① 勘探地球物理方法应用
1)石油与天然气勘查的非常规物探方法
(1)高精度航磁和土壤磁性测量
用高精度磁测可以解决划分区域构造和确定断裂等问题,目前正向着解决局部构造、分层研究甚至用以直接寻找油气方向发展。中国近年来在大庆、胜利、辽河等油田进行的1:5万高精度详查所圈定的构造,大多数被地震或其他勘探手段所证实,有的已打出了工业油流。
美国在十几年前开始在许多已知油田上进行低空微磁测量。为了消除某些干扰还采用了航空水平梯度测量。由此发现在许多油田上方存在波长短、幅度低(通常为10nT)的局部异常。这些微磁异常与油气渗漏形成的蚀变带的符合率高达96%,与油气田的符合率亦达64%。
土壤磁性测量在一定程度上可直接用于寻找油气。根据美国1026口井的磁化率数据统计发现,80%~85%的油气井有磁化率异常,而85%~90%的干井没有磁化率异常。
(2)大功率瞬变电磁法(建立场法)
在原苏联的许多油气田中大功率瞬变电磁法的工作量约占电法勘探工作量的70%。该方法工效高,探测深度大(达8km)。近年来,该法又吸收了地震方法的许多优点,逐渐采用高精度排列式密集布点的拟地震采集方式,在资料处理中也使用了叠加、偏移、差分等一系列手段,从而使钻探成功率达到67%。
(3)放射性方法
油气的放射性勘探方法主要包括航空和地面γ能谱测量和α测量。
在美国,根据“全国铀矿资源评价计划”,利用航空γ能谱测量6个州的706个已知油气田,72.7%的油田有归一化的钾异常和铀异常。在澳大利亚的3个油气区内,在用放射性方法预测的有利地区打的30口井中有18口产油或有油藏,成功率为60%;而在有利地区之外打的39口井中只有9口产油或有油藏,成功率为23.1%。
在利用放射性方法寻找新油田方面,在美国保德河盆地发现放射性异常221个,在已验证的87个异常中,有56个产油,占64.4%;在原苏联和中国也有类似例子(吴其斌,1996)。
2)油藏地球物理勘探方法
现行的石油开采方式对石油资源造成极大浪费。美国能源部1986年的调查表明,当从经济上认为某一油藏已经枯竭时,实际上仍有60%~70%的可动油留在储层中。世界上大部分重油迄今尚未开采。只要了解了油藏内部结构并采取适当措施,就能大幅度提高开采量。为此,自20世纪80年代以来,地球物理界出现了一股油藏地球物理热。除原有物探技术如三维地震、垂直地震剖面(VSP)、振幅随偏移距变化(AVO)的广泛应用和发展外,井间地震、矢量地震和四维地震等新技术也应运而生并得到发展。从而形成了应用地球物理学的一个新分支——油藏地球物理,亦称储层地球物理。它的目的主要是研究已知油藏的内部结构、储集特征、流动特性及一切影响开采的因素。
(1)高分辨率三维地震
三维地震测量的特点是进行密集的空间采样。在勘探阶段,它的缺点是费用太高。然而在油藏开发开采阶段,三维地震测量与相应的控制井或探边井相比,经济上仍要合算得多。因此三维地震很快在油藏的开发和开采中得到广泛应用。近年来,在这方面有两点明显的技术进步。一是在地震正反演理论的研究中十分注意地震反射特征与储层参数之间的联系,如地震振幅、反射强度、层速度等与储层岩性、孔隙度、含油气饱和度甚至渗透率之间的关系;二是广泛采用了高分辨率的数据采集处理方法和人机联作资料解释方法。
(2)三分量VSP与逆VSP
在油藏的描述和评价中,VSP(垂直地震剖面)技术仍然是一种有用的手段。除利用常规VSP研究井孔附近的构造和地层外,在这方面目前主要有两方面显着进展。一是利用三分量VSP给出的横波偏转和横波分裂信息研究储层的不均匀性和方位各向异性。这种方法对于描述裂缝性油藏或识别裂缝中的油藏尤为重要。二是将VSP测量与三维地震相结合,以改善油藏填图精度。逆VSP数据较适合层析成像处理。逆VSP与三分量VSP一起已成为油藏地球物理研究的重要研究领域之一。
(3)振幅随偏移距变化
振幅随偏移距变化(AVO)分析技术是识别气藏和预测岩性横向变化的有效手段,近年来已得到广泛应用。其中三分量AVO是一个新的研究领域。在理论上,只有三分量数据的AVO分析才是对真振幅随偏移距变化趋势的分析。三分量AVO分析不仅能进行横向岩性预测,而且在确定油藏中流体的类型及其分布方面很有潜力。
(4)井间地震
井间地震目前还处于试验和试生产阶段。它是油藏非均匀性测量的关键技术。它的特点是不仅分辨率高而且适用性强,几乎能满足油藏工程的各种需要。但缺点是其横向探测范围受到限制,层析成像的效果不很理想,对井距、井孔及设备的要求苛刻。
(5)矢量地震
矢量地震是地震勘探的发展方向。用矢量地震探测油藏中的地震各向异性具有重大的意义。它可以了解裂缝的方位和密集程度。记录矢量波场的主要目的在于有效地解决油藏的描述和模拟问题,为提高采油率服务。
(6)四维地震
四维地震亦称时间推移地震(time lapse seismic),实际上是三维地震的重复观测,主要用于开采后期的强化采油阶段(高林,1991)。
3)深部控矿构造的地球物理调查
深部控矿构造的地球物理调查方法主要包括地震反射法和探测深度较大的一些地面电磁法(CSAMT、TEM)以及高精度重磁测量(吴其斌,1996)。
以地震为主的弹性波方法技术仍列各种方法之首,其应用领域也不断扩大,不仅应用于金属矿,也应用于环境和工程等领域。与此同时,多种物探方法的综合应用愈益成为人们普遍注意的方法。随着计算机技术广泛引入和一些更为精细的数学工具的应用,地球物理资料的解释水平得到大幅度提高。如果说,物探仪器设备更多地依赖一个国家的工业技术水平,那么,对物探资料解释技术的提高则与物探人员的智力劳动和计算机技术的普及程度关系更为密切。后者主要反映在近年来一些发展中国家如中国、尼日尔爾利亚、伊朗、印度和菲律宾等的有关研究中。
多信息综合研究意识的明显提高是另一突出特点。在这方面有单一方法的多参数多分量多信息采集(如全波反演及阵列观测与解释),多方法的综合勘查技术(如重磁电、重磁震、井-地、地-坑道等多方法、多方位的观测和解释等)。这些是为实现以地理信息系统为支撑的地学多元信息的综合采集和解释所必不可少的。
② 中国石化石油勘探开发研究院的核心技术
建院以来,围绕建设创新型一流研究院的发展目标,提出了核心技术和特色技术研发战略,经过不断完善和调整,逐步形成了四项核心技术和六项特色技术系列。
一、核心技术 ●海相层系油气成藏理论与资源评价技术 通过开展盆地构造动态演化与恢复分析、高演化海相层系烃源岩动态评价、储层评价与预测、盖层与封盖作用评价、海相层系油气动态成藏与定年技术、海相层系油气资源评价等方面工作,形成海相碳酸盐岩油气成藏理论与资源评价核心技术。 ●缝洞型碳酸盐岩油藏开发技术 建立缝洞型碳酸盐岩油藏模式,形成一套表征和刻画缝洞型碳酸盐岩油藏的技术方法,发展和完善缝洞型碳酸盐岩油藏油藏工程数学研究方法、物理模拟和数值模拟技术,形成缝洞型碳酸盐岩油藏高效开发模式和开发效果评价方法。 ●特殊天然气藏开发技术 以川东北、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地和松辽盆地天然气勘探和开发建设为依托,建立和集成高含硫碳酸盐岩气藏、致密砂岩气藏、凝析气藏和火山岩气藏开发配套技术。 ●提高采收率技术 通过开展大幅度提高采收率技术的驱油机理研究,形成物理模拟、数值模拟、提高采收率效果与潜力评价、规划编制及方案设计等配套技术,通过项目攻关在油藏物理化学、三次采油油藏工程学方面达到国内领先水平。 二、特色技术 ●特殊储层预测技术 通过对塔河油田、鄂尔多斯气田、南方海相碳酸盐岩以及松辽盆地勘探开发的技术支撑,形成碳酸盐岩孔缝洞储层、碎屑岩致密低孔低渗储层、白云岩裂缝型储层、火成岩储层以及储层流体预测技术,并研发集成自主创新方法,为类似地区的勘探提供借鉴和技术储备。 ●油藏综合地球物理技术 针对我国东部老油气田和西部、南方新油气田的开发现状和技术需求,应用高精度三维地震、井中地震(VSP与井间地震等)、多分量地震以及时延地震等先进的地球物理技术,以地震属性精细分析、高精度波阻抗反演以及多学科综合应用研究为主要手段,开展油气藏精细描述和油藏动态监测等研究,研发核心方法技术及软件,形成一套实用化的油藏综合地球物理技术系列。 ●海外油气项目快速评价体系 为快速有效的评价海外油气勘探开发项目,科学决策,规避风险,从勘探、开发、海外公司并购和海外投资环境几个方面,进行信息平台、方法指标体系、决策体系和专家系统等方面的研究,形成海外油气项目快速评价体系。 ●油气地球化学勘探技术 以成烃、成藏等石油地质基础理论研究为重点,油气藏勘探与评价为目标,油气实验地质新技术、新方法和新仪器研制为手段,发展油气地质、地球化学基础理论,完善油气形成与成藏评价和预测技术,集成油气地球化学勘探应用技术系列,建立油气成烃成藏地球化学示踪体系。 ●油气勘探开发科学决策支持系统 从盆地系统出发,统一和完善基础数据库、知识库及其应用平台,整合现有盆地(凹陷)、区带和圈闭目标三个层次的分析评价系统,实现资源评价的系统化、动态化、定量化和勘探决策部署的科学化、信息化、高效化,最终形成一套核心内容具有原创性、具有自主知识产权和价值观体系的油气勘探科学评价决策支持系统。 ●勘探开发应用信息技术 以成烃、成藏等石油地质基础理论研究为重点,油气藏勘探与评价为目标,油气实验地质新技术、新方法和新仪器研制为手段,发展油气地质、地球化学基础理论,完善油气形成与成藏评价和预测技术,集成油气地球化学勘探应用技术系列,建立油气成烃成藏地球化学示踪体系。
③ (三)油气检测方法
找到了砂体并不意味着找到了油气,勘探的目的在于寻找油气而不在于寻找砂体,如何判断砂体是否含有油气是提高钻探成功率的关键。在对飞雁滩地区上百口探井及开发井进行统计分析的基础上,通过储层的精细标定,发现不同类型的河道沉积微相,其含油气性也存在较大的差别。通常主河道及牛轭湖微相,在沉积时,由于物源丰富,水动力条件较强,砂岩粒度适中,储渗条件相对较好,含油级别高,其地震特征为 “强波谷、低频,有下拉现象”,平面上呈弯曲的长条形展布,如钻遇的埕 130 “S”形河道上的井均获工业油流。而堤岸、决口扇及河漫滩沉积,其储层物性稍差,因而含油性较差,如埕 131 井。以上现象说明了砂体成藏的复杂性及进行含油气预测的必要性。
图 8-27 飞雁滩地区馆陶组 14 + 5孔隙度、渗透率预测图 (红色为高值区)
1.正演模拟砂岩振幅与厚度、含油性及沉积相的关系
从统计的飞雁滩油田砂层厚度与振幅的散点图来看,表面上看杂乱无章,不具备理论上的调谐厚度范围内振幅与厚度的理想线性关系,但总体趋势表现为振幅随地层厚度增加而增加。仔细分析后发现,这些散点呈油水相间的 4 个条带。每一条带内振幅随厚度线性增大的趋势十分清楚。形成上述现象的原因我们分析认为,主要是不同沉积相带、不同含油属性的砂体存在速度差异所致。因为从速度与振幅、速度与频率的关系来看,速度与振幅具有明显的正相关,而速度与频率则呈现负相关的特性。
为进一步探讨砂岩振幅与厚度、含油性及沉积相的关系,通过理想模型进行了分析。设计了一个菱形地质模型,选取 2450、2500、2550、2600 m/s 分别作为非河道油砂、非河道水砂、河道油砂、河道水砂的速度,以 2200 m/s 作为泥岩的速度,分别进行正演褶积,提取相应的振幅参数进行对比研究。发现当泥岩围岩速度不变的情况下,河道含水砂岩、河道含油砂岩、非河道水砂和非河道油砂,在调谐厚度变化范围内,各自厚度与振幅具有典型的线性变化关系,呈现明显的 4 个条带 (图 8-28)。厚度与振幅的线性变化关系,可以表示为:
H = K1* Am + K2
式中: K1、K2为常数; H 为厚度; Am 为振幅。
从对比来看,同一沉积亚相同种属性的砂岩厚度每增加 5 m 振幅提高 200 ~240。同一厚度同一沉积亚相的砂岩水层比油层振幅高100 ~120,相当于同种属性砂岩厚度增加1.5 ~2.5m。同种属性、同样砂层厚度,河道砂岩比非河道砂岩振幅高 220 ~240。由此来看,馆上段河道砂体油藏砂岩储层的振幅与砂层的厚度、沉积相及含油性等有密切的关系,三者都不同程度地控制了振幅的变化,但以沉积亚相和砂层厚度对振幅的贡献最大。
2.气藏的预测
气藏以亮点为特征,但不同沉积亚相其亮点的强度不同,通过对工区亮点进行分类,对亮点边界和气水边界正演分析,可以较好地落实气藏的分布范围。
(1)亮点的分类及沉积亚相划分
通过对本区 20 多口井的气层厚度、深度、速度、自然电位特征形态及地震相的气层振幅的资料统计,拟合了本区亮点河道亚相与非河道亚相气层厚度与振幅的不同关系曲线,确定了Ⅰ、Ⅱ类亮点相对振幅分区门槛值为 7000,确定了河道亚相和非河道亚相亮点含气的相对振幅门槛值为 3000、2000 (图 8-29)。
通过对本区已知井振幅与速度的统计可以看出,非河道亚相具有相对较高的层速度和相对较低的振幅值,而河道亚相正好相反,具有相对较低的层速度和相对较高的振幅值,从实际统计的资料出发,我们设计了河道亚相和非河道亚相气砂体正演模型,通过提取其地震响应的振幅参数,并与相应的气层厚度拟合关系曲线,可以看出,其振幅与厚度的变化规律与根据实际井资料反演的储层厚度的变化规律相吻合,从而证明了用井资料所反演储层厚度的方法是正确的。
从河道亚相与非河道亚相振幅与厚度的拟合曲线图上还可以看出,Ⅱ类亮点区包括有两种沉积亚相: 河道亚相、非河道亚相。对比要区分开来,才能确保反演气层厚度和储量计算的准确性。为此,我们主要依据亮点的形态进行划分: 河道沉积的条带状亮点、废弃河道形成的牛轭状亮点归为河道亚相; 漫滩沉积的薯仔状亮点、决口扇形成的烧瓶状亮点归为非河道亚相。
综上所述,对每个亮点不仅进行Ⅰ、Ⅱ类的划分,还要进行沉积亚相的划分,这样就为下一步不同沉积亚相亮点气层厚度反演的准确性和亮点储量计算的可靠性打下了必要的基础。
(2)亮点边界与气水边界划分
1)亮点边界的确定。从模型分析和实际井的统计规律看出,河道亚相和非河道亚相振幅和厚度曲线分区明显,所以在确定亮点边界时,河道亚相和非河道亚相的亮点边界的门槛值不同,所以根据实际井的统计规律把河道亚相的亮点振幅值大于 3000 和非河道亚相亮点振幅值大于 2000 的范围确定为亮点含气的范围。
图 8-28 河道砂体的振幅与厚度、沉积相及含油性关系图
图 8-29 飞雁滩地区气层厚度与振幅关系图
2)亮点气水边界的模型分析。飞雁滩气田的储层主要有纯气和气水砂岩两种,能否利用地震资料确定气水边界呢? 为此,我们根据本区实际的地质资料设计了气水砂岩的透镜体模型,从其地震响应提取振幅值,制作厚度与振幅变化曲线,可以看出,当透镜体厚度大于 36 m (即 λ/2)时,气水边界才表现出来 (图 8-30),由于本区砂岩为曲流河的沉积,厚度一般小于 36 m,所以在本区确定气水砂岩的气水边界是十分困难的。
图 8-30 亮点气水边界的模型分析
3.油藏的检测
(1)瞬时子波吸收分析技术
地震波在地下传播过程中,除整体能量衰减外,频率成分也随介质不同而有不同程度的衰减。由于介质的黏滞效应,地震波高频成分将在传播过程中衰减,特别是在疏松介质或孔隙内充满气体的介质中,地震波高频能量将会很快衰减。因此地震波在传播过程中其高频能量衰减规律可用于岩石类型、孔隙度、流体类型等分析。吸收分析就是利用这一原理来分析储层的含油、气特征 (图 8-31)。在实际应用时可使用 Metalink 系统来分析储层的含油气性,Metalink 系统是一种瞬时子波吸收分析软件系统,该系统利用地震振幅信息预测油气藏,保幅处理和油气检测是其两项关键技术。传统的地震资料处理方法由于受到资料品质和计算能力的限制而过多的使用数字假设和约束,使地震资料的频谱和振幅纵横向相对关系受到很大程度的改造,这样就不可能得到理想的保幅成果。为了确保提取的地震信息的准确性,Metalink 系统首先对地震资料进行高分辨率、高信噪比和高保真方法处理,使地震信息保持相对振幅、保持频率、保持波形。在此基础上进行基于子波的能量吸收分析,即在复赛谱上分离地震子波和反射系数序列,求取能时变、空变的地震子波,再求取瞬时子波能量衰减的垂向分布规律,消除强反射的干扰,在叠后资料中准确分析出含油、气储层的吸收异常 (王宏语,2007)。
图 8-31 瞬时子波吸收分析原理(据王宏语,2007)
瞬时子波吸收分析技术应用的主要模块包括以下几方面:
1)PID 相位反演反褶积。地震记录频谱上,子波相当于平滑的成分,而反射系数及噪声表现为频谱的 “毛刺”。地震记录可以表示为子波与反射系数的褶积,地震记录的频谱是子波频谱与反射系数频谱的乘积,即 S(f)= W(f)·Rc(f),取对数后 S'(f)= W'(f)+Rc'(f),再经逆傅立叶变换到时间域 (复赛谱)。子波和反射系数分别位于复赛谱的近、远时端,这样就可设计一个时域滤波器分离出时变、空变子波。子波内包含地震波传播过程中的各种振幅和相位信息,反褶积后可消除多次波及非地表一致性影响,对叠后资料还可达到谱平衡的效果 (王宏语,2007)。
2)PMO 相位动校正。一种无需输入速度的道集内相位拉平方法。首先考察地震资料的振幅谱 和相位谱 arccos
济阳坳陷北部馆陶组油气地质与勘探技术
济阳坳陷北部馆陶组油气地质与勘探技术
可见,只有相位谱才包含地震旅行时信息。这样,道集内在保留每道振幅谱的同时,使用近偏移距道相位谱代替远道,即可实现相位拉平。PMO 能相对保幅处理展平非双曲线相位。
3)WEA 瞬时子波吸收分析。地震记录是地震子波与反射系数的褶积,反射系数是地层格架序列的组合,并不代表地层吸收特性,由于反射系数干扰了地震频谱,吸收分析的结果也势必受反射系数的影响,造成 “假亮点”现象,即强反射就有强吸收,这大大制约了吸收分析的实际应用效果。反射系数的干扰致使吸收分析在很大程度上受到反射振幅强弱的影响,而地震子波是地震波在传播过程中受大地滤波作用的综合载体,稳健的吸收分析应在子波频率衰减分析的基础上进行。WEA 就是利用这一原理,在地震道记录滑动时窗计算地震子波,利用全记录道信息在频率补零时域道内插以得到可靠的小时窗地震频谱。再使用 PID 相位反演反褶积子波提取技术在复赛谱域提取子波的振幅谱,拟合谱上的高频能量衰减曲率。由于计算过程是小时窗滑动计算,可以得到新的子波高频能量衰减曲率值曲线。为消除大地滤波造成的衰减随埋深增加的影响,还需使用趋势分析方法分离出剩余衰减曲率输出形成新的吸收预测道。这样去除自然吸收背景后的异常更能反映目标储层的吸收衰减作用,而不受地层埋深的限制。
当然,任何地球物理分析手段都要受到信噪比的影响,WEA 也不例外,在低信噪比地区需谨慎分析。至于分辨率,由于小时窗滑动分析,已摆脱了 λ/ 4 的限制,但仍然要受地震采样率的制约。从实现过程可以看出,WEA 完全利用地震信息,不需要测井资料的约束。然而,WEA 计算的吸收系数是个相对值,无法利用数值去识别气层,这个过程需要井信息的刻度。WEA 反映强弱关系,利用已知气井位置拾取吸收系数 μ0,大于该值的区域可以认为是气层或油层,再利用已知干井位置拾取吸收系数 μ1,小于该值的区域可以认为不是气层或油层 (王宏语,2007)。
实例: 飞雁滩馆上 14 + 5砂组瞬时子波分析。在地震信息分析的基础上,确定瞬时子波吸收分析参数,主要包括不同频率、子波长度、滑动时窗大小和吸收分析种类等参数。在此基础上首先对过油气井的地震剖面进行参数试验和效果实验。Metalink 系统可以直接对三维地震数据进行瞬时子波吸收分析,但由于数据量太大,那样将会花很长时间。所以,将 3D 地震数据按线方向和道方向隔 10 线和10 道抽成2D 地震数据,对它们用与前述过井剖面相同的处理参数进行瞬时子波吸收分析,然后将处理结果 (segy 格式文件)加载到别的地震属性系统 (如 MDI)进行显示,并进行沿层吸收属性提取 (剖面本身是吸收分析结果,提取其总能量就是吸收强度),形成吸收分析剖面图及平面图。通过与实际钻井对比,该技术可以较好地预测油藏的平面分布 (图 8-32,图 8-33),吻合率达到了 80%。
(2)瞬时频率法
瞬时频率法是通过提取砂体的瞬时频率参数对其是否含油进行判断。在飞雁滩地区,通过提取瞬时频率参数及对多口井的统计表明: 瞬时频率小于 34Hz 一般为含油区,瞬时频率大于 40Hz 为含水区,瞬时频率在 34 ~40Hz 之间为油水过渡带。在飞雁滩地区依据瞬时频率进行砂体的含油气判别所部署的井位大都与钻井情况相符合 (图 8-34)。由此可得出这样的推论,砂体含流体的不同造成对地震波频率的选择性吸收,在地震剖面上表现为砂体含油后以低频成分为主,砂体含水后以高频成分为主。从应用情况看,该方法适合于判别河道砂体是否含有油气。
图 8-32 瞬时子波吸收分析剖面图
图 8-33 馆陶组 14 + 5砂组瞬时子波吸收分析图
图 8-34 飞雁滩地区瞬时频率和砂体的关系
④ 平衡点是什么意思
平衡点指趋势平衡点。
TBP,(趋势平衡点)是依速量观念制作而成,视股价趋势的加速及减速而决定平衡点位置。TBP 的最主要目的在于'斩获利润',因此与其他技术分析最大的不同,在于了结点较短,停损点较长。
缩短获利点距离,可以保障投资人'斩获利润',而增加停 损点距离,一方面不易受骗线扫出场,一方面假如市场方向不符所料,则在停损点尚未被触及之前,收盘时则依TBP状况,自动改变操作方向。
决定明天的TBP
1.如果市况是多头,则先挑出前两天速量因子中较小者,然后,再与昨天的收盘价相加,即可求出明天的TBP;
2.如果市况是空头,则先挑出前两天速量加子中较大者,然后,再与昨天的收盘 价相加,即可求出明天的TBP。
⑤ 震动中,什么是物体的平衡点
物体在不受外力作用或者所受的外力为平衡力的情况下总会处于静止或者匀速直线运动的状态,因此把物体处于静止状态或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态.不受力是一种理想情况,实际中物体受到的是平衡力.故答案为:静止;匀速直线运动;受平衡力.。
⑥ 平点效应是什么意思
距离不同所产生的相位差异。平点效应使得产生的干涉条纹过于密集,对相位解缠造成很大困难,因此在进行相位解缠之前需要去除平点效应。所以平点效应是指水平地面上高度相同的两个物体由于卫星的距离不同所产生的相位差异的意思。造成这种现象的根本原因是合成孔径雷达采用的是斜距成像的方式,是依据接收回波信号的先后顺序成像的,先接受的信号被先记录。
⑦ 地球物理勘探知识
地球物理勘探是利用地球的物理特性与原理,根据各种岩石及其他矿物之间的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异,选用不同的物理方法和物理勘探仪器,探测工程区域内的地球物理场的变化,以研究不同物理场的地质内涵,了解区域内水文地质和工程地质条件和矿藏分布的勘探和测试方法。
地球物理勘探一般分为重力勘探、磁力勘探、电法勘探和人工地震勘探几类。地球物理勘探,它是运用物理学原理勘查地下矿产、研究地质构造的一种方法和理论,简称物探。地球物理勘探是地质调查、地质学研究、矿产勘查当今不可或缺的非常实用的一种最常用手段和方法。
实际探测的区域重力场、航磁场是区域内地质构造在地球物理场中的反映,这些物理场与区域成矿作用、矿产富集与成矿区带的形成、分布也是相关的,并且也能互为因果。地球物理勘探主要用于了解地下的地质构造、圈闭、断层发育情况、有无矿床生成的可能、有无矿床保存条件,矿体是否具备开发的条件等。相对于钻井勘探,它是着眼于较为宏观的或称战略方面的勘探。钻探则是侧重于点上勘探。地震勘探也需借助于区域内已有钻探成果如录井、测井、测试资料进行标准层的确定和标准层地质属性确定,从而展开对剖面分析与解释。物探与钻探的结合,共同推进地质找矿研究工作的进展。因此,在勘探界,有“地质指路,物探先行,钻探验证”之说。学习物探的人,也需了解钻探知识,它们是紧密相依的相关学科。
(一)人工地震勘探知识
人工地震,是地球物理勘探中的主要手段,在石油和天然气勘探、煤田勘探和工程地质勘探以及地壳和上地幔深部结构探测中发挥着重要作用。它是利用炸药人工激发产生地震波在弹性不同的地层内传播规律来探测地下的地质情况。炸药爆炸产生地震波在地下传播的过程中,遇到不同岩石或其他物质时其弹性系数发生变化,从而引起地震波声的变化,产生反射、折射和透射现象,再通过仪器接收变化后的地震波数据,利用地震波速度和岩石矿物的相关性,对地震波进行处理、解释后,反演出地下情况的知识。
在油气田勘探中,人工地震用于寻找有利于油气聚集的构造圈闭。其工作主要程序分为:地震波和与地震波相关数据的野外采集、采回的数据室内处理和对处理数据的数据解释三个环节,相应产生了野外采集的原始地震资料、室内计算机数据的处理资料和数据的解释成果资料三个部分。
野外数据采集是人工地震勘探的基础工作,其产生的数据也是基础资料也称原始资料,主要是地震测线和地震波数据;人工地震勘探中的数据处理环节,是将野外采集到的地震数据波去粗取精去伪存真工作过程,通过“去噪”和“校正”技术处理,提高原始数据分辨率,这个过程就形成处理数据,再由处理数据形成可视的地震剖面图和一些其他成果图件及文字性的处理报告。
(1)二维地震资料处理过程:原始资料的解编和观测系统的定义→振幅补偿、双向去噪→单炮去噪→野外静校正→地表一次性预测反褶积→速度分析→剩余校正→叠前去噪→速度分析→最终叠加→叠后去噪→偏移处理→最终二维处理显示剖面。
(2)三维地震资料处理过程:原始资料的解编和观测系统的定义→高通滤波→野外静校正→三折射静波校正→三维地表的一致性振幅补偿→三维地表一次性反褶积→抽CDP 道集→速度分析①→三维剩余静校正→三维 DMO→速度分析②→三维DMO叠加→三维去噪→三维道内插→三维进一步法时间偏移→三维修饰处理→三维数据图像显示。
解释环节是前期数据处理环节产生的成果,运用相关知识,结合钻井等其他勘探资料,通过用计算机工作站技术进行分析研究,推断地层沉积、地下构造特征、岩性和含流体等地质结构情况。这种分析研究和推断结论产生的资料,称解释成果。解释成果主要有:断面识别成果、特殊地质现象解释、构造图和厚度图成果、三维可视立体解释构造图和文字性的解释报告。
地震数据解释阶段的工作,一般将其归纳为四项工作:构造解释;地层解释;岩性解释和矿产检测;综合解释。
地质科技人员阅读解释资料,最好能要了解解释程序和解释结论产生的过程,如二维资料解释,是在收集工区内已有地质资料基础上进行的,剖面解释首先是选择区域内有代表性的剖面,确定标准层和标准层的地质属性,然后在进行非标准层的追踪;进行时间剖面的对比,断面的识别与解释;不整合面、超覆、古潜山等特殊地质现象的解释;构造图、厚度图、等厚度图的编制过程。了解它的解释工序和过程,就能深度看懂和彻底消化这些解释资料,而不是一知半解、囫囵吞枣。
近几年来随着时代的发展,人工地震勘探技术有了新的进展,储层预测和油藏描述技术方法已被油田类企业广泛利用。其中油藏描述中圈闭描述、地层沉积描述、储集体描述、油气储量计算技术在不断发展和深化,水平分辨率和垂直分辨率区分地质特征的识别能力也在不断提高,地震层析成像技术初步运用,人工神经网络技术也在酝酿发展。三维可视化技术的利用等方面的知识都应了解或掌握。四维地震就是在三维地震的基础上加上时间推移,用于监测油气开采动态情况,油田开发的采收率一般在25%~30%之间,三维地震技术用于油田开发后采收率可提高到45%,据报道,将四维地震技术方法用于油田开发后采收率可提高到65%以上。
了解这些人工地震知识后,对于利用这些物探资料作用非凡。如我们在看解释报告结论有怀疑时,可查看数据处理资料,看看它的“去噪”和“校正”过程中是否有瑕疵,了解一下标准层及其地质属性的确定是否准确。看看解释过程和解释观念。而不懂处理技术方面的知识是发现不了其中的问题的,而有时候发现了一个瑕疵就发现了一个矿藏构造或是纠正了一个对地层的认识;学习物探类学科的学生或刚刚从事其他学科的技术工作的人员只有了解和系统掌握了这一学科知识,才能看懂这些物探资料,而要利用这些资料,首先是读懂它,然后才能发现其中蕴含的价值。即使你是工作多年的技术人员,你也得注意积累,因为人工地震在不同环境下的取得的数据,也会有巨大差距。如在沙漠地区因巨厚的地表浮沙形成低速层厚度横向变化很大,对数据采集中的激发和接收一致性影响较大,与此相应,它对地震波的能量衰减较为严重,对地震波的高频成分吸收强烈,对“静校正”提出了更高要求。同理,水网地区的人工地震与一般陆地人工地震“静校正”要求又有区别。处理与阅读这些资料奥妙无穷。
人工地震产生的物探资料主要有:
二维地震资料统计表
续表
三维地震资料统计表
二维、三维地震资料品种很多,但主要需看懂的资料是:
处理报告、解释报告及图件。尤其是图件中的“时间剖面”。
人工地震工程得到的是地震波数据,技术人员对数据的处理与解释结果体现在时间剖面上,而解释报告是对剖面的解读和总结的结论。一般表现为:推断地层分布、构造特征及流体性质,圈闭描述、地层沉积描述、储集体描述、矿产储量计算等。这些推断和描述是否准确,就得看推断和描述的依据和过程,得出自己独立的见解或对推断和描述给予赞成与否的结论。
(二)重力勘探知识
重力勘探是地球物理中的又一种勘探方法。它是利用组成地壳的各种岩石及其介质的密度差异引起的重力场变化原理,在野外通过重力仪器测量,对重力数据进行观测,研究其重力的变化,推断地下构造的一种物理勘探的方法。由于重力异常区场与区域内地质构造、深部地壳构造以及地形、地貌均呈相关性,通常能反映出断裂构造带断裂构造的重力异常梯度带与矿产资源分布具有密切关系。而且,从成矿理论到勘探实践看来,矿床往往是成群出现的,在一定范围内会集中出现矿体。研究区域内的重力情况,也是认识地质构造和发现矿产的又一个重要途径,地质资料馆中主要珍藏的是围绕重力异常产生的资料。
重力勘探产生的主要资料统计表
续表
要求能看懂的最主要的重力资料:
布格重力异常图。
布格重力剩余异常图。
趋势面分析报告。
重力勘探项目处理成果报告。
(三)电磁感应法勘探
电磁感应勘探法,分为电法勘探和磁法勘探。电法勘探,是利用地壳中多种岩石或其他固态、液态、气态介质的电学性质的不同,引起的电磁场在空间分布状态发生相应变化实际差异,来研究地质构造和寻找矿藏的一种物探方法。产生相关电法勘探图件和勘探文字报告。
磁法勘探是根据区域内各种岩石和其他介质的磁性不同,利用仪器发现和研究地球磁场及异常,进而寻找磁性矿体和研究地质构造的又一种地球物理勘探方法。磁异常是磁性地质体引起的,磁异常的分布与对应的区域地面及地下地层、岩层磁性相关。通常火山岩和变质岩易引起磁性异常,这种异常的变化激烈往往表明磁性体浅,意味着结晶体基底浅,反之,表示结晶体基底深。这样就能划分出隆起区和坳陷区,进而发现伴随火山岩活动的深大断裂带。
电法与磁法勘探,实践中通常不是各自独立进行的,而是利用电磁感应理论结合进行的勘探,它是在地质目标或矿体与相邻岩体存在电磁学性质差异时,通过观测和研究由地质目标或矿体引起电磁场空间和时间分布规律,寻找地质目标或矿体的方法。
电磁法勘探形成的地质资料统计表
续表
需要读懂的主要资料:
电法、磁法或电磁法勘探报告,测线大地电磁测深Ρyx/Ρxy剖面图、测线大地电磁测深曲线与断层关系对比图、测线地质——物探解释参考剖面图、测线大地电磁测深地质解释剖面图、大地电磁测深仪野外处理结果曲线、大地电磁测深仪对比曲线册、大地电磁测深及解释研究报告、大地电磁测深勘探报告。
(四)遥感技术
遥感技术,是指地质学科里运用的遥感探测技术,又称遥感地质或称地质遥感。遥感地质是综合应用现代遥感技术来研究地质规律、进行地质调查和资源勘察的一种方法。从宏观的角度,着眼于由空中取得的地质信息,即以各种地质体对电磁辐射的反应作为基本依据,结合其他各种地质资料及遥感资料的综合应用,以分析、判断一定地区内的地质构造情况。遥感技术对地质学研究和探矿方面的作用:
(1)能了解各种地质体和地质现象在电磁波谱上的特征。
(2)能了解地质体和地质现象在遥感图像上的判别特征。
(3)可以通过对地质遥感图像的光学及电子光学处理和图像及有关数据的数字处理和分析,得出相关认识。
遥感技术在地质制图、地质矿产资源勘查及环境、工程、灾害地质调查研究中广泛运用。
遥感技术在地质勘探上运用成果,得到遥感图像。它相当于一定比例尺缩小了的地面立体模型。能全面、真实地反映了各种地物(包括地质体)的特征及其空间组合关系。遥感图像的地质解译包括对经过图像处理后的图像的地质解释,即运用用遥感原理、地学理论和相关学科知识,以目视方法揭示遥感图像中的地质信息。遥感图像地质解译的基本内容包括:
(1)岩性及地层解译。解译的标本有色调、地貌、水系、植被与土地利用特点等。
(2)构造的解译。在遥感图像上识别、勾绘和研究各种地质构造形迹的形态、产状、分布规律、组合关系及其成因联系等。
(3)矿产解译及成矿远景分析。这是一项复杂的综合性解译工作。通常在大比例尺图像上,有的可以直接判别原生矿体露头、铁帽和采矿遗迹。但大多数情况下是利用多波段遥感图像(特别是红外航空遥感图像)的解译与成矿相关的岩石、地层、构造以及围岩蚀变带等地质体。除目视解译外,还经常运用图像处理技术获取区域矿产信息。
成矿远景分析工作是以成矿理论为指导,在矿产解译基础上,利用计算机将矿产解译成果与地球物理勘探、地球化学勘查资料进行综合处理,从而圈定成矿远景区,提出预测区和勘探靶区。利用遥感图像解译矿产已成为一种重要的找矿手段。
主要资料就是遥感图像——胶片和照片。对图像解译是阅读遥感资料的基本功。实践中阅读图片时,往往对照地面已开展的地质工作认识成果,可对遥感图像有更深入的解读。
⑧ 地球物理测井包括哪些方法
油气田的地球物理法包括地球物理勘探和地球物理测井。地球物理勘探已在前一节中做了介绍,本节将介绍地球物理测井方法,简称测井。
地球物理测井已广泛应用于石油地质勘探和油气田开发过程中。应用测井方法可以划分井筒地层剖面、确定岩层厚度和埋藏深度、进行区域地层对比,还可以探测和研究地层的主要矿物成分、裂缝、孔隙度、渗透率、油气饱和度、倾向、倾角、断层、构造特征、沉积环境与砂岩体的分布等参数,对于评价地层的储集能力、检测油气藏的开采情况、精细分析和研究油气层等具有重要的意义。
目前,常用的测井方法主要有电法测井、声波测井和放射性测井等。
一、电法测井不同岩石的导电性不同,岩石孔隙中所含各种流体的导电性也不同。利用该特点认识岩石性质的测井方法称为电法测井。电法测井包括自然电位测井、电阻率测井和感应测井等。
1.自然电位测井1)基本原理自然电位测井是根据油井中存在着扩散吸附电位进行的。在打井钻穿岩层时,地层岩石孔隙中含有地层水。地层水中所含的一定浓度的盐类要向井筒内含盐量很低的钻井液中扩散。地层水所含的盐分以氯化钠为主,钠离子带正电,氯离子带负电。由于氯离子移动得快,大量进入井筒内钻井液中。致使井内正对着渗透层的那段钻井液带负电位,形成扩散电位。而这种电位差的大小与岩层的渗透性密切相关。地层渗透性好,进入钻井液里的氯离子就多,形成的负电位就高;地层渗透性差,氯离子进入钻井液里就少,形成的负电位就低。因此,含油渗透层在自然电位曲线上表现为负值,而不渗透的泥岩层等则显正值(图3-2)。
图3-8判断油气水层的测井资料综合解释
另一方面要对测井以外的资料(如该井的钻井、地质和工程资料等)进行综合分析和解释,搞清楚油层、气层和水层的岩性、储油物性(孔隙度和渗透率)、含油性(含油饱和度、含气饱和度或含水饱和度)等。
思考题
1. 什么叫油气田?什么叫含油气盆地?
2. 区域勘探和工业勘探分别可划分为哪两个阶段?
3. 地球物理勘探法主要包括哪些方法?简述各种方法的基本原理。
4. 地球化学勘探法的主要原理是什么?具体包括哪些方法?
5. 地质录井包括哪些方法?
6. 地球物理测井主要包括哪些方法?分别主要有哪些用途?
7. 简述声波测井的基本原理。