lèi)探頭和子程序。水文測(cè)井和水文封層軟件與測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)和處理軟件進(jìn)行結(jié)合。使用測(cè)井質(zhì)量檢測(cè)程序和物性統(tǒng)計(jì)程序，有效完成相應(yīng)數(shù)據(jù)的勘測(cè)工作。

2 測(cè)井在水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)工作中的應(yīng)用

地球物理測(cè)井技術(shù)，在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)工作中是重要測(cè)量方式。其在測(cè)定巖層性質(zhì)、分析含水層中聯(lián)系、探測(cè)水文地質(zhì)等方向，發(fā)揮著重要作用（如表1）。

2.1 劃分隔水層和含水層

提升水文地質(zhì)勘測(cè)工作中實(shí)施效率的基礎(chǔ)和前提就是完成勘測(cè)地區(qū)的隔水層和含水層的有效劃分。針對(duì)隔水層及含水層的劃分，主要方式為中子測(cè)井和井液電阻率測(cè)井。該技術(shù)的應(yīng)用原理主要是比較含水層周?chē)碾娮杪屎蛶r石密度，根據(jù)數(shù)值的大小可以將隔水層輕松的劃分出來(lái)。

表1 地球物理測(cè)井在水文地質(zhì)勘查工作中的主要作用

2.2 測(cè)量地下水中礦化度

根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，地層水中礦化度數(shù)值越高，其中底層的電阻率阻值就越低。傳統(tǒng)形式采取利用石油測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，進(jìn)行地層水礦化的具體數(shù)值測(cè)算。主要以自然電位測(cè)井曲線的異常數(shù)值為依據(jù)，根據(jù)地層水的電阻率與礦化度成反比的比例關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。完成相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算工作后，可得出地層水礦化度的具體數(shù)據(jù)。此方式雖使用石油測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，但缺少部分計(jì)算樣本，導(dǎo)致最終得到的計(jì)算數(shù)據(jù)精確度不高、無(wú)法投入使用。所以使用當(dāng)前方法進(jìn)行地層水礦化度計(jì)算時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際選擇出最合適的樣本，全面保證數(shù)據(jù)的精確程度[2]。

2.3 裂縫及泥質(zhì)含量判斷

開(kāi)展測(cè)井技術(shù)的過(guò)程中，裂縫一般情況下會(huì)表現(xiàn)出密度比較低、電阻率比較小、聲波差距比較大的特殊情況。裂縫周?chē)哪噘|(zhì)通常會(huì)填充至裂縫之中，使裂縫伽馬值迅速提升。通過(guò)使用自然伽馬值進(jìn)行測(cè)井，可得到相應(yīng)泥質(zhì)含量數(shù)值。其中自然伽馬測(cè)井值越大，表示裂縫中泥沙的含量越多。

2.4 判斷勘察巖是否融水

依靠聲波曲線對(duì)裂縫具體位置進(jìn)行判斷。若熔巖中包含一定程度上的水分，其中的伽馬值曲線變化幅度就會(huì)一直處于偏低的狀態(tài)。根據(jù)當(dāng)前曲線就可以判斷出熔巖中的實(shí)際含水?dāng)?shù)值，對(duì)含水程度的具體判斷也有助于隔水層及含水層的劃分。若確定含水量，更加對(duì)裂縫中熔巖位置的判斷過(guò)程有利。與此同時(shí)，除了通過(guò)聲波曲線對(duì)裂縫位置進(jìn)行判斷的形式之外，還可以利用井徑曲線對(duì)其進(jìn)行專(zhuān)業(yè)判斷。曲線的變化過(guò)程中，曲線高度的變化反應(yīng)出其中裂縫熔巖的實(shí)際發(fā)育程度。根據(jù)發(fā)育程度，進(jìn)行裂隙熔巖的位置判斷和含水量高低的判斷。

2.5 鉆孔地層巖性劃分

根據(jù)鉆孔地層中的巖性，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)巖性剖面的劃分。種類(lèi)不同的巖石，在縫隙度、電阻率、巖石波阻抗以及巖石密度等方面，均存在一定程度上的數(shù)據(jù)差異、參數(shù)差異。實(shí)際工作中，可根據(jù)相關(guān)物性差異作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，有效進(jìn)行巖石剖面的細(xì)致劃分（圖1）。做好巖石剖面的劃分工作，有利于保障后期鉆孔工作的順利開(kāi)展，更好的確定鉆孔剖面。

2.6 井溫測(cè)井技術(shù)的實(shí)施

地下水的導(dǎo)熱性能比巖石的導(dǎo)熱性能更強(qiáng)，地下水隨著低溫梯度的變化溫度越來(lái)越低。溫度變化的同時(shí)，井溫曲線會(huì)變得更加陡峭。井溫的變溫，可充分反映出低溫梯度的具體變化。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)的變化，可以清晰地將地下水和井液中鉆孔產(chǎn)生的影響反應(yīng)出來(lái)。根據(jù)井溫測(cè)井技術(shù)，可更加輕松的確定地下水的位置。幫助工作人員進(jìn)行含水量和隔水層位置的確定，完成上述工作對(duì)下個(gè)步驟中的鉆探工作具有重要意義。

圖1 巖石剖面

2.7 流量測(cè)井技術(shù)的運(yùn)用

多層混合徑流中通常使用流量測(cè)井技術(shù)，該技術(shù)主要針對(duì)橫向井徑和水平方向的流速，利用數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行流量換算。經(jīng)過(guò)一系列工作后，得出各個(gè)含水層的吸水能力和導(dǎo)水能力的具體數(shù)值。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，確定含水層的具體位置和實(shí)際厚度。含水層的位置確定之后，將利用鉆孔的形式將含水層打穿，促使比較高的水位含水層向比較低的水位含水層流去，形成最終的混合式靜水位。依據(jù)此方式可以判斷出，水位高低的具體變化。計(jì)算出各個(gè)階段的含水層水位的水量變化，得出含水層的詳細(xì)信息[3]。

3 結(jié)論

綜上所述，測(cè)井在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)工作中取得了很好的應(yīng)用效果。測(cè)井技術(shù)具有先進(jìn)功能，并且設(shè)備及數(shù)據(jù)處理過(guò)程均屬于現(xiàn)代科技的成果。該技術(shù)很好的保障勘測(cè)對(duì)象的完整度，具有投資低、自動(dòng)處理、效率高等優(yōu)點(diǎn)。伴隨我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，測(cè)井技術(shù)勢(shì)必在地質(zhì)勘測(cè)中得到更好應(yīng)用。