宋昭睿

（山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 250014）

0 引言

工程勘察是我国现代化建设中的重要环节之一，而综合测井技术能够有效满足勘察工作的质量需求，使得勘察工作的精度得到提升，体现出较高的实际应用价值［1-3］。综合测井技术是应用物理学原理解决工程地质问题的边缘性学科，根据研究原理不同，可分为放射性测井、声波测井、电法测井及其他测井4类，综合测井参数主要包括自然电位、电位电阻率、自然伽马等［4-5］。目前，综合测井技术已在泰安市姚庄地区油页岩气田、潍北凹陷昌页参1井、鄂尔多斯盆地志丹油区长6油层中得到广泛的应用［6-8］。本研究依托济南市西客站科技馆南侧地块项目综合测井工作，并结合该项目室内土工试验数据，系统分析测井技术在工程勘察中的应用。

1 地质概况

测区位于华北地区泰山隆起之北翼，为一平缓的单斜构造，向北过渡为济阳坳陷。从区域地层来看，测区地表主要被第四系覆盖，下伏奥陶系浅海相化学沉积岩及白垩系受燕山运动形成的中性侵入岩。测区附近分布有炒米店断裂和千佛山断裂，炒米店断裂位于测区西南侧约3.5 km，南起五峰山千佛洞西的石窝村，过炒米店后隐伏于第四系地层以下，由一组NNE向展布的地堑式断裂束所组成，又称炒米店地堑，总体走向南北，地堑南部收缩变窄，宽约250 m，北部较开阔，宽约2.5 km，炒米店断裂各单支断层的断距一般100 m左右。千佛山断裂位于测区东侧约7 km，南起变质岩区的金牛山，向北经天井峪、丁子寨西坡，穿过千佛山西哑口，经济南市区向西北洛口延伸至黄河，全长约36 km，总体走向NNW，倾向SW，倾角70°左右。这两条断裂距测区相对较远，均为第四系不活动或弱活动断裂。

2 试验设备及测试方法

本次测井工作采用中装集团重庆地质仪器厂生产的JGS-1B智能综合数字测井系统、JD-1普通电极系探管及M552双密度贴壁组合探管。JGS-1B智能综合数字测井系统是由主机、绞车控制器、绞车、探管和测井软件5部分组成。为保证施工要求，根据规范，在综合测井前对主机、绞车控制器、绞车、探管等进行测试和校验，使仪器性能满足工作要求［9-11］。

根据测区内地质概况、地球物理特征及测井仪器性能特点，选择测试井液电阻率、自然电位及自然伽马等物性参数。各综合测井参数采用连续测量，记录采样点距≤0.1 m，提升或下降速度≤5～10 m∕min，所有参数均从孔底向上测量。

3 综合测井参数特征

由于测区内不同地层之间岩石结构、矿物成分及含水情况有所不同，则物性参数也不相同，具体如表1所示。通过综合测井曲线及钻探资料统计出测区主要岩性物性参数，为综合测井工作提供前提条件，并得出如下划分依据。

表1 主要岩性物性参数统计表

①钻孔内井液电阻率与所在地层的密度呈正相关，即随密度增大而增大。在本项目中按密度由大变小的顺序依次为：卵石、细砂、粉细砂、含砂粉土、粉质黏土。

②自然电位测井是划分地层剖面中渗透性地层的重要手段，同时也受有机质含量的影响。当含水层水矿化度大于泥浆矿化度时，渗透性好的地层其自然电位为较大的负异常；渗透性差且致密的地层，其自然电位为较小的负异常。当含水层水矿化度小于泥浆矿化度时，自然电位为正异常。

③自然伽马数值取决于放射性强度的大小，与有机质含量呈正相关，即渗透层有机质含量低在综合测井曲线中反映为低自然伽马异常。

4 综合测井成果分析

本研究以ZK73钻孔为例，选取16.60～20.66 m及53.20～59.08 m两个层段的综合测井参数为研究对象，如图1所示。将综合测井参数与地质钻探分层进行对比，考察综合测井技术能否准确识别并划分地层岩性。

根据图1和表2分析得出以下两个结论。

①16.60～20.66 m层段分两层：16.60～18.60 m为含砂粉土，含砂率约为15%～30%；18.60～20.66 m为粉细砂，局部夹薄层粉质黏土，偶见胶结砂碎块。由图1和表2可知，孔深在16.60～18.41 m及20.00～20.66 m段，井液电阻率突然增大，自然电位迅速下降，出现较大的负异常，自然伽马呈断崖式下跌，分析为有机质含量降低，地层渗透性良好以及地层密度增加所引起，推断这两层为细砂；而孔深在18.41～20.00 m段，井液电阻率偏低，自然电位及自然伽马曲线相对平缓，且数值较高，说明该段地层密度较低，渗透性较差，有机质含量较高，推断该层为粉质黏土。综合测井曲线与钻孔岩芯编录具有较好的对应关系，能较为准确地识别地层和岩性。

图1 ZK73钻孔综合测井曲线图

②53.20～59.08 m层段分两层：53.20～55.0 m为粉质黏土；55.0～59.08 m为卵石，成分为石灰岩为主，呈次棱角及亚圆状，粒径2～6 cm，最大粒径9 cm，含量约50%~60%。由图1和表2可知，孔深在53.20～54.98 m段，井液电阻率无明显变化，自然电位达到曲线峰值，自然伽马偏高，表明该段渗透性差且致密，推断该层为粉质黏土；孔深在54.98～59.08 m段，井液电阻率呈现一个明显高值，自然伽马数值较低，自然电位呈较大负异常，说明该段导电性较弱且放射性强度较低，推断该层为碎石。由此可见，测井分层与地质钻探分层的一致性达到90%以上，综合测井技术可用来详细划分地质剖面，弥补钻探取芯不足及描述缺失等情况。

表2 综合测井与地质钻探分层对比表

同时也可通过综合测井曲线判定钻孔稳定水位，由图1可知，孔深在8.50 m处，井液电阻率值出现异常，突然增大，说明钻孔中的矿化度不稳定，地层水向井液方向流动，同时曲线幅度逐渐增大，直至孔深9.80 m处，井液电阻率基本恢复平衡状态。故可判定孔深8.60～9.80 m段为钻孔稳定水位区间。这与钻探资料中的实测稳定水位9.23 m相吻合。

5 结论

通过对保利济南市西客站科技馆南侧地块项目综合测井参数的研究，得到以下结论。

①井液电阻率、自然电位及自然伽马是判定和识别地层岩性的主要参数，均有一定规律可循。井液电阻率与所在地层密度呈正相关；自然电位是反映地层渗透性优劣的指标；自然伽马与有机质含量呈正相关。

②利用综合测井曲线与钻探资料相结合，可准确识别和划分地层岩性。经对比，测井分层与地质钻探分层基本一致，可用来详细划分地质剖面，弥补钻探取芯不足及描述缺失等情况。