[科普中国]-水文地层单元

简介

水文地层单元这一说法被广泛使用。例如，达科他砂岩和其他多个含水层与Pierre页岩限制单元一起组成一个水文地层单元，而佛罗里达碳酸盐岩与Hawthorn组 、上覆 Maquoketa页岩的几个寒武纪-奥陶纪建造一起也组成了水文地层单元。

水文地层单元的划分水文地层单元划分如图所示：1

划分水文地层单元的方法钻井物探法可用于帮助划分地层，并作为一种评价水文地质性质的手段。1982年，威廉斯阐述了利用钻井物探测井曲线，划分与地层单元相应的水文地层单元。钻井物探就是把各种传感器置于钻孔内，用来测定和记录各种物理参数。所记数据资料被称为地球物理测井曲线。评价和判译这些测井曲线，可以确定有关水文地层单元的岩性、几何形状、电阻率、地层产状要素、体积密度、孔隙度、预测渗透系数、含水量和给水度，评价地下水的水源、运动和化学物理性质。地球物理测井最重要的特点之一，就是由于测井的连续性，因而能够连续评价钻孔所穿过地层性质的变化。利用岩屑样品不可能达到上述要求，因为岩屑通常是混杂的，并且在一定时段提取，在孔隙度高的软岩中的岩心采取率一般不高。

通过判译地球物理测井曲线图，可以详细了解水文地层单元。利用上述测井曲线指导将来布置试验钻孔，能够减少钻探费用。评价构成地下水良好通道的高渗透系数水文地层单元的连通程度时，把钻孔数据从垂直和水平方向进行外推十分重要。

核测井核测井或者说放射性测井就是测定从原子核发出的射线。这种测井方法能够从充满任何液体的裸孔或套管孔中采集数据资料，与大多数其他地球物理测井相比有显著的优点。

这种测井法能够测量岩层容重的连续变化，可用以确定透水的水文地层单元的位置。但是伽马测井的调查半径较小（通过光子回波而获取数据的区域），因而最适用于无坍塌问题的小直径钻孔。

流体和机械测井从这种测井曲线，除了岩性参数之外，还能够获取包括钻孔和地层内的水运动及其特性等其他重要数据资料。虽然通过直接采样易于测定流体的特性，但是有关地层内流体的数据却难以采集，而根据地球物理测井曲线可以对某些流体特性作出判断。在评价地下含水层时，测定流体参数的测井曲线起重要作用，因为它们能够反映出水化学变化带的位置。机械测井曲线能够反映出钻孔内水流运动的相对方向，因而可以反映出水文地层单元内或相互之间的水位势。

电测井电测井能够提供有关岩性、水文地层单元厚度、裂隙位置和钻井内水流运动等数据。可根据钻孔内的水位差来测定相对渗透系数。当某水文地层单元内地下水的导电性大大高于钻孔内水的导电性时，电流流动途径从钻孔至该地层单元。2