摘 要：水文地質(zhì)勘探是水文地質(zhì)工作者為了查明某區(qū)域的水文地質(zhì)環(huán)境來(lái)開(kāi)發(fā)利用相關(guān)資源而進(jìn)行的一項(xiàng)科學(xué)探究工作。測(cè)井技術(shù)在水文地質(zhì)勘探工作中的應(yīng)用，為其提供了一種有效的勘探手段。它在確定含水層在地層中空間分布，探測(cè)巖溶裂隙水，分析地層構(gòu)造水等水文地質(zhì)勘探工作中發(fā)揮著極其重要的作用，大大地促進(jìn)了水文地質(zhì)勘探工作的順利進(jìn)行?；诖?，文中筆者結(jié)合多年的工作實(shí)踐，對(duì)測(cè)井在水文地質(zhì)勘探中的應(yīng)用進(jìn)行分析，旨在為相關(guān)工作提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：測(cè)井；水文地質(zhì)；應(yīng)用分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.085

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，水文地質(zhì)勘探工作也有了很大的提高，尤其是水文地質(zhì)測(cè)繪、地球物理勘探、水文地質(zhì)鉆探試驗(yàn)以及地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)和試驗(yàn)分析的應(yīng)用，在很大程度上促進(jìn)了水文地質(zhì)勘探工作的發(fā)展。水文地質(zhì)勘探主要是針對(duì)水資源進(jìn)行的一種勘探活動(dòng)，它是對(duì)某一區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造、地下水的發(fā)育以及地表水的補(bǔ)給等水文特征所作出的科學(xué)判斷的過(guò)程。只有很好的掌握了地球物理勘探等技術(shù)，才能使得水文地質(zhì)勘探工作達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，更好地促進(jìn)勘探工作的進(jìn)行。水文測(cè)井是研究地下水特點(diǎn)的重要物探方法，水文測(cè)井可以幫助地質(zhì)勘探人員掌握區(qū)域內(nèi)含水層、隔水層的深度、厚度情況，初步判斷水量的大小，分析地下水的流徑、方向和地層水的礦化度等，從而為地下水資源的保護(hù)開(kāi)發(fā)和水患防治提供科學(xué)依據(jù)。隨著社會(huì)的發(fā)展，水文地質(zhì)勘探的作用越發(fā)突出，社會(huì)對(duì)于水文地質(zhì)勘探的技術(shù)要求也越來(lái)越高，因此，我們?cè)诩訌?qiáng)水文地質(zhì)勘探中測(cè)井技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，不斷提高水文地質(zhì)勘探水平，為社會(huì)建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

1 測(cè)井概述

1.1 測(cè)井技術(shù)的發(fā)展

自1927年發(fā)明測(cè)井以來(lái)，測(cè)井技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段：

（1）模擬記錄階段。模擬記錄的特點(diǎn)：采集的數(shù)據(jù)量小，傳輸速率低。使用的主要測(cè)井方法：聲速（縱波）測(cè)井、感應(yīng)測(cè)井、普通電阻率測(cè)井、配備井徑、自然電位、自然伽馬測(cè)井。

（2）數(shù)字測(cè)井階段。與之相應(yīng)的測(cè)井方法有雙感應(yīng)-八側(cè)向、雙側(cè)向-微球形聚集測(cè)井、三孔隙度測(cè)井（聲速測(cè)井、中子孔隙度測(cè)井、補(bǔ)償密度測(cè)井）再加上井徑測(cè)量、自然伽馬測(cè)井、自然電位測(cè)井，稱(chēng)之為常規(guī)“九條曲線(xiàn)”測(cè)井。

（3）數(shù)控測(cè)井階段。除一般的常規(guī)測(cè)井外，已增加了自然伽馬能譜測(cè)井、巖性密度測(cè)井、碳氧比能譜測(cè)井、長(zhǎng)源距聲波測(cè)井、電磁波傳播測(cè)井、地層傾角測(cè)井，這些新的測(cè)井方法，可提取更多的有用信息，擴(kuò)大了測(cè)井的應(yīng)用領(lǐng)域，提高了用測(cè)井資料評(píng)價(jià)油（氣）層及解決地質(zhì)問(wèn)題的能力。

（4）成像測(cè)井階段。隨著勘探和開(kāi)發(fā)更復(fù)雜、更隱蔽的油氣藏發(fā)展，對(duì)測(cè)井也提出了更多的要求，成像測(cè)井系統(tǒng)正是在這樣的背景下發(fā)展起來(lái)的。

1.2 測(cè)井的概念

采用專(zhuān)門(mén)的儀器設(shè)備，沿井身（鉆井剖面）測(cè)量地球物理參數(shù)的方法，稱(chēng)地球物理測(cè)井（簡(jiǎn)稱(chēng)測(cè)井）。地球物理特性如巖層的電化學(xué)特性、導(dǎo)電特性、聲學(xué)特性、放射性及中子特性等。

1.3 測(cè)井的優(yōu)點(diǎn)

測(cè)井是研究巖層地質(zhì)特性的間接方法，它與其它錄井方法相比，具有許多重要優(yōu)點(diǎn)，主要是效率高、成本低、效果好。只需要很短的時(shí)間就能采集到大量的測(cè)井信息，而且這些資料是在巖層的自然條件下測(cè)量的，這就更接近于巖層的真實(shí)情況。

1.4 測(cè)井方法

地球物理測(cè)井是地球物理勘探中最為直觀最為成熟的方法，通過(guò)測(cè)取各種不同的物理參數(shù)，能精準(zhǔn)地劃分巖性分層界面，在水文測(cè)井中準(zhǔn)確判斷其含水層的空間位置和相互補(bǔ)給關(guān)系。在常規(guī)含水層參數(shù)測(cè)量中，特別是若出現(xiàn)無(wú)芯鉆探時(shí)，就需要采用地球物理測(cè)井技術(shù)來(lái)判別地層的巖性和地層的富水情況。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，地球物理測(cè)井技術(shù)在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度、檢測(cè)效果上具有很大的優(yōu)勢(shì)，已在更多更廣的范圍內(nèi)得到了應(yīng)用和推廣。

1.5 測(cè)井方法應(yīng)用形式與具體內(nèi)容

（1）普通電阻率測(cè)井：主要用于確定地層的基本信息，巖性的劃分包括厚度、深度等，也能統(tǒng)計(jì)該區(qū)巖石電阻率參數(shù)、含水層與隔水層等地層的信息，為后期水文地質(zhì)勘查提供可靠資料。（2）井液電阻率測(cè)井：主要應(yīng)用擴(kuò)散法實(shí)施測(cè)量，能確定出含水地層的厚度與深度，判斷其富水性。（3）自然電位測(cè)井：確定測(cè)區(qū)的咸淡水界面與地下水礦化度，判斷含水層中的含泥量。（4）聲波測(cè)井：確定巖石孔隙度，也能成為地層對(duì)比、巖性劃分的可靠參數(shù)。除上述幾種方法外，還有自然伽瑪測(cè)井、中子測(cè)井、放射性同位素測(cè)井等技術(shù)，均能滿(mǎn)足任務(wù)的需求。在應(yīng)用過(guò)程中要重視具體技術(shù)應(yīng)用的適用性原則，根據(jù)不同的技術(shù)要求與應(yīng)用范圍來(lái)選擇合適的方法，為獲得更好的水文地質(zhì)勘查效果奠定基礎(chǔ)。

1.6 測(cè)井準(zhǔn)備

在水文鉆孔實(shí)施地球物理測(cè)井前，首先要掌握該區(qū)域水文地質(zhì)基本情況先行的原則，并與水文地質(zhì)需求有效聯(lián)系在一起，根據(jù)任務(wù)設(shè)計(jì)目的展開(kāi)物探測(cè)井工作，掌握該地區(qū)現(xiàn)有水文地質(zhì)條件有針對(duì)性地選擇測(cè)井方法，做到有的放矢。例如在礦區(qū)進(jìn)行水文地質(zhì)勘查時(shí)，物探工作人員必須要先了解該地區(qū)基本地質(zhì)情況、地層的物性特征等，并建立目標(biāo)地區(qū)含水層模型。只有這樣，才能達(dá)到我們所需的預(yù)期目的。

2 測(cè)井在水文地質(zhì)勘查中的具體應(yīng)用

從當(dāng)前水文地質(zhì)勘查情況來(lái)看，測(cè)井技術(shù)的應(yīng)用效果已經(jīng)得到社會(huì)的普遍肯定，能有效分析目標(biāo)地區(qū)的地下水富存、地層構(gòu)造等。從應(yīng)用過(guò)程來(lái)看，其基本效果可主要?jiǎng)澐譃橐韵聨c(diǎn)：

2.1 測(cè)井在水文地質(zhì)勘查中基本效果

2.1.1 確定含水層

在水文地質(zhì)測(cè)井中，確定含水層與隔水層的空間位置（深度和厚度）是整個(gè)工作的重點(diǎn)。通過(guò)選擇正確測(cè)井方法來(lái)劃分含水層與隔水層，并分析兩者之間的關(guān)系，為后期水文地質(zhì)勘查奠定基礎(chǔ)。在確定含水層深度與厚度的測(cè)井方法中，主要通過(guò)井液電阻率測(cè)井（擴(kuò)散法）和聲波測(cè)井方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。在應(yīng)用過(guò)程中要注意兩種方法適用性要求。若是只需要定性確定含水層、隔水層，建議采用聲波測(cè)井法，該方法能有效判斷目標(biāo)地區(qū)中地層基本組成，并顯示含水層、隔水層的大體情況；若需要獲取隔水層、含水層的詳細(xì)資料，則建議使用井液電阻率測(cè)井方法，該技術(shù)方法能獲取精準(zhǔn)的含水層信息，但所需要的工作量偏大，時(shí)間較長(zhǎng)，因此建議要堅(jiān)持技術(shù)的適用性原則。

2.1.2 確定地層水的礦化度

地層水的礦化度是評(píng)價(jià)地下水的重要參數(shù)，當(dāng)前在地層水礦化度測(cè)量中，主要采用自然電位測(cè)井法進(jìn)行測(cè)量。在應(yīng)用自然電位測(cè)井方法時(shí)，通過(guò)自然電位測(cè)井曲線(xiàn)異常幅度值求取地層水電阻率，然后根據(jù)電阻率與礦化度反比關(guān)系確定地層水的礦化度。

2.1.3 勘查巖溶裂隙水

在確定裂隙層位過(guò)程中，主要根據(jù)聲波曲線(xiàn)來(lái)反應(yīng)裂隙變化情況，同時(shí)可以采用自然伽?測(cè)井方法來(lái)輔助定性。若在測(cè)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)聲波曲線(xiàn)和自然伽?曲線(xiàn)幅值同時(shí)出現(xiàn)低異常，則說(shuō)明該段地的裂隙中被水充填，所存的水量越大，曲線(xiàn)異常變化現(xiàn)象越明顯。

2.1.4 其他測(cè)井資料應(yīng)用

由于巖石導(dǎo)熱性始終小于水的導(dǎo)熱性，因此在水文地質(zhì)勘查中會(huì)發(fā)現(xiàn)溫度梯度對(duì)地下水溫度的影響，井溫曲線(xiàn)會(huì)發(fā)生明顯變化。針對(duì)這一現(xiàn)象，可利用井溫測(cè)井法，通過(guò)觀察曲線(xiàn)溫度變化來(lái)確定該區(qū)域地下水在不同深度變化情況，并結(jié)合全區(qū)井溫資料確定其平面變化規(guī)律。

2.2 資料解釋

目前水文鉆孔測(cè)井所取得的資料，解釋的內(nèi)容大都被局限在定性解釋中，但井液電阻率測(cè)井（擴(kuò)散曲線(xiàn)）對(duì)鉆孔中的含水層底板深度和厚度提供了科學(xué)依據(jù)，能精確地反映出地層富水情況和補(bǔ)給關(guān)系。井溫測(cè)井資料也真實(shí)地反映了孔內(nèi)溫度的變化規(guī)律。隨著測(cè)井技術(shù)不斷發(fā)展，新技術(shù)的出現(xiàn)會(huì)逐步滿(mǎn)足水文地質(zhì)勘查的需求。

在當(dāng)前水文測(cè)井資料解釋中，常見(jiàn)的方法為設(shè)置參數(shù)模型：通過(guò)確立導(dǎo)水系數(shù)解釋模型、滲透系數(shù)解釋模型等來(lái)解釋所獲取的參數(shù)。但值得注意的是，上述模型主要來(lái)源于石油測(cè)井理論，雖然能有效滿(mǎn)足水文資料解釋的需要，但依然要重視模型的適用性要求。

2.3 測(cè)井的優(yōu)點(diǎn)

測(cè)井是根據(jù)巖層的地球物理特性差異來(lái)研究巖層的間接方法，具有許多重要優(yōu)點(diǎn)，主要是效率高、成本低、效果好。只需要很短的時(shí)間就能采集到大量的測(cè)井信息，而且這些資料是在巖層的自然條件下測(cè)量的，這就更接近于巖層的真實(shí)情況。

3 結(jié)語(yǔ)

主要討論了測(cè)井技術(shù)在水文地質(zhì)勘探中的應(yīng)用情況。從應(yīng)用情況來(lái)看，當(dāng)前的測(cè)井技術(shù)已經(jīng)可以劃分為多種技術(shù)形式，能滿(mǎn)足不同地質(zhì)環(huán)境下的水文地質(zhì)勘查需要，但在應(yīng)用過(guò)程中要重視相關(guān)技術(shù)的適用性要求，根據(jù)具體的水文地質(zhì)任務(wù)選擇合理的測(cè)井方法，才能獲得更好的水文地質(zhì)勘查結(jié)果?？傮w而言，在水文地質(zhì)勘查中應(yīng)用測(cè)井技術(shù)，合理選擇測(cè)井方法，就能有效地達(dá)到預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]駱淼.地球物理測(cè)井在水文地質(zhì)勘察中的應(yīng)用綜述[J].工程地球物理學(xué)報(bào)，2014（12）.

[2]王士鵬.高密度電法在水文地質(zhì)和工程地質(zhì)中的應(yīng)用[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2015（23）.

[3]董國(guó)明.地球物理方法在礦山水文地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用研究[D].吉林大學(xué)，2016（15）.

[4]薜松仁.煤炭地質(zhì)勘探中的地球物理測(cè)井方法[J].科學(xué)之友，2015（09）.

[5]冀衛(wèi)平，宋雪，閆丹丹，王錚，袁慧敏，趙寧.分析地球物理測(cè)井在水文地質(zhì)勘察中的應(yīng)用[J].地下水，2015（06）.

作者簡(jiǎn)介：胡朝杰（1966-），男，貴州天柱人，大專(zhuān)，物探工程師，研究方向：地球物理測(cè)井。