地球物理測(cè)井技術(shù)研究

1、地球物理測(cè)井技術(shù)研究地球物理測(cè)井技術(shù)研究地球物理測(cè)井，簡(jiǎn)稱(chēng)論文聯(lián)盟.Ll.測(cè)井，它是應(yīng)用地球物理方法劃分鉆孔剖面、評(píng)價(jià)地層進(jìn)而解決某些地質(zhì)問(wèn)題的一門(mén)技術(shù)科學(xué)。按勘探對(duì)象的差異，測(cè)井分為油田測(cè)井、煤田測(cè)井、金屬與非金屬測(cè)井、水文與工程測(cè)井以及地基勘察測(cè)井等。我國(guó)煤田測(cè)井開(kāi)始于1955年，50年代中期至70年代末，煤田測(cè)井主要是模擬測(cè)井，測(cè)井參數(shù)從50年代中期的電阻率、自然電位、人工電位、電極電位和電流等電學(xué)參數(shù)，到50年代末期增加了核測(cè)井。70年代試驗(yàn)了三側(cè)向、聲波、選擇伽瑪伽瑪、雙源距密度、中子測(cè)井、地層產(chǎn)狀、連續(xù)測(cè)斜和超聲成相等新方法，從而，煤田測(cè)井跨上了新的歷史時(shí)代。一方面，加強(qiáng)單孔解釋中

2、對(duì)薄煤層和夾矸劃分的研究，使煤層分層定厚的精度居世界前列，另一方面開(kāi)始多孔解釋?zhuān)M(jìn)展測(cè)井曲線(xiàn)的地層比照，擴(kuò)大了測(cè)井資料的地質(zhì)應(yīng)用范圍，實(shí)行了對(duì)儀器的刻度，開(kāi)展了測(cè)井資料的半定量、定量分析。隨著科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展和煤田地質(zhì)對(duì)測(cè)井技術(shù)的要求，模擬測(cè)井已不能滿(mǎn)足當(dāng)今煤田地質(zhì)技術(shù)要求。80年代初，我國(guó)煤田開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外數(shù)字測(cè)井技術(shù)，相繼消費(fèi)出適應(yīng)我國(guó)煤田特點(diǎn)和固體礦產(chǎn)勘探的數(shù)字測(cè)井儀，并形成方法系列化的補(bǔ)償密度組合探管電法測(cè)井探管、聲波測(cè)井探管、巖性密度組合探管和地層傾角探管配套設(shè)備，為我國(guó)煤田測(cè)井?dāng)?shù)字化完成了第一次飛躍。目前，我國(guó)煤田測(cè)井采用的主要方法有：電測(cè)井方面有普通電阻率測(cè)井、側(cè)向測(cè)井和自然電位測(cè)井

3、；核測(cè)井方面有自然伽瑪測(cè)井、雙源距密度測(cè)井、選擇伽瑪伽瑪測(cè)井和中子測(cè)井；聲波測(cè)井主要有聲波測(cè)井和聲幅測(cè)井等，已全部實(shí)現(xiàn)了測(cè)井?dāng)?shù)字化，能獲取大量測(cè)井信息。聲波測(cè)井由于其儀器攜帶方便，測(cè)試方法簡(jiǎn)單，在地質(zhì)勘察中獲得了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)以聲波測(cè)井工程實(shí)例說(shuō)明聲波測(cè)井在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用。1測(cè)試原理聲波測(cè)井測(cè)試原理如下列圖，發(fā)射換能器T將聲波儀發(fā)射機(jī)輸出的具有一定功率的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲信號(hào)發(fā)出后，二個(gè)接收換能器R1和R2那么分別接收聲信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，輸入到聲波儀的輸入系統(tǒng)中。在發(fā)射點(diǎn)與二個(gè)接收點(diǎn)之間，會(huì)形成一個(gè)復(fù)雜的聲場(chǎng)，發(fā)射出的聲波經(jīng)過(guò)井液射向井壁，一部分透過(guò)井壁進(jìn)入巖石中透射波，一部分反射回來(lái)反射波，

4、其中以臨介角i入射這一部分那么在井壁上產(chǎn)生滑行波，另外還有一部分直接沿井液傳播直達(dá)波。不同的聲波走時(shí)都不一樣，因井液的波速小于巖石的波速，所以滑行波最先到達(dá)接收器。形成信號(hào)波形的初始起跳，一般稱(chēng)為初至。分別讀出二個(gè)接收換能器初始起跳的聲時(shí)，按下式即可計(jì)算巖體的縱波波速：Vp=L/T2T1其中：Vp為縱波波速，單位/s；L為二個(gè)接收換能器的跨距，單位；T2為二號(hào)接收換能器初始起跳的聲時(shí)，T1為一號(hào)接收換能器初始起跳的聲時(shí)，單位s。一般說(shuō)來(lái)，波速的大小主要與巖石的密度、外表破碎程度、裂隙或節(jié)理發(fā)育程度以及巖石的孔隙度、膠結(jié)程度、風(fēng)化程度等因素有關(guān)。由現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室研究說(shuō)明，巖體的密度高、單軸抗壓強(qiáng)度

5、大那么縱波波速高；巖體越致密，巖體聲速越高；構(gòu)造面層面、節(jié)理、裂隙等的存在，使得聲速降低；巖體風(fēng)化破碎程度大那么聲速低。因此，縱波波速的大小在一定程度上反映了巖體的完好性和風(fēng)化程度。3.工程實(shí)例某高速公路大橋，一橋墩位于可溶性巖石灰質(zhì)白云巖的山間谷地中，谷地中覆蓋層為紅粘土厚度約6.0，在地質(zhì)鉆探揭穿紅粘土后，在6.19.3深度中，巖芯呈砂狀和碎塊狀，9.318巖芯完好，呈長(zhǎng)柱狀。這種情況對(duì)于6.19.3段地質(zhì)情況判斷造成困難。為了探明該段內(nèi)的地質(zhì)情況，技術(shù)人員決定采用中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所消費(fèi)的RS-SY5型聲波檢測(cè)儀，換能器為單孔圓管徑向式，資料用RSSY5聲波儀檢測(cè)程序進(jìn)展分析處理

6、。通過(guò)對(duì)該鉆孔的聲波測(cè)試，6.19.3段聲波速度最高為6000/s，最低為4200/s，平均5500/s，而9.318段聲波速度最高為65論文聯(lián)盟.Ll.00/s，最低為4500/s，平均5600/s。兩段內(nèi)聲波速度相差不大，據(jù)此可以判斷，6.19.3段巖芯破碎是由于鉆探機(jī)械原因此造成的，地下巖體根本完好，此段可以作為根底的持力層。后來(lái)施工時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖結(jié)果說(shuō)明，該橋墩下6.19.3段為完好基巖，與原來(lái)判斷情況一致。4.聲波測(cè)井缺點(diǎn)聲波測(cè)井作為勘察的一種手段，由于其便捷性和操作簡(jiǎn)單性獲得較為廣泛的應(yīng)用。但是，就像任何事物都具有兩面性一樣，聲波測(cè)井也有自己的局限性，首先它的探頭要有媒質(zhì)和孔壁接觸

7、，在平常就選用水作為這種媒質(zhì)材料。假設(shè)在巖體節(jié)理裂隙發(fā)育的巖體鉆孔中進(jìn)展聲波測(cè)試，這時(shí)由于鉆孔漏水而使孔內(nèi)無(wú)水，孔中沒(méi)有探頭與孔壁連接的媒質(zhì)物體，這就使得聲波測(cè)井不能進(jìn)展，雖然有時(shí)可以注水進(jìn)展測(cè)量，但是由于受水流的影響，測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性就會(huì)降低。再者，聲波測(cè)井只能是測(cè)試孔壁的巖體的完好程度，但是對(duì)于巖體的完好程度卻沒(méi)有方法測(cè)量，當(dāng)然，這個(gè)缺陷也可以通過(guò)跨孔聲波測(cè)試來(lái)抑制。其次，聲波數(shù)據(jù)還受孔壁光滑程度等成孔質(zhì)量因素影響，使得測(cè)試數(shù)據(jù)有一定的偏向。5.小結(jié)煤田測(cè)井的數(shù)字化，可以提供更多的地質(zhì)信息，使用好數(shù)字測(cè)井系統(tǒng)，是測(cè)井?dāng)?shù)字化的關(guān)鍵，另外，純熟掌握測(cè)井根本原理與相關(guān)知識(shí)，也是完成數(shù)字測(cè)井的前提，新型數(shù)字測(cè)井系統(tǒng)更是推動(dòng)煤田測(cè)井?dāng)?shù)字化進(jìn)展的動(dòng)力。聲波測(cè)井作為一種勘察方法，由于其所無(wú)可比擬的