賈儀平臺灣大學:地質科學研究所曾何騰Tseng, HotengHotengTseng2010-05-112018-06-282010-05-112018-06-282008U0001-0108200810152800http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/182850井測是將各種功能不同的探測儀器放入井孔內量測地層各項物理及化學性質。其中雙距中子探測儀（Dual-Spacing Neutron Probe）可以沿著鑽孔或井管連續偵測地層中的含氫量或含水量，進而得知地層的孔隙率指標，而地層中破碎帶通常具有相對較高之孔隙率，中子有可能偵測到地層的裂隙或破碎段位置，因此中子井測具有輔助調查地層之破碎帶及孔隙率分佈潛力。研究嘗試利用中央地調所於民國96年在樟湖及桶頭2處執行水文地質鑽探調查及孔內水文試驗分析研究計畫進行中子井測試驗。利用中子井測記錄來分析破碎帶或裂隙分佈，並以岩心記錄及孔內超音波攝影結果予以驗證。另回歸分析雙距中子偵測值導出之中子孔隙率指標與實驗室量測岩心樣本之孔隙率，以瞭解鑽孔內地層之連續孔隙率分佈。分析結果發現，樟湖井為桂竹林層關刀山砂岩段，主要為深灰色至灰色，極細粒至細粒，緻密塊狀混濁砂岩。判釋鑽孔內新鮮岩體裂隙或破碎帶分佈情形，利用短距及長距中子偵測值的方法，準確率均可達到75％，中子孔隙率指標的方法，準確率可以達到79％。估算樟湖井地層連續孔隙率成果，鑽孔中岩體最緻密，孔隙率最小值約為1％，地層中裂隙孔隙率最大值為14.4％。桶頭井為桂竹林層大窩砂岩段，主要以粉砂質泥岩至泥岩為主。由於鑽孔泥質含量頗高，加上多處破碎帶易坍孔，因此施以水泥灌漿保護孔壁，造成厚薄不均的水泥分佈於鑽孔中，嚴重影響中子偵測值而無法得到良好的結果。研究期望能逐步建立在台灣沈積岩環境，以中子井測試驗估算地層連續性的孔隙率，彌補實驗室量測岩心孔隙率面臨樣本有限及代表性不足的問題，進而估算裂隙位置孔隙率的大小。The geophysical well loggings are useful and utility techniques for measuring the parameters of formation by operating different probes in the well or borehole. The Dual-Spacing Neutron well logging can continually detect the hydrogen or water content of formation along the borehole and then convert into the porosity index. Due to the fracture zones usually have relatively high value of porosity, the neutron well logging is an potential technique to investigate the distribution of fractures or fracture zones in the formation.his study was cooperated with the C.G.S. to complete the hydrogeological drilling investigation, hydraulic tests, and the neutron well logging at two test sites Changhu and Tonto in 2007. The neutron log data was used to analyze the distribution of fractures and fracture zones, and verify it with the core record and the televiewer logging results. In addition, we can obtain the continued formation porosity via regressing the neutron porosity index and the laboratory measured results of intact rock porosity. The rock type of Changhu site is Kuantaoshan sandstone of Kueichulin formation, which consists of dark gray to gray, very fine to fine massive muddy sandstone. According to the neutron log data analysis, the short distance neutron detect value method can reach 75% accuracy for distinguishing the locations of fractures and fracture zones in the fresh rock. But the neutron porosity index method can further improve the accuracy to 79%. The continuous formation porosity at Changhu site converted from neutron porosity index indicates the porosity distribution is ranging from about 1% to 14.4%. The rock type of Tonto site is Tawo sandstone of Kueichulin formation, which consists of silty mudstone to mudstone and has a higher argillaceous content. The test of this borehole was restricted by the well collapse and the cement grouting. The uneven thickness of cement influenced the results of neutron log quite seriously and was difficult to verify the fracture locations with the neutron log data. fter this verification of neutron logs at two test sites, it is expected to obtain the porosity of fractures progressively in sedimentary rock in Taiwan by using the neutron well logging to estimate the continuous formation porosity, and try to improve the problems of laboratory sample shortage and the insufficient information represented by intact rock.誌　　謝 i　　要 ii文摘要 iii一章 緒論 1.1 研究動機及目的 1.2 文獻回顧 2.3 研究方法 2二章 研究區域背景 4.1 地理位置 4.2 地形及地表地質 5.3 地質鑽探 7.3.1 樟湖井 7.3.2 桶頭井 8三章 中子井測的原理與操作 9.1 中子井測的原理 9.2 本研究使用之中子井測儀 11.3 中子井測的操作及特性 14.4 影響中子井測的因素 15.4.1 鑽孔 15.4.2 地層岩性 15.4.3 鹽度 15.4.4 套管或混凝土 15.4.5 氣體效應 16.4.6 空洞效應 16四章 樟湖井中子井測記錄之分析 17.1 樟湖井之基本資料 17.2 中子井測記錄 17.3 中子井測記錄之深度校正 20.4 中子井測判釋裂隙 21.4.1 中子偵測值平均差 22.4.2 裂隙位置之中子偵測值 23.4.3 岩心記錄裂隙統計 28.4.4 中子偵測值與裂隙區段對比 30.5 中子井測求取地層連續孔隙率 33.5.1 岩心樣本的岩體孔隙率 34.5.2 中子孔隙率 36.5.3 中子孔隙率與岩心孔隙率回歸 37.5.4 回歸校正後的中子孔隙率 38.5.5 回歸後中子孔隙率與岩心孔隙率比較 40五章 桶頭井中子井測記錄之分析 44.1 桶頭井之基本資料 44.2 中子井測原始記錄 44.3 中子井測記錄之深度校正 46.4 中子井測判釋裂隙 47.4.1 中子偵測值平均差 47.4.2 裂隙位置之中子偵測值 48.4.3 岩心記錄裂隙統計 52.4.4 中子偵測值與裂隙區段對比 52.5 中子井測求取地層連續孔隙率 54.5.1 岩心樣本的岩體孔隙率 54.5.2 中子孔隙率 56.5.3 中子孔隙率與岩心孔隙率回歸 57.5.4 回歸後連續中子孔隙率 58.5.5 回歸後中子孔隙率與岩心孔隙率比較 59六章 討論 61.1 利用中子井測記錄判釋裂隙位置的限制條件 61.2 影響桶頭井中子偵測值的因素 61七章 結論與建議 64考文獻 65錄A　樟湖井岩心記錄表錄Ｂ　樟湖井岩心相片錄C　桶頭井岩心記錄表錄D　桶頭井岩心相片　目　錄2-1 研究區域地理位置圖（中央地調所, 2007） 42-2 研究區域地形分區圖（中央地調所, 2007） 62-3 樟湖桶頭地區區域地質圖（中央地調所, 1998） 73-1 中子井測示意圖 103-2 中子井測儀各偵測器分布位置圖 144-1 樟湖井中子井測記錄 194-2 樟湖井中子井測與岩心深度校正圖 204-3 樟湖井中子偵測值判釋裂隙流程圖 224-4 短距中子偵測值之平均值及平均差與岩心FI及RQD值隨深度的變化 254-5 長距中子偵測值之平均值及平均差與岩心FI及RQD值隨深度的變化 264-6 中子孔隙率指標之平均值及平均差與岩心FI及RQD值隨深度的變化 274-7 樟湖井134~135公尺岩心記錄與超音波造影 284-8 樟湖井中子孔隙率研究方法流程圖 334-9 樟湖井實驗室量測之岩心孔隙率隨深度分佈 354-10 樟湖井中子孔隙率指標隨深度分佈 364-11 樟湖井中子孔隙率與岩心孔隙率回歸曲線（方法一） 374-12 樟湖井中子孔隙率與岩心孔隙率回歸曲線（方法二） 384-13 樟湖井回歸校正後中子孔隙率隨深度分佈情形 394-14 樟湖井校正後中子孔隙率與岩心孔隙率關係圖 414-15 樟湖井自然加馬深度95~100m井測圖 435-1 桶頭井中子井測原始記錄 455-2 桶頭井中子井測與岩心比對圖 465-3 短距中子偵測值之平均值及平均差與岩心FI及RQD值隨深度的變化 495-4 長距中子偵測值之平均值及平均差與岩心FI及RQD值隨深度的變化 505-5 中子孔隙率指標之平均值及平均差與岩心FI及RQD值隨深度的變化 515-6 桶頭井岩心孔隙率分佈圖 555-7 桶頭井中子孔隙率圖 565-8 桶頭井中子孔隙率與岩心孔隙率回歸曲線（方法一） 575-9 桶頭井中子孔隙率與岩心孔隙率回歸曲線（方法二） 575-10 桶頭井回歸校正後中子孔隙率隨深度的分佈情形 585-11 桶頭井中子孔隙率與岩心孔隙率關係圖 606-1 桶頭井自然加馬井測圖 62　目　錄3-1 中子探測儀規格 114-1 樟湖井各區段中子偵測值之平均值與平均差 234-2 樟湖井孔內水面以上區段裂隙數一覽表 294-3 樟湖井孔內水面以下區段裂隙數一覽表 294-4 樟湖井區段裂隙數一覽表 294-5 樟湖井孔內水面以上中子井測與岩心裂隙對比表 304-6 樟湖井孔內水面以下中子井測與岩心裂隙對比表 314-7 樟湖井中子井測與岩心裂隙對比表 314-8 樟湖井岩心樣本孔隙率一覽表 344-9 樟湖井岩心樣本孔隙率與回歸校正後中子孔隙率一覽表 405-1 桶頭井各區段中子偵測值之平均值與平均差 485-2 桶頭井區段裂隙數一覽表 525-3 桶頭井中子井測與區段裂隙數對比表 535-4 桶頭井岩心樣本孔隙率一覽表 545-5 桶頭井岩心樣本孔隙率與回歸校正後中子孔隙率一覽表 59application/pdf16385707 bytesapplication/pdfen-US中子井測裂隙孔隙率中子孔隙率指標neutron logfractureporosityneutron porosity indexthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/182850/1/ntu-97-R91224202-1.pdf