加强EH4成果分析,是当前提高成井率的可行方法.pdf

1 加强 EH4 成果分析，是当前提高成井率的可行方法 图 1.1 EH4 等值线剖面图 加强 EH4 成果分析，是当前提高成井率的可行方法 加强 EH4 成果分析，是当前提高成井率的可行方法 开发地下水选取井位探讨 周 康（西勘院勘察公司 云南 昆明 650051）摘要：在点多面广的农村地区，施工水井开发地下水成为旱情严重地区快速、经济、有效的主要手段。井位选取是地下水开发成败的关键。EH4 测试方法在开发地下水选取井位中应用渐趋广泛，其测试成果中蕴含的大量信息有待发掘，本文探讨目前 EH4测试成果应用有待提高的方面。关键词：分析区域地质 测试手段 EH4 测试 含水地质体 视电阻率 等水位线图 1.前言 1.前言 选取井位通常采用分析区域地质并结合测试手段进行。分析区域地质主要是从地下水系统的补、迳、排方面着手，推测地下水储水结构、水位、水量等，从宏观上判断地下水状况。分析区域地质由经验丰富的水文地质人员通过区域资料（云南省一般为 1:20 万区域水文地质）及现场调查的地形地貌、地表水文情况、地层情况等进行分析预测，预测结果与水文地质人员素质及区域地质资料精度有关。测试手段是采用物理勘探、化学勘探方法，在地下水富集地段进行精确定位，可以较真实的反应微观地下水赋存的空间位置等信息。化学勘探方法由于时间周期较长很少采用，物理勘探均以探测测试对象电阻率的不同（含水层电阻率相对较低）为原理，从而解析地质体含水状况。EH4测试法也采用上述原理进行，具有测试成本低、测试深度大（最大可达 1000m 以上）、成像成果直观等优点而渐趋推广。当前，测试成果最终唯一反应为“EH4等值线剖面图”（图 1.1），从图上水文地质人员可直观的判断相对低阻率的分布区（往往认为是含水地质体），从而设计井2 加强 EH4 成果分析，是当前提高成井率的可行方法 位、井深、井径结构等，使用的信息量不大。2.EH4 测试成果分析 2.EH4 测试成果分析 EH4 测试成果应不仅还包含地下水的更多信息（如地下水流向、水力坡度等），且还有大量地层、构造的信息。2.1 EH4 测试成果反应的地下水信息 2.1 EH4 测试成果反应的地下水信息 其应用原理为：含水地质体电阻率比非含水地质体电阻率小。现阶段仅应用于判断含水体位置，对含水地质体形态、地下水流向、水力坡度进而判断水量的应用有待挖掘。理论上，当平面上 EH4 测试点数量2 点、我们又将电阻率低阻区设定为含水层时，就可以绘制等水位线图，从而判断地下水的流向、水力坡度等。往往平面上 EH4 测试数量至少 1 条剖面数十数百点，均能绘制出其控制区域内的等水位线图，将该信息与分析区域地质预测相对照。此外，若 EH4 测试控制区域足够大，尚可由此判断含水地质体的形态特征（上层滞水、层状水、管道水等）。绘制等水位线图可按以下步骤进行：1、解读“EH4 等值线剖面图”，对各地下含水体进行编号；2、提取各点位各含水体的空间数据；3、绘制各含水体等水位线图、水力坡度图等。2.2 EH4 测试成果反应的地层、构造 2.2 EH4 测试成果反应的地层、构造 原理为各地层、构造均有不同的电阻特征，如即便同为非含水体，灰岩电阻率常常为数千数万欧姆，而泥岩、砂岩、玄武岩等常常为数百数千欧姆；同种非含水岩石，裂隙率与电阻率呈正比，含水层则相反；砂泥岩中的含水体与煤层应有地质体形态上的不同。因此，结合区域资料分析，加强研究各地质体间电阻率的对照关系，是各专业人员的一个课题。下表（表 2.1）对照云南省昆明市、文山州 10 口水井的钻探结果统计出几种地质体的 EH4 视电阻特征以供参考。各地质体的 EH4 视电阻率统计表 表 2.1 地层 电阻率（欧姆）数据采集地点 非含水体 含水体 范围值 平均值统计数量范围值 平均值 统计数量 灰、浅灰色厚层状硅质、白云质灰岩 2000-5 万 6758 212 137-1263 433 46 文山、昆明灰色薄-厚层状纯灰岩 1274-3 万 4562 146 119-1454 363 27 文山、昆明褐红色薄-中厚层状泥质砂岩 233-5668 783 32 52.3-469 217 17 昆明 褐黄、褐红色轻变质玄武岩328-767 463 7 142-356 248 7 昆明 第四系土体 10.5-55.7 33.1 17 0.5-13.5 6.6 21 文山、昆明3 加强 EH4 成果分析，是当前提高成井率的可行方法 3.工程实例 3.工程实例 某水井工程，区域地层为 D2h 褐红色中厚层状泥质砂岩，现场实测产状 N40E，NW，30，地表节理裂隙发育；地貌为南偏西（220）走向的冲沟沟口地段，冲沟走向与岩层走向一致，冲沟总长 5.6km，汇水面积约 5.2km2；要求孔深300m，出水量50m3/d。区域地质分析井位位置汇水面积大，地下水流向应与冲沟方向一致，预测成井可能性高，并布置了 2 条 EH4 测试剖面以确定最终井位，测试成果见图 1.1。第一步 解读“EH4 等值线剖面图”，对埋深350m 的各地下含水体进行编号，共划分出 1、1-1、1-2、1-3 个地质体，其中 1 为非含水体（视电阻率300 欧姆），1-1 为浅层含水体（位于地表浅部，视电阻率50 欧姆），1-3、1-4 为裂隙水含水体(视电阻率 0-300欧姆）。第二步 提取各点位各含水体的空间数据（见表 3.1）第三步 绘制各含水体等水位线图（图 3.1-3.2）。各点位各含水体的空间数据表 表 3.1 含水体编号 EH4 点编号 1-1 1-2 1-3 顶深（m）顶海拔（m）顶深（m）顶海拔（m）顶深（m）顶海拔（m）110 0.00 1568.93 21.00 1547.93 285.00 1283.93 111 0.00 1577.40 315.00 1262.40 112 0.00 1578.80 113 0.00 1583.64 114 0.00 1586.80 30.00 1556.80 115 0.00 1600.40 34.00 1566.40 116 0.00 1589.00 117 0.00 1585.00 118 0.00 1586.80 33.00 1553.80 119 0.00 1587.20 28.00 1559.20 120 0.00 1594.10 29.00 1565.10 121 0.00 1587.40 11.00 1576.40 122 0.00 1596.20 13.00 1583.20 123 0.00 1588.83 21.00 1567.83 210 0.00 1583.90 3.00 1580.90 212 0.00 1586.60 27.00 1559.60 120.00 1466.60 213 0.00 1584.00 268.00 1316.00 214 0.00 1585.30 215 0.00 1585.60 281.00 1304.60 216 0.00 1589.30 4.00 1585.30 240.00 1349.30 217 0.00 1589.30 5.00 1584.30 218 0.00 1582.30 13.00 1569.30 4 加强 EH4 成果分析，是当前提高成井率的可行方法 含水体编号 EH4 点编号 1-1 1-2 1-3 顶深（m）顶海拔（m）顶深（m）顶海拔（m）顶深（m）顶海拔（m）219 0.00 1583.30 11.00 1572.30 220 0.00 1593.00 8.00 1585.00 347.00 1246.00 221 0.00 1589.70 13.00 1576.70 222 0.00 1588.10 20.00 1568.10 316.00 1272.10 223 0.00 1590.10 28.00 1562.10 307.00 1283.10 224 0.00 1590.10 13.00 1577.10 319.00 1271.10 水井最终施工于点 221 位置，从图中看出并非理想孔位（理想孔位应向东移），终孔深度为 262m，静止水位埋深 44.50m（与止水管深度相当），主要抽取 1-2 地下水，由于地下水为裂隙水，采用 CO2洗孔后，出水量为 108m3/d。4.结语 4.结语 充分分析物探资料是当前水井定位中亟待解决的问题之一，由于水文地质人员不掌握足够物探专业知识，物探测试人员不具备水文地质专业知识，二者的协调、沟通显得极为重要。同时，两相关专业技术人员还应当多学习另一方的专业知识，特别水文地质人员，最终井位由水文地质人员确定，更是负有提高物探专业知识的责任。图 3.1 1-1 含水体等水位线图 图 3.2 1-2 含水体等水位线图 5 加强 EH4 成果分析，是当前提高成井率的可行方法 上述绘制等水位线图的 3 个步骤中，首要在于第一步骤中对含水地质体的划分上，必须结合区域的分析进行，若划分不当，将得出与实际出入更大的结果。本文对 EH4 物探测试成果应用进行较为浅显的分析，仅起到抛砖引玉的作用，EH4 物探测试成果蕴含的地质信息极其丰富，望广大水文地质及物探专业人员加强研究，提出更多的方法。参考资料：1.水文地质学肖长来、梁秀娟、王彪编著 地质出版社 2.水文地球物理测井方法与应用郭崇光、李振拴、赵莹、杨展编著 煤炭工业出版社 3.地下水动力学原理薛禹群主编 地质出版社