Packer系统在地下水勘查中的应用马思锦1,汤献敏2(11陕西省地矿局九A八水文地质工程地质大队,西安市710600;21深圳市勘察研究院有限公司,深圳市518026)摘要:在地下水勘查及研究中,准确取得多层含水系统的动力场、温度场、化学场、同位素场及参数数据,对合理概化水文地质模型、较精确的评价地下水资源,起到至关重要的作用。本文介绍了国际原子能机构(IAEA)援助中国的地下水分层试验系统(Packer系统)在B13孔勘查中取得的数据。该系统的应用将进一步推动中国在深层地下水勘查的研究。关键词:Packer;地下水;勘查;分层;试中图分类号:P64117文献标识码:B1引言对于厚度较大的含水层,在研究它的特征、参数等时,传统的水文地质工作方法是按照含水层的时代将其划分为含水岩组,按大层止水,进行抽水试验,求取参数。一般情况下,对于一个深度达到1000m左右的水文地质钻孔,设计合理,施工、成井工艺非常好时,所取得的参数不超过3层。而取得的这些参数是无法准确描述含水层的水文地质特征的。随着水文地质研究程度的提高,对于巨厚含水层,需要了解其在不同岩组的水文地质特征,包括了解水动力场、温度场、水化学场、同位素场、水文地质参数等,从而达到准确研究地下水的补给、径流、排泄条件,为合理开发利用地下水资源提供依据。利用IAEA援助的Packer定深分层取样设备与测试技术,可对厚度达1000m含水层,定深测定地下水头、水温,分层采集同位素及水化学样品,并开展了分层地下水抽水试验,达到查明含水层水文地质特点、获取关键水文地质参数、揭示地下水化学演化和循环规律的目的。Packer系统通过不断完善,根据需要任意自由确定试验段,在近20个深孔中的应用,已经取得比较成功的经验,取得了比较系统的资料,并且达到满意的效果。本文主要利用B13孔所取得的资料进行对比分析,说明Packer系统在实际研究中所获取的数据对准确刻画含水层特征,研究水文地质条件所起的作用和价值。收稿日期:2009—06—07作者简介:马思锦,男,41岁,高级工程师,长期从事水工环勘查及技术管理工作,发表论文多篇。钻孔基本情况2鄂尔多斯白垩系盆地地下水勘查B13水文地质勘探孔位于白于山北麓的陕西省靖边县中山界,孔深733150m,孔口地面高程1483m。钻孔结构如图1。211岩性地层为:0100～103150m,Q,黄土;103150～124186m,N2,厚211124186～290120m,K1h,厚165134m,岩性以棕红色、棕色层状粉细砂岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩互层为主,夹有薄层紫色、紫红色和灰绿色粉砂质泥岩、泥岩,属浅湖相沉积;290120～680194m,K1l,厚390174m,岩性以砖红色中粒长石砂岩夹粗或细砂岩为主,并有棕色、棕红色泥质粉砂岩夹层,属沙漠相为主夹有丘间湖沉积地层;680194～733150m,J2a,厚度52156m,岩性为青灰色、灰绿色泥岩、泥质灰岩。图1钻孔结构示意图Fig11Demonstrationofaborehole性是有较大差异的,从而导致存在含水层中有相对隔水层,其含水性、透水性等有大的差异,研究这些含水层的特征成为深入水文地质勘查研究的必然要求。212综合测井对127100～730150m段进行测井,测井项目包括视电阻率、自然电位、自然伽玛、声波、井温、井斜等(图2)。127100～295100m孔段,视电阻率、自然电位、自然伽玛曲线呈锯齿状变化,自然伽玛曲线相对于视电阻率的高、低值呈现出低、高的相反变化。反映该段岩层岩石颗粒粗细垂向变化频繁。295100～680100m孔段,视电阻率、自然电位、自然伽玛曲线变化相对减缓,自然伽玛曲线处于相对底值且变化幅度小反映该段岩层岩石颗粒相对较粗垂向变化固结较好的泥质岩类。声速曲线在300m以上和600m以下呈小幅度锯齿状变化,中部相对顺滑。钻探岩芯反映为泥质岩—砂岩—泥质岩的总体变化特征。井温曲线变化均匀,孔深127100m时,井温为13℃;孔深730150m时,井温为31℃,平均每百米增温2197℃。在测井曲线上同样可以看出白垩系含水层,尤其是主要含水岩组厚层洛河砂岩,存在岩性差异,相应就存在地下水各种场的差异,因此研究其差异性是必要的。213抽水试验进行了三个试段的抽水试验,分别为白垩系混合水(Ⅰ试段,深度124186～680194m)、白垩系环华组(Ⅱ试段,深度124186～290120m)、白垩系洛河组(Ⅲ试段,深度290120m～680194m),各试段抽水试验结果见表1。含水层参数计算...