用测井方法确定深部隐伏构造的实例一则

张德权1，贺颢2，张彦林1，陈绍1
（1.甘肃省地矿局第一地质矿产勘查院　甘肃天水　741020；2.中国地质调查局　北京　100035）

测井作为一种先进的探测手段，在水文地质及工程地质方面的应用，已有数十年的历史，笔者就其工作中利用视电阻率测井方法确定深部隐伏构造的实例及所获得的成果给予探索性的介绍。

1　地质及地球物理特征

工作区位于甘肃省平凉市南部山区，处于祁吕贺山字型构造体系的脊柱－贺兰褶带的南段与陇西系六盘山旋回褶带的复合部位，地质构造复杂。受构造的分割与控制，区内地层连续性差，缺失现象明显，仅白垩系、奥陶系地层分布较稳定。奥陶系为区内主要的碳酸盐岩地层，其下统水泉岭组、中统三道沟组沉积厚度大，岩性主要为灰岩及白云质灰岩、白云岩等，其中三道沟组灰岩质纯性脆，溶隙发育，是区内赋存岩溶水的主要层位；中统平凉组岩性不均匀，泥质成分含量高，岩溶裂隙不发育，富水性差。

地层电性视其岩性和湿度而异，变化范围较大。第四系表层的亚砂土、亚粘土、粘土等，视电阻率为10－60欧姆米，砂砾石层电阻率一般为60－300欧姆米；白垩系泥岩、砂质泥岩电阻率最低，为10－30欧姆米，砂岩、砂砾岩为30－100欧姆米；奥陶系泥灰岩为40－90欧姆米，岩溶裂隙发育带多被地下水与泥质充填，视电阻较低，一般为100－350欧姆米，而在完整的底板灰岩，视电阻率最高，多在500－800欧姆米以上。

2 测井曲线特征分析

图1（图略）绘出了B1、B2两相邻钻孔的部分实测曲线。由图可见，B2孔3号异常的上部（260米内），测井曲线起伏大，变化陡，呈锯齿状形态，局部地段夹有高阻异常，说明该段地层岩性复杂，分布不均，锯齿状表明，地层含杂质较多，为平凉组地层特征；与上部相比，260米以下的3号、2号异常段却发生了质的变化，3号、2号及以下异常层段，视电阻率值虽高达600欧姆米以上，但测井曲线的形态却连续完整、圆滑，无大起大落的锯齿状，近似直线特征，说明3号、2号异常段反映的地层厚度大，岩性纯，致密坚硬，杂质含量低，岩溶发育程度弱。

3 隐伏构造的确定

用测井资料确定隐伏构造，其方法就是地层对比，与岩性、沉积韵律及古生物化石等相比，利用该法进行地层对比，其优点是形象、直观、快速。测井所获得的各种信息，都是井剖面上各种地层岩性的综合反映。在漫长的地质岁月中，不同层系的地层岩性、地层组合、沉积韵律便有着不同的地质特征和差别，这些不同的地质特征和差别反映在测井曲线上便显示出不同的异常幅值和形态。依据测井反映的这一地质特征，再结合区域地质资料，对区内多口井的电性及其它物理性质进行综合分析，就可了解地下隐伏构造、断层及不同层系的地层岩性在空间上的展布状态和地下水的有利赋存地段。

为缓解供水矛盾，平凉市自来水公司打了钻孔B1，获得了成功，孔深300米，渗透系数5.08米/天，自流量高达8000m3/d。随后决定在该孔以南灰岩出露的678米处实施第二口井，方案参考B1孔，实施无岩心钻进，设计孔深600米，涌水量大于8000方/日。但钻探完工后的实际自流涌水量仅为320余方/日，这一结果令人失望，后经多方案洗孔，涌水量增长微乎其微，原因使人费解。由于该区第四系广为覆盖地表，地貌上很难看到构造痕迹，因此为查明该孔涌水量小的原因，决定采用测井方法对B1、B2两孔进行对比解译。依据区内地电特征及现有的技术方法，决定采用视电阻率测井法对两孔进行测试，测试结果表明，虽然方法单一，但成果却令人欣慰，地质上的难解问题等到了圆满的回答。图1是此次工作的部分成果，由图可见，B2孔在378米之后出现的两个曲线异常段，其曲线形态、幅值及层厚等与3号、2号异常所反映的层厚、曲线形态及幅值几乎完全相同，分析曲线出现重复的原因是构造运动导致岩盘上下错动而出现的重叠，370－378米出现的低阻带，则反映了该断裂的位置与埋藏深度和规模。而两孔的水文地质特征也旁证了上述推论，B1、B2两孔水平相距不到700米，但涌水量却相差甚大，B1孔孔深300米，渗透系数5.08米/日，自流量高达8000余方/日，而B2孔孔深600米，渗透系数仅为1.02米/日，抽水涌水量不及800方/日，二者相差达10倍有余，这一结果进一步表明B2孔深部确有隐伏构造存在，由于该断裂规模小，未能影响到B1孔，同时也不排除B1孔附近存在其它导水构造的可能。

据以往灰岩区的工作经验，大厚度的低阻灰岩层，裂隙虽然发育，但多被泥质充填，故一般情况下涌水量较小，而出现在巨厚高阻层中间的低阻灰岩层段，则多为溶蚀现象所致，通常是岩溶的发育带，并伴随有较大的溶洞出现，故导水条件好，涌水量大。而B2孔巨厚层灰岩，虽夹有薄层低阻带，但因3号、2号岩盘的错位上升，使其地下水通道受阻，岩溶发育程度变弱，涌水量减小则成自然而正常的了。

4 结束语

（1）利用测井方法不但能划分地层岩性，还能确定地质上难以解决的隐伏构造，并对构造的力学性质作出判断，对其埋藏深度和规模作出解译。

（2）区内岩溶水直接受隐伏构造的控制，在具压扭性质的断裂带（B2孔）周围，因不具备岩溶的发育和导水条件，富水性极差。

（3）利用测井资料进行地层对比并确定隐伏构造，虽具形象、直观、快速之优点，但同时又是一项极为复杂而仔细的工作，尤其在岩溶地区，有时显得极为困难，因而只能卡大层（段），分析薄层，逐一对比。如发现地层重复或缺失，一般表明有构造存在，地层缺失，通常为正断层，地层重复则为逆断层，断层的层面位置，就是地层开始缺失或重复的位置。

参考文献

［1］ 杜奉屏等.油矿地球物理测井[M].北京：地质出版社，1984.

该文全文发表在《物探与化探》2004年第四期