岩溶地区溶洞的测井曲线特征分析研究

摘 要：溶洞在建设施工中的危害越来越明显，直接影响到桩基础的选型和施工质量及安全，如果对岩土工程条件认识不足，在施工中就会造成严重的质量安全隐患和经济损失，溶洞的勘察仅靠传统的钻探手段很难达到要求。本次研究通过对已知的钻孔进行物探测井，分析测井曲线自然电位、自然伽玛、梯度电阻率、电位电阻率、声速和声幅等参数的特征，来达到对溶洞的规模进行分析评价，找出沿海地区溶洞的物探测井曲线特征。

关键词：溶洞；测井；曲线特征；分析评价

1 场地概况及研究目的

研究区域为青岛某滨海盐场，西南部为沿海湾淤积而成，沿海地区滩涂辽阔，园区现已经开山取土以及土地平整，中部为老古河河谷地貌，区内地层由老到新的地层以此为青白口系的桥头组、震旦系长岭子组、甘井子组，寒武系上中下三统、奥陶系的冶里组和亮甲山组，以及第四系上更新统冲洪积层和全新统的海相沉积层，灰岩基礎中如果存在溶洞，将影响桩基础的选型和施工质量及安全，尤其是在本次研究的工业园区，如果对岩土工程条件认识不足，在施工中就得多次更改桩型，就会造成严重的质量安全隐患和经济损失。

2 研究设备选择及方法

本次测井所用仪器选为上海地学仪器研究所制造的JHQ-2D综合数字测井仪，井下探管有：JDX-2D电极系测井仪、JFS-2型单道辐射放射性测井仪。测量技术条件有：视电阻率电极系系数为K=125.6，电位电阻率电极系系数K=7.85。

根据测井目的任务，该孔所测的参数曲线有：梯度电阻率、电位电阻率、自然伽玛、自然电位、声波测井5项指标。曲线深度比例采用1：200纵向比例，均为连续测量。

本次测试行业规范为《水文测井工作规范》（DZ/T0181-1997）；

选取测井技术参数要求如下：

（1）点测质检量不少于10%，连续测量不少于30%；

（2）视电阻率均方相对误差≤7%；

（3）自然电位：±0.025mv～±100mv<±5%；

（4）自然伽玛：正负脉冲计数率0Kcps～20Kcps。

3 测井资料的处理及解释原则

3.1测井资料的处理

测井资料的数据处理采用上海地学仪器研究所综合测井系统V3.50软件对所测数据进行预处理，用实测的起算深度、回程差对曲线深度进行处理，使各参数方法曲线深度自动对齐统一，并对曲线进行整形处理，滤除各种干扰波形，然后进行电脑屏幕解释，按统一原则划分和各自参数的分层方法确定岩性。资料处理流程

3.2测井资料解释原则

根据地质资料和地球物理测井曲线的组合特征可知，推测钻孔所见地层的主要岩性为淤泥质粘土、强风化灰岩及中风化灰岩。自然电位测井结果易受地层水矿化度或井液矿化度的变化，而自然伽玛测井则基本上不受这些因素的影响，在沉积岩中，泥质含量愈大，自然伽玛强度愈大，可以定性地判断砂泥岩层的渗透性。

各曲线的解释原则如下：自然伽玛、自然电位 曲线用半幅点法分层，梯度电阻率、电位电阻率曲线用根部幅值点法分层。钻孔地质剖面岩性的测井综合地质解释：本次测井参与解释参数一共有五格，但往往一种参数或方法只能反映岩层的某一种地质属性，各参数间互补性很强，所以解释时必须要在多参数综合分析的基础上，结合钻探、地质资料，把握每一种参数在综合解释中的主次地位，才能得到准确结果。

4 钻孔测井岩性解释推测成果

由根据本区岩性地球物性特征结合所测参数曲线的组合特征，参考地质资料，对钻孔剖面进行分层如下：0-17.0米为淤泥质粘土；17.0-18.5米为强风化灰岩；18.5-58.6米为中风化灰岩；从物探测井电阻率曲线图上可以看出深度在44.3-48.5米处梯度电阻率和电位电阻率均表现为低阻，在沉积岩层中遇到溶洞或者破碎带，电阻率一般表现为低阻，推测此处存在溶洞或者破碎充水构造。

5 结论

本次测井所测参数为：自然电位、自然伽玛、梯度电阻率、电位电阻率、声速和声幅，由于研究区位于城镇，受地下游散电流影响，自然电位曲线特征不明显，在深度44.3-48.5米处，电阻率曲线和声波曲线存在异常，电阻率曲线中梯度电阻率和电位电阻率均表现为低阻，声波曲线中时差、旅行时，声幅均表现为高值，结合两种曲线特征，推测该处存在溶洞或者破碎构造，并且与钻探岩芯对应，证实该处确实存在一处充水溶洞构造，说明在充水的溶洞中，电阻率曲线中梯度电阻率和电位电阻率均表现为低阻，声波曲线中时差、旅行时，声幅均表现为高值。

在灰岩地区进行建设施工时要尽可能多收集地质、水文、物探等方面的资料，验证是否存在溶洞，择优选择处理溶洞的方式和方法，保证施工安全。

参考文献

[1]唐丽萍， 王秋林. 电极系的井下数字化[J]. 石油管材与仪器， 2007， 21（1）：19-21.

[2]刘莹. 基于电阻率与自然电位曲线的孔隙度与渗透率解释方法研究[J]. 长江大学学报自然科学版：石油/农学旬刊， 2013（11）：80-82.