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河北沧县台拱带深部岩溶地热系统成因机制及开发利用

时间:2023-08-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:所测孔斜数据均符合规范及设计要求。表2测温成果表测井方式为下测连续测量, 绞车控制器匀速拉升, 速度控制在10 m/min,且每200 m 做一次检查点

河北沧县台拱带深部岩溶地热系统成因机制及开发利用

本孔测井工作选择参数分别为: 视电阻率、 自然伽玛、 自然电位、 声速、 井径、 井温、 井斜。 原始资料记录准确、 清楚、 齐全, 全孔测量速度为10 m/min,最高测速不超测井规范1 200 m/h, 测井深度误差在500 m 以内为0.05 m, 500 m以上为0.02%, 采样间隔为0.125 m。

1.自然电位测井

一般情况下, 井内泥浆和地层水的矿化度总是有比较明显的区别, 也就是说产生自然电动势的条件是经常具备的。 渗透性地层在自然电位曲线上一般有明显的异常显示, 异常幅度主要反映地层中的泥质含量。 因此, 自然电位测井是划分砂泥岩剖面中渗透性地层的主要手段。

在测量该参数前, 野外人员严格检查了电极系上是否有氧化物(泥饼、 铁锈), 发现后及时清除, 并用清水冲洗干净。 该参数选择匀速下降的测量方法,测量时极性清楚, 曲线形态以零线为基准线向右为正异常, 反之则为负异常, 曲线的基线以岩性较纯的泥岩或粉砂岩岩层段来确定; 除此之外, 接地条件良好,曲线的反映形态清楚、 圆滑。

2.视电阻率测井

视电阻率测井量是一种以人工电场为场源, 利用钻孔剖面上岩层与岩层之间是否存在较明显的电阻值大小差异为物性前提, 用以划分钻孔地质剖面, 确定岩层的岩性、 深度和厚度, 进行岩层划分解释。

为保证视电阻率曲线的完整性和准确性, 电极系在下井前, 严格按照测井规范要求进行了校验, 其方法是外接标准负载电阻作为两点检查, 检查值与计算值的相对误差均不大于规范要求的5%, 该测井参数真实准确。

该钻孔进行不同电极系(2.5 m、 4 m) 测井工作, 所测两条曲线形态均符合规范要求, 解释点明显, 地层划分清楚, 曲线形态均达到规范要求, 无断迹、缺失、 跳刺等现象。 常见岩石的电阻率值详见表2 -9。

表2 常见岩石的电阻率

续表

3.自然伽玛测井

自然伽玛测井是沿井身测量岩层的自然伽玛射线强度。 岩石的自然放射性是由于岩层中含有放射性同位素而引起的。 由于不同的岩层往往具有不同的自然放射性强度, 因此, 可以根据伽玛测井曲线来判断岩性、 划分渗透性地层及钻孔的地质剖面。

由于沉积岩的自然放射性强度主要取决于泥质含量, 因此, 自然伽玛测井曲线可以用来划分泥质层和非泥质层, 估计岩层的泥质含量, 进行地层对比等。

在新生界地层剖面中, 黏土和泥岩的伽玛值最高, 砂砾岩的伽玛值较低, 故自然伽玛曲线幅度随泥质含量的增加而升高。

在中元古界地层剖面中, 纯白云岩、 含灰白云岩的伽玛值最低, 而泥质白云岩的伽玛值最高, 泥晶白云岩伽玛值略低于泥质白云岩, 也是随泥质含量的增加而伽玛值升高。

在仪器下井前用刻度环进行了检查, 其响应值与基地读数比较, 误差不大于5%, 保证了采集参数的准确可靠。

本孔自然伽玛曲线反映良好, 整条曲线反映正常、 形态圆滑, 无断点、 漏迹、 跳刺现象, 所测数据符合规范要求。

4.声波测井

声波测井是以岩石的声学性质为基础, 主要用来划分地层, 确定岩层的孔隙率, 获得岩层的弹性资料和强度特征参数。 根据声波时差曲线可以区分岩性, 划分各种不同岩性的地层。(www.xing528.com)

在致密地层中, 如白云岩、 含灰白云岩等, 声波速度大, 时差小, 它们在时差曲线上显示为低值; 在泥岩中, 声波速度小, 时差曲线显示为较高值; 砂岩的声速大于泥岩而小于石灰岩, 故砂岩的时差值介于以上两者之间, 表现为中等幅值。 此外, 砂岩的时差值随着钙质胶结物含量的增多而减小, 并随着泥质含量的增多而增大。

仪器进行测井前, 在钢管中进行了通电检查, 其响应值与标准值未超过8 μs/m, 声波探管发出的声音均匀, 测量成果可靠。

5.井径测井

在钻进过程中, 由于井液对岩层的浸泡和钻具在井内的活动, 井径将扩大或缩小, 这在质地松软的地层中更为明显。 为了正确进行测井曲线的解释及处理某些钻探工程技术问题, 需要准确地知道井径的大小。 在地球物理测井中, 使用井径仪来测定钻孔的井径。 井径仪可以测得钻孔直径沿深度变化曲线(井径曲线), 根据井径曲线来划分确定钻孔在不同深度扩径或缩径, 从而为钻探提供依据。

井径仪下井前用刻度环进行了检查, 分别测量了两次数据(大环300 mm,小环100 mm), 以校验井径仪的准确性, 其响应值与基地读数比较, 误差不大于10 mm, 采集数据真实准确, 满足规范的要求。

从该孔所测的井径曲线形态看, 曲线反映无异常变化, 无跳刺、 断迹等现象, 曲线反映良好。

6.井斜测井

井斜测井使用SLC-2 连续测斜下井仪, 该仪器具有抗震、 抗压能力强, 性能稳定等特点。 测斜仪下井前后均进行了井口吊零检查, 误差不大于0.5°。 仪器下井前进行罗盘校验, 顶角和方位角的检查点不少于两个; 实测值与罗盘测定值相差不大于规范要求, 顶角不大于1°, 大于3°时, 方位角不大于20°。

本孔根据终孔测斜成果, 实际孔深300.00 m, 孔斜0.33°, 方位角227.9°;孔深2 000.00 m, 孔斜4.93°, 方位角187.26°; 孔深3 000.00 m, 孔斜2.32°,方位角139.01°; 孔深4 002.50 m, 孔斜3.1°, 方位角145.47°。 所测孔斜数据均符合规范及设计要求。

7.井温测井

本次测温工作由中国核工业航测遥感中心承担, 使用JFSW -H (W) 数字地热测井仪探管, 测量范围: 0 ~250 ℃。 150 ℃范围内精度为±0.1 ℃, 仪器经过上海地学仪器研究所质量中心检验, 检验结果均符合技术标准, 测温结果真实可靠。

本孔采用的测量方法是井段的连续测量, 用来记录井温随深度的连续变化,该仪器具有性能稳定、 耐高温、 探测灵敏度高等优点, 在水文测井中, 测量井温绝大多数使用该仪器。 本孔进行了三次测温, 终孔测井深度4 004.93 m, 井温107.56 ℃, 详见表2 -10。

表2 测温成果表

测井方式为下测连续测量, 绞车控制器匀速拉升, 速度控制在10 m/min,且每200 m 做一次检查点测量, 保证所测的数据一致。

在测量该孔前, 进行了认真的校验, 此过程分两次进行, 首先在校验筒内注入热水, 用温度计进行测量, 实测值与给定值相差不大于1 ℃, 之后再注入凉水(常温水), 其度数相差也不大于1 ℃, 满足本次井温测量的要求。 在测量过程中, 如相邻两个测点的温度大于2 ℃时均进行了加密测点, 加密点达到规范要求为止。 另外井温曲线形态反映异常时, 要查明原因, 测量值与检测值相差不大于1 ℃。

本次井温测量成果, 从孔口到孔底均进行了连续测量, 无明显异常区。 在井温测量期间不得循环泥浆液, 确保所测的数据真实有效, 测温数据可以作为分析地温场特征的基础性数据。

综上所述, 物探测井方法, 除可以完成钻孔地质剖面的测量任务外, 还可以测出含水层的水文地质参数和岩石的工程力学性质, 也可以解决某些水井工程的特殊问题(如井径、 井斜等) 。 主要测井方法及其所能解决的水文地质问题如表2 -11 所示。

表2 测井参数方法及作用

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