工程地球物理测井(engineering geopIaysical logging)

研究钻井剖面的岩性变化和测量岩层物理力学性质的工程地球物理勘探方法。它是在钻井完成后，借助于专门的仪器和设备将探测器下入井内而进行的一系列工程地球物理勘探(简称物探)方法测量，又称井中物探或地下物探。由于地质条件复杂，而且每种测井方法只是有条件地反映地层物性特点的某一侧面，故需应用多种方法的综合测井，以取得较可靠的地质效果。工程地球物理测井可以：划分钻井地质剖面、区分岩性；提供有关物理力学指标；确定裂隙破碎带的位置和厚度；确定含水层的位置和厚度，划分咸淡水分界面，测定地下水渗透速度和含水层间相互补给关系，为地面物探工作提供物性参数。

地球物理测井于20世纪20年代产生，60年代开始应用数字技术，80年代各种测井方法已达40种左右，并不断向系列化、组合化和数字化发展。工程地球物理测井方法主要有视电阻率测井、井液电阻率测井、自然电位测井、放射性测井、声波测井和地下电磁波法测量等。

视电阻率测井在   钻孔内测量沿井轴方向各点的视电阻率变化，依此划分地层岩性并确定地层厚度和深度的方法。测定时，将电极放入充满泥浆的钻孔中，在电极系由井底沿井轴提拉过程中用仪器测量供电电流强度和测量电路电位差，并用有关公式计算孔内各点的视电阻率。视电阻率与地层真电阻率、地层厚度、电极系类型及其规格有密切关系。为了对所测的电阻率曲线进行解释，首先要从理论上知道不同电阻率、不同厚度地层、不同电极类型的视电阻率曲线形状，然后才能根据所测视电阻率曲线形状和特点去划分地层。

井液电阻率测井   将井液进行盐化(或淡化)以使井液与含水层中的地下水的电性有一定差异，利用井液电阻计沿井身测定不同时间电阻率的变化情况，研究井中各含水层的水文地质特征，即确定含水层位置和厚度；划分咸淡水界面；测定地下水渗透速度和含水层间相互补给关系等。

自然电位测井   在井中测量由自然电场产生的自然电位随井深变化的方法。井中自然电场主要是由地层与泥浆之间发生的离子扩散产生的。通常地层水和泥浆的离子浓度不同，浓度大的地层水离子向浓度小的泥浆移动。由于负离子移动速度比正离子快，于是在泥浆中有较多的负离子，因而带负电，而地层水带正电，这样在泥浆与地层水之间就出现电位差，称扩散自然电位。测量时，将一个金属电极放到井口泥浆槽中，另一金属电极放入充满泥浆的井中，在电极沿井轴提拉过程中，用仪器测量其自然电位并绘出曲线，分析曲线的异常幅度就可以判断出岩性及其渗透性能。

放射性测井   利用元素的核物理特性的地球物理测井方法。主要有自然γ测井、中子-γ测井、γ-γ测井和放射性同位素测井。

(1)自然γ测井。不同岩石所含放射性同位素的数量不同，衰变时放射出的γ射线强弱也不同，利用井下仪器中自然γ探测器接收到的自然)，射线转换为电脉冲，经电缆传送到地面仪器记录下来并绘制自然γ射线曲线。这种方法可用以区分岩性，确定岩石的泥质含量，进行地层对比，查明地质构造。

(2)中子-γ测井。使用中子源发射一定能量的中子流，中子向外迁移进入地层并不断与地层介质的原子核碰撞，其速度减慢，能量降低。当能量降低到一定程度后，成为热中子最终被地层中的原子核俘获放出γ射线，这种射线称为中子γ射线。测量时，在井中放置一个中子发射源和距发射源几十厘米的一个γ射线探测器，将探测到的γ射线转换为电脉冲，经电路传送到地面仪器记录下来。地层中不同元素对快中子的减速和吸收能力是不同的，根据测得的γ射线强度可以划分岩性，确定地层孔隙度，查明含水层。

(3)γ-γ测井。又称密度测井。下井仪器中有-γ源，其y射线呈束状射向岩层，距y源一固定距离有一探测器。地层密度越大，γ射线在地层中的能量损失越大，探测器记录到的γ射线强度越低，依此可区分岩性、探测含水层和确定岩石密度。

(4)放射性同位素测井。利用人工放射性同位素(如¹³¹I)在钻孔中测定含水层水文地质参数的方法。常用的是单孔稀释法和多孔示踪法。单孔稀释法是投放源和探测器都在一个孔内进行。单孔稀释法可测得地下水渗透速度、地下水流向、孔内地下水垂直流速。多孔示踪法是投放源和探测器分别放在地下水流向的上游和下游的不同钻孔内进行，可测定含水层的平均孔隙流速、有效孔隙度和弥散系数等参数。

声波测井   利用声波在岩石中的传播性质来研究井中剖面的方法。常用的声波测井方法主要有声速测井、声幅测井和声波电视测井。(1)声速测井。其原理是用一个声波发射器和两个接收器的井下仪器，测量在井壁岩石中滑行波的旅行时差，计算滑形波传播速度，以划分岩性和确定岩石孔隙度和计算有关力学指标。(2)声幅测井。根据声波幅度在岩石中的衰减性质、衰减特点来划分含水裂隙带和破碎带。(3)声波电视测井。其原理与雷达相似，它是利用超声波被井壁反射的回波来反映井壁的影像，查明井壁岩石的裂隙、溶洞或套管的裂缝分布情况；也可探测岩层的产状、裂隙的方向和倾角。

地下电磁波法测量   研究两孔或多孔间岩石对电磁波的吸收性质，以了解地质情况的方法。在一个钻孔内放入发射机，该机向周围介质发射电磁波，在其他钻孔放入接收机接收电磁波信号。若在被透视的两孔间的纵剖面上岩石为均质的，沿井轴各点所测场强值相同；若在透视剖面上有低阻异常体，则电磁波一部分或大部分被吸收，从场强曲线上出现低值异常，运用一定的解释方法，即可以圈定出异常体的位置和大小。这种方法常被用来探测溶洞、破碎带的位置和规模。