内容:
开封市某地热井的测井解释
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- 前言
近几年来，随着社会发展和人的生活水平的提高，能源的需求日益增长，特别是无污染的清洁能源显示出了其巨大的价值。地热水作为一种无污染的清洁能源，它的开采利用受到人们的欢迎。顺应时代的脚步和要求，开采利用地热水成为了我们解决能源需求的一个发展方向，近年来施工了许多优质的地热水井。施工地热水井有着严格的技术要求。而测井和对所测数据的解释就是一项技术性很强的工作。通过对测量的参数电阻率、自然电位、自然伽马、温度的分析，能够解释出热水井的出水量大小和温度的高低。现就开封市某地热井来具体说明一下地热水井测量和解释。该井的出水量60方／小时，温度54℃。
- 地质及水文地质
2.1自然地理与气象水文
该井位于开封市内，开封市位于华北盆地的济源——开封凹陷内，冲洪积平原，气候属大陆性半干旱季风气候，特点是冬日寒冷少雪，春日干燥，风沙盛行，夏日炎热多雨，秋日晴朗寒暖适中。降水量集中在7、8、9月份，其它月份干旱少雨。
2.2地层及水文地质特征
区内出露的地层由新到老顺序为：新生界的第四系（Q），上第三系（N）。
2.2.1第四系（Q）
岩性为红色、淡红色泥岩，淡黄色、浅灰色砂岩、砂质粘土互层。厚约300米左右。
2.2.2上第三系（N）
岩性为棕红色泥岩、灰白、灰黄色砂层互层。厚约1200米。第四系、第三系地层以砂岩、泥岩为主。砂岩为含水地层，富水性较好。泥岩为隔水层。
第三章地热水的形成和地温梯度
3.1地热水的形成
3.1.1与岩浆活动有关
地球的内部是温度很高的岩浆，而地球表面有很多深大断裂，灼热的岩浆通过深大断裂从地球内部到达地球表面，或以火山喷发的形式把热量带到地球表层，大气降水及地面流水通过深大断裂流到地下内热层（增温层），经加温后变为热水和蒸汽，上升到地下一定深度或排出地表，形成地热水。
3.1.2地壳的活动形成地热水
地球是一个活动的球体，是由几大板块构成的，板块在运动是相互挤压、摩擦，产生热量，很多好的地热田都位于板块的边缘。
3.1.3放射性物质的衰变
放射性物质在衰变时放出热量，被地层吸收，地层中的水就被加热成了地热水。有一些井就在放射性物质高的地区。
地热水的形成还有其它的一些原因，但主要就这三种，开封市的地热水属于第一种。热量从深大断裂中向上传导，第三系和第四系是很好的隔热层，热量被保存在地层中，砂岩中的水就被加热成了地热水。
3.2地温梯度
地层中的温度随深度不同而有区别，在14米的深度是恒温层，温度14——15℃，四季不变。以浅的深度受太阳辐射的影响，在不同季节温度变化。从恒温层开始，深度每增加100米地层温度增加1——5℃，这就是地温梯度。地层越深地温越高。
- 工作技术方法
4.1资料的收集和分析
为了确定地热井所处位置的地质条件，在室内进行了各种资料的分析。与测井结果进行对比，准确确定该井的水温、水量。
4.2使用的仪器
我们使用的仪器为PSJ——1型全自动数字记录仪，该仪器性能稳定，测量准确，本次所测参数为电阻率、自然电位、自然伽马、温度四项，每5cm采集一次数据，测量深度为1200米。
- 测井
5.1测井的工作程序
测井的工作程序为：设备进入井场设备安装设置参数（电极系数、打印比例等）开始测量测量完成拆卸设备设备离开井场。
5.1.1测量
在提钻工作完成后，测井车开进井场。开始测井设备的安装，连接测井仪与打印机，装入打印纸，接通电源。井口滑轮放置在转盘上，滑轮与绞车方向相照，固定好。把电极与电缆接在一起，开动绞车，把电极放入井孔内。以井口为0米深度对齐。我们所用电极是双极供电正装（底部）梯度电极系。电极系数为1256，将其输入测井仪，输入打印比例，输入起始深度。按采集键，开动绞车开始测量。在电极到达井底后，停下绞车，按下停止键。然后从新设置参数。开动绞车提升。从井底开始测量，电极到达井口时，停下绞车，按下停止键。将电极提出井口拆下。电阻率测量完成。
然后开始自然伽马和井温的测量。将探管与电缆接好，放入井孔。以井口为0米深度对齐。输入起始深度，井温的测量区间0——90℃，自然伽马测量区间0——180.按采集键，开动绞车开始测量。探管到达井底后，停下绞车，测量完成。然后提升绞车至井口，将探管提出井口拆下，开动绞车把电缆缠绕到绞车上。
关掉电源，取下图纸，拆下打印机，收起电极、探管、地电极等。测井车开离井场，测井工作完成。
测量时一定要认真细致，严格按照操作规程操作。以做到所测数据准确。
5.1.2注意事项
测量时应该特别注意的是：电机系与电缆的接头要用干净的毛巾擦净并拧紧。防止钻井液进入接头内部造成连通，使测量数据不准。地电极一定要埋好，踩实，在上面浇水至湿透。
- 资料解释
6.1电阻率曲线的解释
由公式R=K●ΔU/I可知，当K●ΔU一定时，地层电阻率R大小只与电流I有关，电流I的大小取决于地层导电能力的大小，砂岩层的导电能力低，I就小，R就大。泥岩层的导电能力高，I就大，R就小。所以在电阻率曲线上数值大的地层就是砂岩层，数值小的地层就是泥岩层。因为底部梯度电极系所测电阻率曲线以极大值显示出高阻层的底界面，所在划分砂岩层时，以极小值为砂岩层的顶界面，以极大值为砂岩层的底界面。此次测量的电阻率曲线的主要含水层的视点阻率值在15欧姆／米左右。
6.2自然电位曲线的解释
在该井孔中，自然电位测井曲线以大段泥岩层部分的自然电位曲线为基线，此时出现正异常的井段都可认为是渗透性岩层，其中的纯砂眼井段出现最大的正异常，含泥质的砂岩正异常幅度变低，而且随泥质含量的增多异常幅度下降越多。在识别出渗透层后，可用“半幅点”法确定渗透层的界面位置，以图4来说明用“半幅点”法确定渗透层的界面的方法。首先确定基线，找出基线与自然电位幅度极大值之间的等分点P，过点P做平行于井轴的直线与自然电位曲线相交于A、B点，A、B点分别对应渗透层的顶、底界面深度位置，分别记作Ha、Hb。用两个界面的深度差可计算出渗透层的厚度h=Ha-Hb。
- 结论
此次测量的数据准确可靠。对电阻率、自然电位、自然伽马、温度四条曲线综合分析解释认为此井可以成井，而且水温可以达到50℃以上，出水量可达到50方／小时以上。
后来经实验抽水，出水量60方／小时。温度54℃。验证了“水温可以达到50℃以上，出水量可达到50方／小时以上”的结论。
这种测量方法是一种实用的方法，用四条曲线对地层进行综合解释，可明显划分出含水层、岩性及井温的高低。仪器每5cm采集一次数据。精确度高。完井后的实验抽水结果充分证明了这一点。
在此，对在此次工作研究中提供帮助的老师、同事表示感谢！
参考文献：《矿场地球物理》 丁次乾主编石油大学出版社1992
《华北地热》陈墨香主编科学出版社1988
