高鵬飛
摘 要:地球物理綜合測井技術(shù),廣泛運用于工程施工建設的各個領域。通過獲得鉆井內(nèi)豐富的地質(zhì)物性信息,記錄鉆孔中巖石物理性質(zhì)的變化,推斷地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)環(huán)境,解決水文地質(zhì)等方面,越來越發(fā)揮重要的作用。
關(guān)鍵詞:綜合測井;井中電視;破碎;含水層;巖體完整程度
1 引言
我國首家煤炭行業(yè)運用盾構(gòu)技術(shù)進行隧道施工在某煤礦投入生產(chǎn)。盾構(gòu)隧道在通過不良地質(zhì)條件地段施工過程中會對地層產(chǎn)生擾動,可能引起地表及周邊建筑物變形或沉降。特別是巖體的軟硬不均,斷裂,破碎,巖石風化,水文等因素,直接影響隧道盾構(gòu)的安全施工。因此必須進行超前地質(zhì)預報,參照我國鐵路隧道施工超前地質(zhì)預測的經(jīng)驗,目前國內(nèi)常用的方法有地質(zhì)雷達法、超前鉆孔法和地質(zhì)分析法三種。文章主要介紹超前鉆孔測井技術(shù)。
2 綜合地球物理測井
地球物理測井方法:自然伽瑪、聲波測井、電阻率測井、自然電位測井、井溫、井斜測井、井中電視、鹽化等。
儀器設備:測井儀器采用北京中地英捷物探研究所生產(chǎn)的PSJ-2型數(shù)字測井儀。該系統(tǒng)由主機、電纜絞車、筆記本電腦、發(fā)電機,密度、井溫、井斜、聲波及電極系探管組成。井下電視采用武漢長勝工程檢測技術(shù)開發(fā)公司JL-IDOI(A)智能鉆孔電視成像儀。
3 綜合測井資料解譯
3.1 不同的巖石在各種測井曲線上有不同的物性特征,可用測井曲線來區(qū)分各種巖層。一般根據(jù)2~3種測井參數(shù)曲線的特征和一般規(guī)律,并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)-地球物理特征及部分取芯資料,劃分出鉆孔的地層巖性及鉆孔的地球物理特征。
根據(jù)視電祖率、自然電位、聲波速度測井曲線解釋原則,將實測的測井曲線進行綜合解釋分層,確定孔內(nèi)巖層結(jié)構(gòu)。
3.2 根據(jù)聲波速度測井曲線的解釋原則,將實測的聲速測井曲線進行分層解釋,結(jié)合該孔代表巖塊或完整性巖體的物性指標,依據(jù)規(guī)范中巖石完整性系數(shù),確定孔內(nèi)巖層的破碎程度。根據(jù)該孔巖石完整性系數(shù)。(聲速測井結(jié)果看出,共有9層異常),分析巖石破碎和裂隙發(fā)育程度。
3.3 根據(jù)視電阻率、自然電位及井溫曲線異常綜合解釋原則:對含水層(段)相對高阻圍巖在視電阻率曲線上呈現(xiàn)低阻異常;自然電位曲線上自然電位幅值大,曲線偏離基線(零線)急劇上升或下降。井溫曲線出現(xiàn)不符合正常地溫增長規(guī)律,井溫梯度變化相對整孔溫度變化梯度值偏小,無明顯隨深度變化。結(jié)合井溫曲線,將實測的視電阻率、自然電位測井曲線的異常特征進行綜合解釋分析,劃分含水層(段),確定富水異常區(qū)范圍。
3.4 井液電阻率測井(鹽擴散法):在含水層(段),鹽化后井液電阻率隨時間有明顯增加和位移,根據(jù)鹽化后井液電阻率隨時間的變化和鹽水柱的運動方向,劃分含水層(段)并確定其補給關(guān)系。根據(jù)井徑測井實測數(shù)圈定井徑擴大段。
3.5 智能鉆孔電視成像儀:定量分析鉆孔的破碎情況、裂隙的發(fā)育及長度、寬度、裂隙的產(chǎn)狀,計算鉆孔中破碎帶的面積,計算巖層破碎、裂隙的位置及在鉆孔中的長度、寬度、走向等。結(jié)合綜合測井資料確定巖層破碎、節(jié)理、裂隙發(fā)育情況。
4 測井曲線綜合解釋成果
綜合測井的成果解釋:結(jié)合上述各實測物性參數(shù)的逐個分析、解釋。綜合對比分析,運用聲波速度曲線對孔內(nèi)巖層的破碎程度進行評價;綜合視電阻率、自然電位、井溫、井液電阻率(鹽化)等測井參數(shù)進行地下水評價;綜合井下電視進行孔異常區(qū)綜合解釋評價。
5 結(jié)論與建議
綜合測井在盾構(gòu)隧道超前鉆孔地質(zhì)預報勘查中,取得了一系列效果。特別是對不良地質(zhì)中的軟硬巖體、破碎帶、巖石風化程度、水文地質(zhì)方面,提供了科學的物探測井數(shù)據(jù),減少不良導體對盾構(gòu)刀具的變形和損壞和盾構(gòu)施工所造成的影響,以便采取適當?shù)募夹g(shù)措施,確保盾構(gòu)隧道安全施工。建議:如果在隧道上方的地面上進行地質(zhì)雷達或高密度勘查,對盾構(gòu)隧道在通過不良地質(zhì)體施工過程中對地層產(chǎn)生擾動,可能引起地表及周邊建筑物變形或沉降進行勘查和監(jiān)測,將有一定的實際意義。