浅谈自然伽玛测井在工程勘察中的意义

【摘 要】在实施的案例中，工程勘察中的地球物理测井是其中一现比较重要的手段，自然伽玛测井是沿井身测量岩层的天然伽玛射线强度的方法，利用自然规律和原理，根据自然伽玛测井结果就有可能划分出钻孔的地质剖面、确定砂泥岩剖面中砂岩泥质含量和定性地判断岩层的渗透性，对比自然伽玛曲线和岩芯柱状图，结合区域地质资料，对钻孔岩溶发育和破碎区域进行了划分，提高了勘察的准确性。

【关键词】自然伽马；勘察；应用；案例

0 前言

时至今日，土建、水利、桥隧、道路、港口、海洋等有关工程中，以岩土体的利用、改造与整治问题为研究对象的科学领域的日益专注和完善，为国民经济建设提供了良好的基础条件，工程勘察中的地球物理测井是其中一现比较重要的手段。

地球物理测井是用地球物理探测手段，了解被测井眼不同井段的导电、传热、声学、 放射性等物理性质，用以确定岩层的岩性、物性、含油气性、含盐卤矿化度与地球物理 特性的关系，进而研究地质、矿产状况和钻井技术。自然伽玛测井是沿井身测量岩层的天然伽玛射线强度的方法。岩石一般都含有不同数量的放射性元素，并且不断地放出射线。例如，在火成岩中，愈近酸性，放射性强度愈大；在沉积岩中含泥质愈多，其放射性愈强。利用这些规律，根据自然伽玛测井结果就有可能划分出钻孔的地质剖面、确定砂泥岩剖面中砂岩泥质含量和定性地判断岩层的渗透性。

对比自然伽玛曲线和岩芯柱状图，结合区域地质资料，对钻孔岩溶发育和破碎区域进行了划分，提高了勘察的准确性。

1 案例工程区域地质及地球物理特征

1.1 场地地层概况

案例工程场区勘探深度内，自上至下依次为第四系粘性土，碎石土、奥陶系灰岩。

根据钻探揭露第四系地层可分为全新统填土、黄土；上更新统地层基本为坡洪积粘性土及充填粘性土的碎石层；晚更新统主要为次生红粘土及充填粘性土的碎石层组成。场地下伏基岩为灰岩。

该套全新统地层具高孔隙比，低承载力特征，属不良地质层，根据建筑物特征，该层多挖除对工程无实际意义。

上更新统及晚更新统粘性土具硬塑状特征，可分为粉质粘土、粘土、碎石。粘性土一般含灰岩碎石，该层直接覆盖于基岩之上，但分布不均匀，厚度不均匀。

该区基岩主要为灰岩，厚度变化大，岩溶及溶洞极为发育，一般充填粘性土及碎石。

1.2 地球物理特征

在地球物理特征和试验成果的基础上进行资料的解释，表现在成果图上有如下特征：第四系粘土和泥质灰岩自然伽玛值较高，灰岩自然伽玛值较低。如灰岩破碎或岩溶发育则自然伽玛值升高。

2 案例工程工作方法技术及质量检查

2.1 仪器设备与技术指标

野外工作使用仪器为重庆地质仪器厂生产的JGS-1智能综合测井系统，由测井主机、绞车控制器、绞车、测井探管、笔记本电脑及各种连接线组成。

2.1.1 智能工程测井系统主机主要技术指标（表1）

2.1.2 测井工作软件系统

运行环境：Windows98/2000/XP。

采样间隔任意（1～1000cm）设置（1cm，2cm，...1000cm）。

一次采集的最大深度3000米（0.1米采样间隔）。

多参数深度自动对齐。

多参数叠加达到10条。

曲线移动，异常点剔除、平滑、倒序、合并、分段、计算等。

解释剖面输入及岩层名称、厚度、底板深度自动形成。

曲线放大、压缩。

曲线深度比例5种：1∶50、1∶100、1∶200、1∶500、1∶1000。

彩色或黑白连续出图。

输出图形最大宽度415mm，长度2310mm。

2.1.3 R411自然伽玛探管：

闪烁体：NaI（Tl）、Φ23×60mm。

光电倍增管：GDB23。

测量范围：>30Kev 伽玛射线。

计数范围：0～32000cps。

稳定性：连续工作时，其输出变化小于3.5%（每次测100组数取平均值）。

道间干扰：在孔中载源密度道对自然伽玛的干扰不大于0.5%。

2.2 测井质量检查

测井资料质量的评级以甲方施工设计为依据，按SY/T5132-2003《测井原始资料质量要求》为标准对仪器刻度、重复性、一致性以及对地层特征的反应逐项检查和控制，严格评定各条测井曲线的质量。

对测井原始资料质量主要从以下方面进行评价：

2.2.1 按照SY/T5132-2003《测井原始资料质量要求》对测井原始资料质量进行检查评价

各种测井项目的刻度准确，车间刻度、测前刻度、测后刻度齐全，刻度误差均在各自允许的误差范围之内。

曲线深度准确，各条曲线之间对应性好，数据的变化相对应，对套管深度误差每千米不超过1米。

测井速度符合要求。

接图曲线测井值误差不超过10%。

重复曲线误差均在误差允许范围内。

各曲线数值符合一般规律和地区岩性特点。本井所有测井曲线均成功的反映了地质特征，较好的反映了当时测井环境下的真实情况。

所测全部曲线均符合SY/T5132-2003《测井原始资料质量要求》标准，曲线之间有较好的相关性。

2.2.2 利用重复曲线分析法检查原始曲线质量

重复曲线是检查测井资料质量的重要方法之一，重复曲线的吻合性直接反映测井质量。通过对本井测井重复曲线对比分析：该井测井重复的测井深度误差和曲线数值误差均符合标准要求。按照SY/T5132-2003《测井原始资料质量要求》标准，对自然伽玛测量了重复曲线，所测的重复曲线在误差允许的范围之内。

3 结束语

本次测井测量了自然伽玛参数，通过与勘察资料相互验证，对钻孔岩溶发育及破碎区域进行了较全面的解释和推断。

综合场地地质条件，并结合当地建筑经验，通过工程地质勘察、地质灾害评估以及地下水环境评价可以看出，对于工程建设不仅要在其建筑安全稳定性方面进行论述，亦应该在环境影响，特别是建筑的建设及其使用阶段进行综合论述，并对建设对场地的影响进行评价，为整个建设的保值增值服务，为整个项目的综合利用服务。虽然，工程地质工作在整个建设过程所占据的份额很小，但是在建设过程中由于对地质工作的忽视，并且由于地质工作的不可逆和经验边缘性，一旦造成安全隐患，破坏势必极大，后果非常严重，同时，由于建筑对环境的影响不可估量，一旦形成不利的结果，那么损害也必然极大，为了建设的安全使用并对环境保护，笔者建议重视工程地质工作，并从综合评估治理的角度对土地资源、水资源以及环境资源综合利用，为整个工程的现在和将来保值增值服务。