应用MT-VCT探水仪找水定井的剖面图分析方法

mt-vct · 发表于 2023-5-15 16:17

应用MT-VCT探水仪找水定井的剖面图分析方法

郑州地象科技有限公司 寇伟 13903832188

“精准找水定井”就是“在特定区域内找出含水量相对最大、能够满足用水需求的最佳位置确定井位”。而确保实现精准找水定井的关键则是要找到张性断裂构造在赋水好的V形聚水中心定井。在实施物探之前必须了解项目区的地形地貌、地质情况，通过卫星地图查找低高程点并进行连线的方法找出隐伏断裂的大致位置及其走向，圈定可能存在断裂构造的区块为勘探靶区，并垂直于断裂走向设定勘探线路。以此为基础应用MT-VCT探水仪进行勘探分析定井，才有可能准确找出断裂构造、真实评估构造内裂隙分布及其赋水性。以下仅对找水定井中MT-VCT剖面图分析方法做以简单介绍。

一、由剖面图观察断裂构造的赋水特征

1、大地开裂形成裂缝，裂缝两侧沉积地层受到拉伸力作用会向断裂中心倾斜，沉积层间相对破碎分离形成具有一定连续性的裂隙，地表水沿裂隙斜向断裂中心汇集形成V形含水构造。

2、由于倾覆斜度和距断裂中心长度的不同、原有层状岩层的岩性不同，在构造活动中层间破碎的程度、形成裂隙层的厚度亦不同，所以在断裂构造中会在不同深度层间隔形成含水裂隙V形构造及聚水量不等的含水层。

3、断裂构造的两边岩层开始向中间倾斜，基本上是有层理规律可循的；当靠近断裂中心时裂隙斜向的层理就开始变得杂乱无章了。尤其是规模较大较深的断裂构造，中间填充物会把断裂构造隔成左右两个含水构造，直到千米之下深部才汇聚形成一个V形构造。

4、整体来看，张开的裂缝肯定是上宽下窄、呈V形构造的。两侧地层整体性向裂缝中心倾斜的层间破碎形成的裂隙，会构成多层V形含水裂隙聚合构造形态，进而形成多个沿裂缝而行的含水通道（层）。越是靠近裂缝中心，断裂破碎程度越大，含水通道内的流动性就越好。

5、宽度达几百米的较大断裂构造，在1000米之上可能会出现几个含水裂隙V形汇聚的断裂构造，只有观察3000米左右深部才能看出断裂构造的中心位置。打1000米之上的深水井只需要找到较小规模的V形断裂构造即可成井，打地热井就必须找到较大规模断裂构造中心位置定井。越往下行含水裂隙就越稀少、连续性越差、构造内赋水越少，深部没有V形汇聚形成的含水层就打不成地热井。

二、剖面图上显示测值的物性意义

1、电磁波携带能量以电场和磁场交替的形式向地表辐射，在穿透地壳到达地球表面过程中，各层介质对电磁波会产生一定的吸收和衰减作用，我们在地面所测信号就是电磁波穿透地壳到达地表后剩余的能量值。

2、通过采集全频段电磁波到达地面后的剩余能量值，可知各地层介质对于电磁波的吸收衰减特性，进而判断该层介质的属性。MT-VCT大地电磁镜像测深法测得的是不同深度介质对于大地电磁的响应特征序列值，仅与介质对于电磁波的衰减特性有关，与介质电阻率无关。

3、液态的海水、淡水、石油等对电磁波的吸收衰减能力强，经过液体层衰减到达地表后测得的电磁波剩余能量值都是较低的值，大部分都会小于1。在地下容水空间大、赋水性好的含水层内有较多低于0.6的测值，而含水裂隙薄时测值基本上都在0.6—1.2之间。

4、大地电磁镜像测深法中，某一频点的测值为相应深度（波长）介质电磁响应的镜像值。因不存在体积效应，细分后频点的相应测值仅仅代表这一点而非一个频段，某一点为低测值并不说明是水，只有基本上连续的低测值才能判定是含水裂隙，孤单的低测值点不能判定为水。

5、来自地壳之下的大地电磁信号是一种相对稳定、但不断在波动的信号源。若是像时间域物探方法那样仅测一个综合值，其重复采集数据的稳定性应该是较高的。而频率域方法是将一个测深点上按频点将电磁波信号分成几百到几千个数据来展现不同深度介质的电磁响应特征，在一个测深点上单独观察某个频点（深度）时，其测值会是一直在变化的、也是毫无意义的；若是重复勘探一个剖面并在整体上对它们进行对比分析时，清晰展现出来的地层结构和断裂构造将是基本不变的，尤其是低测值代表的含水裂隙分布形态和大致位置是不会改变的。

三、MT-VCT分析软件辅助分析功能介绍

MT-VCT分析软件主页面的辅助分析功能有：（1）点纵深分析功能，最多显示999个探测点、相应机型纵深深度层数的测值彩色柱形图；（2）线层深分析功能，分别显示各深度层的线测值彩色柱形图；（3）线纵深剖面分析功能，显示线纵深剖面带测值数据的彩色成像图。以下重点对线纵深剖面分析功能页面的辅助分析功能加以介绍。

1、自定义显示格式功能：调整列宽——可以从1—99改变自上而下测点的显示宽度，通过调整显示列间距大小改变剖面图的宽度；调整行高——可以从1—99改变自上而下深度层的显示高度，通过调显示整行间距改变剖面图的高度。

2、调整字号功能：可以从1—99调整测点数显示文字的大小。

3、调整深度层间隔功能：当压缩行高时会出现不能完整显示深度标值的问题，可以按照1—99整倍放大行间隔、合并几层为一层显示深度标值，以免压缩后看不到深度标值。

4、行列屏蔽与恢复功能：当受到工频电磁场谐波干扰使得剖面图的某一行（深度层）都出现明显高值异常时，可点击右键选择屏蔽掉此行；当某一测点受到高压线等电磁干扰或其它因素干扰时，整列自上到下都出现明显高于两侧正常测点的高测值时，可点击右键屏蔽掉此列；若是需要重新显示屏蔽掉的行或列时，可点击右键选择恢复行或列。

5、两段滤色显示数据着色范围功能：可选择任意2段测值区间保留显示点块颜色，将未选区间的点块颜色过滤掉而仅显示数据，用来突出显示剖面图上所找异常值分布和地质构造。

6、着色范围内孤点色块去色功能：过滤着色后的剖面图上存在许多周边八个方向都不存在有色的孤点色块，点击后便将此类孤点色块的颜色全部去掉仅显示数值，突出显示着色连接色块可能形成的含水裂隙或高值矿脉，以便更好的观察含水断裂构造形态及赋水分布。

7、双击点块变色功能：为弥补统一去色功能的不足，分析时可以人为的双击某无色块恢复其原有着色，或者双击某着色块将其变成无色点块。

8、测点高程调整功能：当所测剖面地形复杂、高程变化较大时，需要按照每个测点的实际高程对剖面图进行调整。需要点击编辑地理信息键、将每个测点的高程填入表中，然后选择高程调整便会自动按实际高程调整显示剖面图。

9、分析数据导出功能：可将整个剖面图所有层点的测值数据彩图输出形成Excel表格文件，供查看打印，亦可再导入到其它绘图软件中使用。

四、运用MT-VCT分析软件设定功能的分析方法

MT-VCT大地电磁镜像测深法分析软件是完全依靠采集的大数据、通过自创的彩色块积木成像法自动形成剖面图，不存在任何人为修改、删除数据，也没有按照人为设定的模型来反演改变原始数据，一切都是将原始数据按区段赋色、通过搭积木的方式一层层的堆砌成色块剖面图。这种展现剖面数据的方式是最客观、最真实的。然而，地下介质构成是非常复杂的，虽然是采集数据越多、分辨率越高，但是由成千上万个色块形成的积木型剖面图，猛一看就显得杂乱无章，好像整个图到处都有蓝色块，一下子看不出是否有水、哪里有水。为了用户分析使用方便，地象科技公司对于成像剖面图分析设计了一些辅助功能，除了可以对原有的图像压缩放大、两段过滤观察分析之外，还增加了排除干扰探测点和谐波行的整列、整行屏蔽功能及单孤点过滤去色功能。目的都是在不人为改变数据、不人为制造数据的原则下更清晰的展现地质构造，易于看清构造、找出含水裂隙和含水层，更加精准定井，确保打井成功率。

下面重点介绍如何应用分析软件中设定的辅助分析功能，从不同视角、以不同形式观察分析，看出剖面图上的含水裂隙分布、找出断裂构造。

1、删除干扰行列。地面上的各种电力线和地下电缆产生的电磁干扰、地下金属体（板、管）、漏空的桥和涵洞上、采集信号时探头晃动等，都会导致探测点整列测深值增高，明显高于两侧未受干扰测深点的测值，为避免在视觉上影响对剖面图的分析判断，可使用屏蔽例功能将测值明显增高的列屏蔽掉。

2、过滤观察目标。找水定井时物探的目标是低测值的水，在MT-VCT剖面图上从0—2是由重蓝色到淡蓝色10种色差来涂色的，一般可选择保留0—1或0—1.2区间的蓝色块，而将其它区间的色块都过滤掉、仅保留数据，仅观察分析物探目标水的分布形态即可。

3、压缩宏观分析。由于剖面测点较多、一屛显示不完，可将剖面图按照点间距计算剖面长度，与测深层高按等长比例同时压缩，基本上压缩成地下实际形态来观察含水裂隙的分布情况。从整体来看，蓝色块多的区块有可能是存在断裂构造的区段，蓝色块多的深度层段属于赋水性较好的岩性地层，由此可以对整个剖面地下含水情况有一个清晰的认识。同时还可以看出连续的蓝色块走向，是否存在含水裂隙V形聚合、以及V形断裂构造中心的位置。

4、放大重点观察。对于存在V形断裂构造的区段放大到正常显示深度层的比例重点观察，自上而下查看含水裂隙的连续性、聚水层，找出各层V形含水裂隙聚合的中心位置和能够把多个V形聚水构造中心穿在一起的点位，根据需求和预算选择深度适合的构造中心位置定井。

5、全色了解构成。地下地质结构和岩性复杂多变，在分析完低测值赋水情况之后，还要恢复显示全部色块，观察含水裂隙与围岩之间的关系、形成隔水层高测值岩层的位置和走向。另外，还可以通过观察大多数色块的测值高低，来判断地层的岩性特征和分层。

6、多条剖面对比。仅仅是观察一条剖面只能看出该剖面上存在的断裂构造情况，需要并行勘探多条线路，找出每条剖面上的断裂构造并了解其赋水情况，将判定每个剖面的断裂构造中心点标在卫星地图上，看其是否能够连成一线、且与低高程点连线显示的隐伏断裂是否一致，若是一致性较好，就可以在其中选择一个赋水性相对最佳、破碎程度较大的剖面定井。