地球物理测井技术研究

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1、地球物理测井技术研究地球物理测井技术研究地球物理测井，简称.L.测井，它是应用地球物理方法划分钻孔剖面、评价地层进而解决某些地质问题的一门技术科学。按勘探对象的差异，测井分为油田测井、煤田测井、金属与非金属测井、水文与工程测井以及地基勘察测井等。　　我国煤田测井开始于1955年，50年代中期至70年代末，煤田测井主要是模拟测井，测井参数从50年代中期的电阻率、自然电位、人工电位、电极电位和电流等电学参数，到50年代末期增加了核测井。70年代试验了三侧向、声波、选择伽玛伽玛、双源距密度、中子测井、地层产状、连续测斜

2、和超声成相等新方法，从而，煤田测井跨上了新的历史时代。一方面，加强单孔解释中对薄煤层和夹矸划分的研究，使煤层分层定厚的精度居世界前列，另一方面开始多孔解释，进行测井曲线的地层对比，扩大了测井资料的地质应用范围，实行了对仪器的刻度，开展了测井资料的半定量、定量分析。　　随着科学技术的发展和煤田地质对测井技术的要求，模拟测井已不能满足当今煤田地质技术要求。80年代初，我国煤田开始引进国外数字测井技术，相继生产出适应我国煤田特点和固体矿产勘探的数字测井仪，并形成方法系列化的补偿密度组合探管电法测井探管、声波测井探管、

3、岩性密度组合探管和地层倾角探管配套设备，为我国煤田测井数字化完成了第一次飞跃。目前，我国煤田测井采用的主要方法有：电测井方面有普通电阻率测井、侧向测井和自然电位测井；核测井方面有自然伽玛测井、双源距密度测井、选择伽玛伽玛测井和中子测井；声波测井主要有声波测井和声幅测井等，已全部实现了测井数字化，能获取大量测井信息。声波测井由于其仪器携带方便，测试方法简单，在地质勘察中获得了广泛应用。现以声波测井工程实例说明声波测井在工程地质勘察中的应用。　　　　1测试原理　　声波测井测试原理如图所示，发射换能器（T）将声波仪发射

4、机输出的具有一定功率的电信号转化为声信号发出后，二个接收换能器（R1和R2）则分别接收声信号转变为电信号，输入到声波仪的输入系统中。在发射点与二个接收点之间，会形成一个复杂的声场，发射出的声波经过井液射向井壁，一部分透过井壁进入岩石中（透射波），一部分反射回来（反射波），其中以临介角i入射这一部分则在井壁上产生滑行波，另外还有一部分直接沿井液传播（直达波）。不同的声波走时都不相同，因井液的波速小于岩石的波速，所以滑行波最先到达接收器。形成信号波形的初始起跳，一般称为"初至。分别读出二个接收换能器初始起跳的声时，按

5、下式即可计算岩体的纵波波速：　　Vp=ΔL/（T2T1）　　其中：Vp为纵波波速，单位m/s；ΔL为二个接收换能器的跨距，单位m；T2为二号接收换能器初始起跳的声时，T1为一号接收换能器初始起跳的声时，单位s。　　一般说来，波速的大小主要与岩石的密度、表面破碎程度、裂隙或节理发育程度以及岩石的孔隙度、胶结程度、风化程度等因素有关。　　由现场和实验室研究表明，岩体的密度高、单轴抗压强度大则纵波波速高；岩体越致密，岩体声速越高；结构面（层面、节理、裂隙等）的存在，使得声速降低；岩体风化破碎程度

6、大则声速低。因此，纵波波速的大小在一定程度上反映了岩体的完整性和风化程度。　　3.工程实例　　某高速公路大桥，一桥墩位于可溶性岩石灰质白云岩的山间谷地中，谷地中覆盖层为红粘土厚度约6.0m，在地质钻探揭穿红粘土后，在6.1～9.3m深度中，岩芯呈砂状和碎块状，9.3～18m岩芯完整，呈长柱状。这种情况对于6.1～9.3m段地质情况判断造成困难。为了探明该段内的地质情况，技术人员决定采用中国科学院武汉岩土力学研究所生产的RSM-SY5型声波检测仪，换能器为单孔圆管径向式，资料用RSMSY5声波仪检测程序进行分析处理

7、。　　通过对该钻孔的声波测试，6.1～9.3m段声波速度最高为6000m/s，最低为4200m/s，平均5500m/s，而9.3～18m段声波速度最高为65.L.00m/s，最低为4500m/s，平均5600m/s。两段内声波速度相差不大，据此可以判断，6.1～9.3m段岩芯破碎是由于钻探机械原因而造成的，地下岩体基本完整，此段可以作为基础的持力层。后来施工时根据现场开挖结果表明，该桥墩下6.1～9.3m段为完整基岩，与原来判断情况一致。　　4.声波测井缺点　　声波测井作为勘察的一种手段，由于其便捷性和操作简单性

8、获得较为广泛的应用。但是，就像任何事物都具有两面性一样，声波测井也有自己的局限性，首先它的探头要有媒质和孔壁接触，在平常就选用水作为这种媒质材料。如果在岩体节理裂隙发育的岩体钻孔中进行声波测试，这时由于钻孔漏水而使孔内无水，孔中没有探头与孔壁连接的媒质物体，这就使得声波测井不能进行，虽然有时可以注水进行测量，但是由于受水流的影响，测试数据的可靠性就会降低。再者，声波测井只