一种地球物理测井探测立井地面预注浆效果的方法与流程

本发明涉及立井地面预注浆效果检测方法。具体地说是一种地球物理测井探测立井地面预注浆效果的方法。

背景技术：

1、立井在矿山、交通、隧道、水利等领域得到广泛应用，在遇到含水层或松软破碎岩层时，井筒地面预注浆是常用的堵水加固技术，即利用地面钻孔，通过注浆泵及注浆管路将配制好的浆液注入到上述岩层中，浆液凝固后封堵导水通道或固结松散破碎岩体，在井筒周围一定范围内形成一个帷幕，从而起到堵水或加固作用，保证立井井筒安全快速施工。地面预注浆是地下隐蔽工程，因地质条件的复杂性和不均匀性，注浆效果的检查和评价一直没有可靠有效的手段。目前，对于立井井筒地面预注浆效果检查主要有以下2种方法：

2、(1)水文试验

3、通过最后结束的注浆孔对受注地层做压水、注水或抽水试验，计算受注地层注浆后的渗透系数或透水率等水文参数，并推导井筒剩余涌水量，评价其渗透性及导水性的改善情况，以评价注浆效果。水文试验计算方法都是建立在一定假设条件之上，如均匀、各向同性等，因地层条件的复杂性和不均匀性，水文计算结果往往会存在较大误差，无法准确评价注浆堵水效果，且无法对注浆加固效果进行评价。

4、(2)实际开挖检查

5、注浆结束后，通过井筒开挖掘砌施工中的实际观测，计算剩余涌水量，观察岩体固结情况，评价注浆堵水及加固效果。该方法最直观，最准确，但属于事后检查，无法指导地面预注浆事先预防和调整补救，不利于保证地面预注浆施工质量。

6、地球物理测井(简称测井)，是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，通过钻孔测量地球物理参数，来研究钻孔地质剖面，探测有用矿产，解决地下地质问题。测井方法在煤炭、石油、金属与非金属矿产及水文地质、工程地质的领域中，都得到广泛的应用，但尚未用于立井地面预注浆效果探测。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种地球物理测井探测立井地面预注浆效果的方法，通过组合测井测试注浆段受注地层注浆前后物理特性的变化，解释分析受注地层导水性及整体强度的改善状况，从而评价注浆堵水加固效果，指导注浆施工并作为注浆工程重要验收依据。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种地球物理测井探测立井地面预注浆效果的方法，包括如下步骤：

4、(a)注浆前，选择1～3个注浆孔，并钻进至设计深度；

5、(b)布置地球物理测井系统；

6、(c)利用地球物理测井系统对所选注浆孔的受注段进行注浆前地球物理测井；

7、(d)对注浆孔进行注浆，注浆完成后选择1～3个注浆孔，并钻进至设计深度；

8、(e)利用地球物理测井系统对所选注浆孔的受注段进行注浆后地球物理测井；

9、(f)对注浆前后注浆孔受注段的地球物理测井数据所反映的地层物理特性进行对比分析，获得受注地层导水性和稳定性的改变趋势，评价注浆堵水加固效果。

10、上述一种地球物理测井探测立井地面预注浆效果的方法，在步骤(a)中，注浆前，选择1～3个注浆孔，钻进至设计深度，及时调整冲洗液，完成注浆孔的冲洗，保证孔内岩屑沉淀和冲洗液浓度在允许范围内，保证达到设计测井深度及孔内安全。

11、上述一种地球物理测井探测立井地面预注浆效果的方法，在步骤(b)中，地球物理测井系统包括井下仪器、测井电缆、测井车内地面仪器；测井电缆的一端与井下仪器连接，测井电缆的一端与测井车内地面仪器连接；井下仪器用来接收或探测周围介质中有关的信号，信号为电阻率信号、声波信号、自然γ信号、自然电位信号和井径信号，以及井斜、方位和井温参数；测井电缆用来提放井下仪器，确定井下仪器所处的深度，负责地面仪器及设备与井下仪器的通讯；地面仪器用来对井下仪器的测量信号进行处理和记录。

12、上述一种地球物理测井探测立井地面预注浆效果的方法，

13、(b-1)将测井车开至注浆孔旁边合适位置，调整好方向，检查测井车内的地面仪器及预计下放的井下仪器，利用钻机钻架及钻机游动滑车(4)安装好下部滑轮和上部滑轮；

14、(b-2)将测井电缆一端穿过下部滑轮和上部滑轮，再连接好井下仪器，然后小心置于注浆孔内。

15、上述一种地球物理测井探测立井地面预注浆效果的方法，在步骤(c)中：

16、(c-1)下行测井：按规范要求速度下放井下仪器，井下仪器在下行的过程中进行测井，并通过测井电缆将测井数据传输给地面仪器，

17、(c-2)上行测井：下行测井到设计深度后，按规范要求速度提升井下仪器，井下仪器在上行的过程中进行测井，并通过测井电缆将测井数据传输给地面仪器；

18、(c-3)测井完成后，对地面仪器内采集的测井数据进行处理、解释，形成成果图，可用于指导注浆施工。

19、上述一种地球物理测井探测立井地面预注浆效果的方法，在步骤(d)中，注浆结束后，按照步骤(a)的方法再次钻注浆孔；在步骤(e)中，按照步骤(c)的方法进行注浆后的地球物理测井，获得注浆后测井数据。

20、上述一种地球物理测井探测立井地面预注浆效果的方法，在步骤(c)和步骤(e)中，地球物理测井系统探测注浆前后效果，声波、电阻率用于注浆效果评价；自然γ、自然电位和井径用于岩性识别及划分；井斜、方位、井温用于掌握钻孔轨迹及地温变化情。

21、上述一种地球物理测井探测立井地面预注浆效果的方法，在步骤(f)中，针对含水层段的判定标准为：注浆后，如果受注层段电阻率明显增高、声波波速明显增大，其中含水层段注浆后电阻率值整体比注浆前提高30％以上，注浆后声波波速值整体比注浆前提高20％以上，结合其它地质资料及注浆施工资料，可判定含水层段含水性能显著降低，达到了注浆堵水效果。

22、上述一种地球物理测井探测立井地面预注浆效果的方法，在步骤(f)中，针对破碎层段的判定标准为：注浆后，如果破碎层段声波波速明显增大，注浆后声波波速值整体比注浆前提高30％以上，电阻率明显增高，注浆后视电阻率值整体比注浆前提高20％以上，无明显井径扩大现象，结合其它地质资料及注浆施工资料可判定破碎层段岩体强度及完整性显著提高，达到了注浆加固效果。

23、本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：

24、将地球物理测井方法用于立井地面预注浆堵水加固效果探测，为立井地面预注浆提供一种先进、简便、可靠的评价手段，克服当前评价方法中水文试验误差较大、开挖实测时效滞后的缺点，并为注浆工程施工提供更多的地层条件信息和指导，为注浆工程验收提供可靠依据，为立井地面预注浆技术的应用及立井井筒安全快速建设提供更好的技术支撑。

25、针对含水层段的判定标准为：注浆后，如果受注层段电阻率明显增高、声波波速明显增大，其中含水层段注浆后电阻率值整体比注浆前提高30％以上，注浆后声波波速值整体比注浆前提高20％以上，结合其它地质资料及注浆施工资料，可判定含水层段含水性能显著降低，达到了注浆堵水效果。

26、针对破碎层段的判定标准为：注浆后，如果破碎层段声波波速明显增大，注浆后声波波速值整体比注浆前提高30％以上，电阻率明显增高，注浆后视电阻率值整体比注浆前提高20％以上，无明显井径扩大现象，结合其它地质资料及注浆施工资料可判定破碎层段岩体强度及完整性显著提高，达到了注浆加固效果。