卢肖均 谢绍彬 杨富强
广西壮族自治区地球物理勘察院 广西柳州 545005
摘要：本文通过实例说明水文测井在地热资源调查中的重要应用。
关键词：井温测井、流体电阻测井、声波测井、地热资源调查
1、前言
地热是来自地球内部核裂变产生的一种可再生清洁能源，而在地热调查区水文钻孔开展井温、声波测井工作，测量孔内孔壁井温参数、流体电阻率参数、岩石声波波速参数，计算温度递增梯度和声波波速与声波时差等，划分裂隙带。
常用地热测井方法为：井温测井和声波测井。
2、方法原理及数据采集
⑴井温流体电阻率测井
井温测井的测量对象是地温梯度和局部温度异常。当钻井岩性处于相对稳定状态时，其本身的温度场也相对稳定；当井筒内或井筒外存在破碎并有流体产出时，原始温度场受到干扰而发生变化，这时，井温曲线能真实地反映出这些变化。
流体电阻率测井主要测量钻孔井液（泥浆）电阻率变化，发现含水破碎带。
工作方式为自动连续观测，采样间距0.2m，记录原始值并计算井液温度及流体电阻率。
⑵声波测井
声波测井是利用声波在不同的介质中传播不同的特征，作为一种物探方法，用来划分岩层，确定岩层的孔隙度，研究裂隙带等。
声波测井使用声波探管，该探管是测量声波纵波沿井壁地层中旅行的时间，然后把数据送上地面综合面板，由计算机进行各种处理。
工作方式为连续自动观测，采样间距0.2m，记录原始值并计算岩矿石波速。
3、实例分析
以广西岑溪市地热调查区SZK1钻孔地热测井为例，测井方法为：井温测井、流体电阻测井和声波测井。
（1）井温测井
9.2m～18.0m深度段
处于水位线以下，井温温度从23.70℃降至23.42℃，呈负梯度变化。当地气温约为11℃，井温受气温影响不大，地温梯度呈负梯度变化说明水位线至9.2m段有热源。
18.0m～24.6m段
构造带区段，井温温度在23.42℃～24.50℃之间，恒温无热源。
24.6m～300.0m段
井温由24.50℃升至29.0℃，呈正梯度线性递升，井温平均梯度为1.63℃/100米。
其中：24.6m～123.6m井温由24.5℃升至25.0℃，井温梯度值约为0.5℃/100米，小于平均梯度值，说明该深度段裂隙不发育或不存在热源；123.4m～127.8m段井温明显抬升，井温从25.0℃升至25.3℃，梯度值约为6.82℃/100米；127.8m～253.0m段井温由25.3℃升至27.43℃，呈正梯度线性递升，梯度值约为1.70℃/100米，与平均梯度值相当；253.0m～290.0m段井温由27.43℃升至28.48℃，井温梯度值约为2.84℃/100米，高于平均梯度值；290.0m～300.0m段井温由28.48℃升至29.00℃，井温梯度值约为5.20℃/100米，高于平均梯度值。
可见含水段主要位于123.8m～127.8m，钻孔底部地温达29.00℃，地温梯度逐渐升高且明显高于全孔平均值，可能接近储热层。
详见《广西岑溪市地热调查SZK1井温声波曲线图》
（2）流体电阻测井
流体电阻率的高低主要与含水构造及井液温度高低有关，同时也与井液泥质含量多少有关。
9.2m～30m段，处于封闭的套管中，流体电阻率变化的幅度比较大，电阻率在9.2 m 处为66.46Ωm往下递减到30m处电阻率为46.25Ωm，说明该深度段浅部井温高往下逐渐变低，随着深度加深在30m左右，岩性为断层角砾岩，电阻率曲线变化趋于平缓。
30m～97m段，由于该深度段处于封闭的套管中此时电阻率是以井液温度的影响为主，电阻率变化范围为44.40Ωm～46.25Ωm，电阻率的曲线变化较缓，无明显构造异常。
97m～135m段，电阻率值从44.50Ωm升至85.54Ωm，124.2m往下曲线梯度突变升高，对应局部井温梯度达6.82℃/100米，与已揭露的断裂带对应。
135m～300m段，电阻率值逐渐变小回落至58.5Ωm，其中222.0～232.0m段、251.0～263.0m段、292.0～298.0m段电阻率曲线呈局部隆起，说明这些区段含有小裂隙。详见《广西岑溪市地热调查SZK1井温声波曲线图》
（3）声波测井
声波测井是利用声波在不同的介质中传播不同的特征，来划分岩层，确定岩层的孔隙度，研究裂隙带。此次使用S523声波探管进行声波测井，所测原始值通过原厂标定参数计算所得计算值偏高，但可以通过对数值的对比分析可以划定波速异常段以确定岩石的破碎裂隙带。通过《广西岑溪市地热调查SZK1井温声波曲线图》，可以发现：
9.2m～63m段，处于封闭的套管中，声波波速普遍大于5120m/s，其中9.2～26m段声波波速和声波时差曲线相对平稳，而26～63m段曲线极不稳定，呈锯齿状剧烈跳跃。
63m～168m段，70m以上深度段声波波速曲线呈锯齿状剧烈跳跃，往下曲线相对平稳且声波波速普遍升高300m/s，可见在70m左右深度段存在不同岩性分界。在78.7～79.5m、87.5～88.9m、92.8～95.2m、119.3～119.9m和125.0～128.2m声波波速明显变小，其中以125.7～125.9m处的波速突变较大波速最低为2350m/s。说明这几处岩石可能存在破碎或存在裂隙构造，其它区段岩石比较完整。
168～177m段，波速曲线呈锯齿状剧烈跳跃，最高波速为7200 m/s，最低波速为4200 m/s，平均波速为5400m/s，岩石较破碎。
177～300m段，该深度段平均波速为6500m/s，波速曲线有小幅锯齿跳跃，岩石相对较完整。其中在181.0～181.4m、184.0～185.2m、189.2～189.8m、211.6～212.2m、219.8～220.8m、231.4～231.8m、242.2～244.0m、251.0～253.6m、277.4～278.8m、284.0～284.4m、289.5～289.9m处出现波速变小突变或曲线呈现明显的锯齿跳跃，说明这些区段可能存在岩石破碎或小裂隙构造。
综合分析认为在40.0～54.0m、124m～128m、222.0～232.0m、251.0～263.0m、292.0～298.0m可能存在含水裂隙或构造。钻孔底部局部地温梯度达5.20℃/100米，明显高于1.63℃/100米的平均地温梯度值，接近岩性变化层或储热层，往深部有望发现热水层。
4.结束语
通过实例可以发现，在地下热水资源调查与开发利用过程中，通过对调查区已知水文钻孔进行水文测井，可以得到该钻孔的温度、波速、电阻率等有用的物性资料，还可以对该地区下一步的地质地热调查提供参考依据。
参考文献
[1]GB-T-11615-2010地热资源地质勘查规范
[2]地球物理测井在水文地质勘察中的应用综述 - 骆淼 潘和平 黄东山 - 《 工程地球物理学报 》 - 2004，1（2）
[3]水文测井在地热开采0104井中的应用实例 -《山西建筑》 -2012年22期 李冬 王建通 李立杰
[4]地热资源测井评价与开发 -《价值工程》 -ISTIC -2012年25期 郭常来 孙越
论文作者:卢肖均,谢绍彬,杨富强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/25
标签：声波论文; 波速论文; 梯度论文; 地热论文; 电阻率论文; 裂隙论文; 流体论文; 《建筑学研究前沿》2018年第7期论文;