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煤田物探中的简易流量测井

2014-12-02李洋

黑龙江科学 2014年10期
关键词:物探含水层分段

李洋

(黑龙江省煤田地质二○四勘探队,黑龙江 七台河154600)

某矿区是我国主要煤炭能源基地之一,供水勘探的主要目的是地层为奥陶系中统碳酸盐岩,平均厚度450m,奥陶系顶界埋深在10~400m,多数在200m以下,最大埋深900m。全区设计水文钻孔22个。正确地划分各含水层的位置及流量,直接影响水文地质参数的计算。传统的扩散法难以解决这些问题,而流量测井法为此提供了新方法。煤田地质勘探队使用SLJ-1型模拟流量测井仪和普通绞车及静电显影记录仪,对全区施工的22个钻孔中的15个钻孔进行了流量测井。

1 施测方法

1.1 静水测量和自然补给测量

仪器的灵敏度在叶轮一定后,取决于上、下顶轴的松紧,一次性的标定很难保证探头的灵敏度不变,而且无恒速绞车。采用单孔静水标定测速幅值法,用同样的测量条件分别上、下各测量一条曲线,探头的非对称性很小,无补给关系时两条曲线基本上能够重合,有补给关系时,即可解释出含水层。

1.2 注水测量

注水量按钻孔的富水性和孔径的大小分别用10t/h,20t/h,40t/h,60t/h,最小的10t/h即能划分全孔含水层,最大的60t/h也只能反映出部分含水层。注水测量最好在抽水后进行,一般只做一次测量来确定含水层的位置及吸水量。

1.3 抽水测量

抽水测量采用简易流量测井和常规流量测井。有条件的钻孔进行三个不同降深的常规流量测井,定性、定厚、定量解释含水层,并求出各含水层的静止水位。

2 实际应用

2.1 含水层的解释

简易流量测井对含水层的解释都在幅值曲线L=f(h)曲线上进行。

其一,定性、定厚解释。流量测井定厚解释的原则是:主曲线的拐点和极值点结合岩性进行0~0.2m的系统阻尼时间影响校正,为确保全孔能取得两条完整的上、下测曲线,校正的方向与测量方向相反,即上测向下校正,下测向上校正。在流量曲线上含水层的拐点和极值点不明显,不能定厚时,只能结合岩性定性解释。该区地质报告所采用的含水层全部由测井提供,利用率100%,其中83.33%的含水层是用流量曲线解释。

其二,定量解释。该区共对5个钻孔的13层含水层做了定量解释。图1所示是YS-2号孔的定量解释实例。该孔在含水层段孔壁较完整,测速变化极小,把水流幅值按百分比分解相对流量,划分出两个含水层,下层富水性弱,只占总出水量(6.98L/s)的8.061%,为0.563L/s;上层富水性强,而且上部最强,占总出水量的74.2%,为5.179L/s,下部较弱,只占总出水量的17.74%,为1.2382L/S。

图1 用百分比法定量解释含水层

2.2 检查止水效果

在分段抽水取样的钻孔中,检查止水效果,直接影响着抽水资料和水质化验分析的可靠程度。流量测井借助于抽注水能可靠的检查止水效果,即使是上、下两组含水层间无纵向补给时,也能进行检查。该区有12个孔进行了止水效果检查,其中3个孔止水失效,采取了二次重新止水,保证了抽水资料的可靠性。如YS-4号孔在688.65m处用套管封闭上马家沟组的水,进行下甲组抽水试验时,流量测井发现止水失效,抽水量全部为上甲组的水。同时用视电阻率曲线验证,发现有套管脱节现象,也表明是封闭止水失效,并和流量曲线反映的漏水位置相同。后来重新封闭止水,再次抽水时水量较小,一抽就干。若不是用流量测井在寻找含水层时发现止水失效,不仅会得出错误的结论,增加一倍的水量,还可能使今后的水源开采造成较大的经济损失。

2.3 为减少抽水次数提供依据

钻孔多数设计分段抽水,分段抽水的孔,一是分段钻进分段抽水,二是一次钻探终孔分段隔离抽水。流量测井结合其他测井可判断无含水层的组段,能减少抽水次数,提高经济效益。对于一次性钻进终孔分段隔离抽水的孔,洗井后用注水流量测井能可靠地判断含水层分布情况和无水组段,并可减少下止水套管和抽水次数。

总之,流量测井是水文测井中最直接、最有效的物探方法,随着仪器的不断改进和完善,物探施测方法技术的不断提高,仪器标定工作的逐步开展,简易物探流量测井的普遍应用,它将在水文物探测井中发挥出更大的作用。

[1] 葛亮涛.多含水层混合井流理论及流量测井法[M].北京:地质出版社,1994.

[2] 杨杰.流量测井理论基础及其在水文地质中的应用[J].物探与化探,1995,(9):18-19.

[3] 李振栓.中国北方喀斯特水源地勘探方法研究[M].北京:煤炭工业出版社,2000.

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