常用物探方法及特點(diǎn) ①電法勘探:包括電測深法、電剖面法、高密度電法、自然電場法、充電法、激發(fā)極化法、可控源音頻大地電磁測深法、瞬變電磁法等; ②探地雷達(dá):可選擇剖面法、寬角法、環(huán)形法、透射法、單孔法、多剖面法等; ③地震勘探:包括淺層折射波法、淺層反射波法和瑞雷波法; ④彈性波測試:包括聲波法和地震波法。聲波法可選用單孔聲波、穿透聲波、表面聲波、聲波反射、脈沖回波等;地震波法可選用地震測井、穿透地震波速測試、連續(xù)地震波速測試等; ⑤層析成像:包括聲波層析成像、地震波層析成像、電磁波吸收系數(shù)層析成像或電磁波速度層析成像等;
地球物理測井 地球物理方法在鉆井中的應(yīng)用。工程物探中常用的有視電阻率測井、自然電位測井、天然放射性測井、聲波測井等。綜合分析幾條測井曲線可劃分鉆孔地層巖性剖面。用中子-伽瑪測井或聲波測井方法可以測定地層的孔隙度。自然電位測井方法還可以在泥漿鉆孔中分層測定地下水的礦化度。利用井液電阻率測井或井中流速儀可以研究鉆井中地下水的運(yùn)動(dòng)。井中攝影和井中光學(xué)電視可以獲得鉆井剖面的實(shí)際圖像,而超聲電視測井則可以在泥漿中獲得清晰的孔壁圖像,可區(qū)分巖性、查明裂隙、溶穴、套管的裂縫等,甚至可以確定巖層的產(chǎn)狀。不同測井方法的井下探測器各有其特點(diǎn)。但是所測量的參數(shù)均將轉(zhuǎn)換成電訊號,通過電纜傳輸?shù)降孛鏈y井儀中并記錄在像紙、紙帶或磁帶上。
鉆孔地震波測速法 在鉆孔中利用直達(dá)波測定地層波速的方法。有單孔法和跨孔法兩種。單孔測速法是在孔口附近激振,在鉆孔內(nèi)的不同深度上安置探頭測定直達(dá)波的初至?xí)r間。探頭是由兩個(gè)互為正交的水平檢波器和一個(gè)垂直檢波器組成。利用氣壓附壁裝置,可使探頭緊貼井壁。測定縱波速度(vp)時(shí),須作垂直激振。測定橫波速度(vs)時(shí),須作水平激振,通常是在壓有重物的厚木板兩端作水平振擊以激發(fā)橫波。根據(jù)直達(dá)波穿過某地層所需的時(shí)間及該地層的厚度可算出地層速度??缈追ǎ▓D6)是在一個(gè)鉆孔中激振,在相隔一定距離的另一個(gè)鉆孔中觀測直達(dá)波的到達(dá)時(shí)間。對于淺孔,可用木桿插入井底,在地面敲擊木桿的一端進(jìn)行激振。在較深的鉆孔中可用“附壁式井下錘”激發(fā)橫波。已知激振點(diǎn)到檢波器的距離以及直達(dá)波的行進(jìn)時(shí)間便可算出地層波速。
反射波法 反射波形成的條件是界面兩側(cè)的波阻抗(地層速度與密度的乘積)有差異,差異越大反射波越強(qiáng)。圖5是反射波傳播示意圖。由S點(diǎn)激發(fā)的地震波遇到 RR′界面時(shí)將產(chǎn)生反射波。根據(jù)反射波從激發(fā)點(diǎn)到檢波器的傳播時(shí)間,以及地層的速度,便可計(jì)算從激發(fā)點(diǎn)S到反射界面RR′的垂直距離以及界面的傾向和傾角。由于采用信號疊加技術(shù)以及輕便的可控振動(dòng)器做振源,已經(jīng)可以獲得深度約50米,甚至更淺的淺層反射記錄。 以上所涉及的激發(fā)方式主要產(chǎn)生縱波(壓縮波)。在測定巖石動(dòng)彈性模量時(shí),常用垂直于測線方向水平激發(fā)的方式產(chǎn)生橫波(剪切波)。水是不傳遞橫波的,故在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘察中發(fā)展橫波技術(shù)是有前景的。