㈠ 地球物理勘探的三个主要前提条件
地球物理勘探的三个主要前提条件:
1、被探测对象与周围介质之间有明显的物理性质差异。
2、被探测对象具有一定的埋藏深度和规模,且地球物理异常有足够的强度。
3、能抑制干扰,区分有用信号和干扰信号;在有代表性地段进行方法的有效性试验。
地球物理勘探
是以岩石、矿石(或地层)与围岩的物理性质差密度、磁化性质、导电性、放射性差异为基础。地质学专业术语,地球物理学用物理学的原理和方法,对地球的各种物理场分布及其变化进行观测。
地球物理勘探探索地球本体及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化,研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在此基础上为探测地球内部结构与构造、寻找能源、资源和环境监测提供理论、方法和技术,为灾害预报提供重要依据。
㈡ 地球物理勘探技术面临的问题与发展趋势
随着勘探领域的扩大与深入,遇到的地质条件越来越复杂,地球物理勘探将面临多种多样的问题。其中主要问题可以概括为以下3个方面,今后的发展也将围绕克服这些问题而开展。
1.提高微弱地球物理信号的采集与处理水平
地球物理勘探技术是依据对观测的地球物理场数据的分析来实现探测目的的。因此,数据采集是地球物理工作的基础。历史的发展充分说明,数据采集精度的提高,使得地球物理探测的应用效果、应用范围不断扩大。例如重力仪的精度从20世纪50年代的(0.2~0.4)×10-5m/s2提高到目前的(0.01~0.03)×10-5m/s2,使得重力勘探的能力和应用范围大大加强和拓宽。地球物理方法和理论的进展,需要数据采集技术的进步作保证才能得以实现。世界上所有地球物理技术发达的国家,都有强大的仪器研究与制造业做后盾。为了使我国地球物理工作的发展居于世界先进水平,也必然要加强仪器的研制。
其中包括:①高性能探测换能器的研制,如新型地震检波器和核射线探测器等;②高性能人工源的研制,在地球物理方法中,除观测重力场和磁场等天然场的方法之外,有许多是借助人工场激发的物理场进行的,如地震勘探和大部分电法勘探,为了获得更多的地质信息,场源往往起很大作用,因此,各种场源的研究,也会是今后发展的一个重要方面,如高性能的震源、大功率的电源、高产额的射线源等;③高性能数据记录系统的研制,随着方法的进步,数据量的加大,要求记录系统有更高的性能,例如三维地震和高密度电法,都要求仪器的道数增加。为了提高探测的分辨率,则要求记录系统的带宽和动态范围加大等。
地球物理数据处理的目的是消除各种干扰因素,突出所需的地质信息。这些干扰因素包括:与测量技术有关的影响因素、环境影响因素以及非研究目标的其他地质因素的影响等。不同地球物理方法,受各种因素的影响程度不同,因而处理的重点和方法也不相同。以地震勘探为例,为了提高数据的精度,需要消除近地表因素对一致性的影响;为了有效地提高分辨率,需要进行提高信噪比处理;在反射倾角比较大时,为了减少空间假频,需要进行道内插处理;为了提高解释精度,需要进行提高地震数据的保真处理等。
2.非均匀地质体的探测与描述
几何形体简单、物性分布均匀、埋藏深度较浅且易于发现的矿产资源,今后将越来越少,物探人员面对的将是岩性不均匀、结构与构造复杂、物理性质在纵向和横向上均有较大变化,并且埋藏较深、地质条件复杂的勘探对象。为了查明空间上不均匀变化的对象,必须获得足够的能表征地下内部结构和性质的参数,才有可能比较细致地勾画出对象的复杂特征。所谓足够的参数,一是指参数的种类,二是指每种参数的数量。为了清晰显示研究对象的空间特征,近20年来各种物理场的成像研究取得很大进展,包括地震波成像、电磁波成像和位场成像等。
地震波成像可以在地面、井间和井地之间进行。在已知速度的情况下可以进行几何结构成像,或已知几何结构的情况下进行物性结构成像。地震波成像在石油天然气勘探中已取得一些实用的效果,其中突出的实例如利用叠前深度偏移清楚地获得了古潜山的内幕(杨长春等,1996),但是目前地震勘探实际观测的主要还是纵波的垂直分量,多波多分量的观测与应用研究还只是开始。另外,实际地下介质不仅具有纵向和横向的不均匀性,而且具有纵向横向的各向差异性。只有充分地利用地震波的多种信息,才能够对岩性变化、裂隙的发育状况和孔隙中流体的性质有更准确的了解。井向地震波层析成像比地面地震的分辨率高,随着井下设备的发展,将成为开发地震的重要工具。单井地震波成像即保持井下地震波不受表层干扰的优点,同时不受需要两口井的限制,有可能得到较大发展。超声波井壁成像是成像技术在油田勘探中的另一项重要应用,它可以划分裂缝发育层段,从而有效地圈定裂缝储层,目前它的分辨率还比较低,定量解释技术有待开发。
电磁波成像包括低频的电磁感应法和大地电磁测深,以及高频的探地雷达成像等。电磁波成像也可以在地面、井下、井间或井地间进行。相对于地震波成像,电磁波成像的方法理论和技术还处于发展的初始阶段,许多地方沿用了地震波成像的方法技术。但是由于描述电磁波传播过程的方程中含有扩散项,且其传播常数为复数,因此采用地震波成像方法和技术处理电磁波成像问题,往往得不到理想的效果。目前,低频电磁波成像的应用还处于萌芽阶段(何继善1997),因此,电磁波成像的进一步发展,必须根据自身的特点探索新的路子。
由于高频电磁波方程可以简化为类似于弹性波的波动方程,所以探地雷达的数据处理和解释多采用反射地震的方法技术,主要修改在于尺度标定和参数选择。跨孔的高频电磁波成像,当井间距离不大时,在探测高导金属矿体和溶洞方向已取得一些成功实例。为了提高高频电磁波法对几何结构的分辨率,发展针对其动力学特征的处理技术势在必然(王妙月等,1998)。
随着数据采集技术的改进,直流电阻率法成像方法近年来也取得了一些进展。在理论上,直流电阻率法成像与地震波和电磁波成像方法不同,直流电场由拉普拉斯方程描述。由于直流电阻率法观测设备与野外作业方法简单、探测深度较大,因此在油气勘探、金属矿勘探和工程勘查中应用前景更广阔。
地球物理对复杂对象的探测,是在计算机技术迅猛发展的带动下才得以实现的。成像技术的特点是未知数多,观测数据量大,只有观测信息对每个未知数的覆盖次数足够多,才能使解出的未知数比较可靠。同样,地球物理勘探结果可视化的需求也推动了计算机技术的进步,并且计算机将在今后的地球物理数据的运算中起主要作用。
3.综合利用多种信息,减少地球物理反问题的多解性
地球物理勘探是通过在地表、空中或井下局部地球物理场的观测结果,去分析推断地下不能直接观测部分物质的性质和形态。由于物质形态和性质变化对地球物理场影响的等效现象,使得反问题解答不唯一。如果再考虑观测误差和干扰等因素的影响,以及描述物理场的数学表达和计算方法的不精细,问题就进一步复杂化。从某种意义上讲,地球物理探测技术就是围绕着如何减少多解性的影响,给出更可靠的地质答案这一目的向前发展的。今后仍将沿这个方向继续前进。
地球物理探测的对象越复杂,表征其性质、结构和构造的变数越多。另外,不同的地质对象可能具有某些相同的物理性质。因此,为准确描述一个复杂的探测对象,或区分不同的研究对象,都应该综合利用多种信息,这已成为广大研究人员的共识。例如在油气勘探中,除地震、测井数据综合外,综合使用其他勘探数据,如重磁勘探和电法勘探数据,在处理复杂地质条件的问题时,也是非常重要的。随着多种信息综合应用的进展,油气勘探研究思路也在发生变化。油储地球物理的发展就是一个很好的说明(刘光鼎等,1998)。可以预计,随着复杂探测对象的不断出现,将推动综合信息找矿方法进一步发展。同时,将推动下列几个方面的研究向前发展。
1)新方法和新参数的探索:地球物理勘探理论和方法在客观需要的推动下,始终是在不断完善已有方法和探索新的方法两个方面同时前进的。新的物理参数的应用,将减小多解性的影响,例如,当地震波被利用之后,通过纵横波综合利用,大大减小了对岩性判断的不确定性。地震勘探中对多波多分量的研究,电法勘探中地电化学法和电磁导弹的研究,以及震电效应和震磁效应的研究等,都是为探索新方法和新参数所做努力的一部分。当地球物理数据中不含有足够的地质信息时,只依靠数据处理是达不到目的的,必须增加新的物性参数以补充和丰富地球物理数据中携带的地质信息,再通过适当的数据处理方法才有可能获得可靠的地质结论。
2)“直接”找矿和“间接”找矿相结合(孙文珂,1991;赵文津,1991):“直接”找矿是根据矿体或矿体群产生的地球物理场异常直接指出矿体或矿体群的属性、具体位置或其他有关情况。“间接”找矿是根据矿床的直接控矿因素及近矿围岩引起的异常现象指出矿床可能的分布地段。为了正确确定物探的任务是“直接”找矿还是“间接”找矿,就需要正确了解勘探对象的地质、地球物理特点,建立目标物的地质-地球物理模型。地球物理勘探的目的是要对地质单元作精细的刻画,因此模型首先是以地质模型为基础。通过模型建立将得出最佳的勘探工作程序和方法组合,即勘查工作模式,以及识别目标物的标志,即预测目的物的准则(孙文珂,1988,1991)。预测准则就是能指示或圈出矿产资源目的物存在的有效标志信息组合或系统。在这个系统中,如果既包括“直接”找矿信息,又包括“间接”找矿信息,将会大大减小解的非唯一性的影响。通过矿床成因模式的研究,使人们对不同的成矿地质背景下不同类型矿床的成因及矿床赋存条件,能有一个比较清楚的了解。因此,借助于矿床成因模式,人们可以获得清楚的找矿思路和找矿工作方向。地球物理工作者在矿床成因模式的基础上,结合地球物理场的特征分析,逐步形成了比较完整的综合找矿模式,用以指导勘查工作和作为资料解释的依据。按照“模式找矿”的思路,国内外都有许多成功的找矿实例(何继善,1997;赵文津,1991)。然而,矿床模式只能代表人们当时对已取得的矿床特征、矿床成因认识的总和。地质情况的变化是十分复杂的,完全相同的情况是很难遇到的。因此,既要重视模式找矿,同时又要考虑到会不会有未包括在已概括的找矿模式之内的新类型矿床或新的矿产资源。特别是在一个新的地区不要拘泥于某一种模式。
3)正反演方法的改进:地质现象十分复杂,其物理场特征的数学表述不够准确,往往是造成正反演不准确的原因。例如,一个非线性问题,往往由于不恰当的用线性近似处理,得不到好的结果。因此,地球物理工作者应不断吸收数学等相关学科的最新成果,来改进地球物理正反演方法,以取得可靠的地质效果。
4)多参数联合反演:对同一研究对象的两种以上物理场的观测结果,或同一种物性参数两种以上不同观测方式得到的结果进行联合反演,是减小解非唯一性影响的有效途径之一(王家映,1997)。
5)数据综合管理:为了有效地实现多种信息综合应用,数据的综合管理是关键因素之一。地球物理与地质数据类型的多样性和数据量的不断增大,使得数据管理的任务更加复杂。为了能有效地存储和管理大量的勘探数据,提出了数据仓储概念,以便为多种数据集成创造条件。
小结
通过简单的介绍物探方法的分类、实质、特点及地球物理勘探在资源勘查中的作用,地球物理勘探面临的任务、问题及发展趋势,激励学生学习热情,树立信心,努力掌握物探技术。
复习思考题
1.何谓地球物理勘探?
2.地球物理勘探面临的任务?
3.地球物理勘探在资源勘查中的作用?
㈢ 地球物理勘探专业
四川石油管理局地球物理勘探队伍主要从事地震资料采集、处理与解释、物探技术研究、应用软件开发和工程测量等业务。
物探队伍主体是1个地球物理勘探公司和其下属的物探研究中心,现有27支物探队(包括2支国际物探队、1支VSP测井队)和1支GPS卫星定位队。其中甲级物探队19个。可在多种复杂地区进行地球物探,工程测量、建筑探基等方面,具有3万多道的野外数据采集能力。
人才及资质:
现有各类专业技术人才1100多名,其中教授级高工1名、高级工程师106名、工程师508名,中国石油高级技术专家1名、四川石油管理局技术专家5名,博士后4名、博士2名(在读博士9名)、硕士56名(在读硕士67名)、本科生483名、大专生391名;技能人才100名,其中高级技师10名、技师90名,各物探作业队均有10名以上的专业技术人才。设有四川石油地球物理勘探公司博士后科研工作分站。
四川石油管理局物探公司是国际地球物理承包商协会(IAGC)中国首批会员单位、中国石油工程技术承包商协会物探分会理事单位、国家首批认定的甲级测绘单位和四川省先进企业。通过ISO9001:2000质量体系认证,QHSE管理体系实现“健康、安全与管理体系”、职业健康安全管理体系和环境管理体系认证的“三证合一”。
技术装备:
现拥有国际领先的GPS卫星定位仪、全站电子测量仪135台(套);多功能山地钻机、轻便式山地钻机、大功率车载钻机和履带式钻机500多台;、408UL/XL数字地震仪24台(套)、数字三分量采集系统,各种工程越野车等;IBM/355和PC-Cluster并行计算机(突破2000个CPU)、WGC/Omega、CGG/ Geocluster等处理系统、LandMARK等解释系统、多种功能先进的特殊处理和解释软件包,具有二维地震采集9400千米、二维地震资料处理38000千米,三维地震采集1200平方千米、三维地震资料处理1900平方千米的作业和处理能力。
形成和发展了山地地震采集、高陡复杂构造成像、高陡复杂构造地震综合解释、复杂储层预测与油气藏描述四大技术系列,拥有山地之星软件包等多项自主知识产权的产品和专利技术。
主要业绩1979年来,先后与美国GSI公司、德士古公司、柏灵顿公司、西方地球物理公司、法国通用地球物理公司、斯伦贝谢公司、加拿大梓桐皇朝能源公司等国外知名公司合作,均取得圆满成功。在2003年、2004年承担的泰国三维勘探和缅甸二维地震项目,均圆满完成,并赢得了很好的企业信誉。
公司在川渝地区探明天然气储量近万亿立方米,使川渝成为中国最大的天然气生产基地;在南方的海南、滇黔桂,在西部的塔里木盆地、吐哈盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地、鄂尔多斯盆地及六盘山等高难工区攻关,查明和发现了一大批油气构造,为西部大开发、当地经济发展和“西气东输”做出了重要贡献,被誉为“山地物探铁军”,正在努力建设成为“中国第一、世界领先”的山地物探公司。
全国纪录:
1956年做出了全国第一张0.8秒层地震反射构造图,
1975年全国最早开展山地直线等距多次覆盖作业,
1977年关基井地震(速度)测井深达7005米测点,
1981年在全国率先开展多波研究,
1982年在国内首次获得SH波记录,
1986年卧新双山地单块三维面积全国最大(832km2)
1996年以来,开展各类科研项目125项、新技术推广项目81项,其中91项获得国家、中国石油、四川省及四川石油管理局科技成果奖。
2002年罗家寨碳酸盐岩高陡构造山地全三维面积全国最大(462.67km2)
2005年广安项目为全国山地物探一次性投入二维工作量最大(4106.125km)。
㈣ 什么是地球物理勘探
人类居住的地球,表层是由岩石圈组成的地壳,石油和天然气就埋藏于地壳的岩石中,埋藏可深达数千米,眼看不到,手摸不着,所以,要找到油气首先需要搞清地下岩石情况。怎样才能搞清地下岩石的情况呢?这要从岩石的物理性质谈起。岩石物理性质是指岩石的导电性、磁性、密度、地震波传播等特性,地下岩石情况不同,岩石的物理性质也随之而变化。各种物理性质都表现为一种或几种不同的物理现象,如导电性不同的岩石在相同的电压作用下,具有不同的电流分布;磁性不同的岩石,对同一磁铁的作用力不同;密度不同的岩石,可以引起重力的差异;振动波在不同岩石中传播速度不同等。运用现代技术,完全可以记录到上述物理现象的变化,进而可以了解地下岩石的性质及其分布规律,达到寻找地下油气的目的。我们把这种以岩石间物理性质差异为基础,以物理方法为手段的油气勘探技术,称为地球物理勘探技术,简称物探技术。
古代兵器有刀、枪、剑、戟……,当今的油气地球物理勘探技术又有哪些呢?
通过观测不同岩石引起的重力差异来了解地下地层的岩性和起伏状态的方法,称为重力勘探。油气生成于沉积盆地,应用重力勘探可以确定沉积盆地范围。
通过观测不同岩石的磁性差异,来了解地下岩石情况的方法,称为磁力勘探。在沉积盆地中,往往会分布着各种磁性地质体,磁力勘探可以圈定其范围,确定其性质。
通过观测不同岩石的导电性差异来了解地下地层岩石情况的方法,称为电法勘探,与油气有关的沉积岩往往导电性良好(电阻率低),应用电法勘探可以寻找和确定这类地层。
地球物理工作者在进行电法勘探通过观测用人工方法(如爆炸)激发的地震波在不同岩石中的速度变化及其他特征来了解地下岩石情况的方法,称为地震勘探。在以上这四种方法中,重力、磁力、电法三种方法联合起来应用往往可以找出可能有油气的盆地在哪里?盆地中哪里是隆起,哪里是坳陷,哪里是可能最有利的构造等等。这种工作是在找油的开始阶段做的,一般叫做普查。
地震勘探野外施工情况地震勘探是地球物理勘探最主要的一种勘探方法,具有勘探精度高,能更清晰地确定油气构造形态、埋藏深度、岩石性质等优点,成为油气勘探的主要手段,并被广泛应用。
由地球物理勘探这四种基本方法,还可以派生出许多新方法、新技术。鉴于地震勘探在油气地球物理勘探中的地位,本书将重点深入地介绍地震勘探方法。
㈤ 地球物理勘探 前景
研究和查明工程建设场地的地质地理环境特征,及其与工程建设相关的综合性应用科学。为了城市建设、工业和民用建筑、铁路、道路、近海港口、输电及管线工程、水利与水工建筑、采矿与地下等工程的规划、设计、施工、运营及综合治理,工程勘察通过对地形、地质及水文等要素的测绘、勘探、测试及综合评定,提供可行性评价与建设所需的基础资料。它是基本建设的首要环节。搞好工程勘察,特别是前期勘察,可以对建设场地做出详细论证,保证工程的合理进行,促使工程取得最佳的经济、社会与环境效益。
中国的工程勘察专业体系是在中华人民共和国成立以后,逐步形成和发展起来的,主要包括以下几个专业。
工程地质勘察 研究各种对工程建设的经济合理性有直接影响的岩土工程地质问题,如岩土滑移、活动断裂、地震液化、地面侵蚀、岩溶塌陷及各种复杂地基土等,以及由于人类活动所造成的环境地质问题(如地下采空塌陷、边坡挖填失稳、地面沉降等),提出工程建设的方案和设计、施工所需的地质技术参数并对有关技术经济指标作出评价(见工程地质勘察)。着名的工程地质学与土力学家K.泰尔扎吉早在40年代就倡导将工程地质与土力学结合为一体。70年代后,由于工程建设对勘察、设计、施工各环节在相互配合上的要求更高,国际上已形成了以工程地质学、土力学与岩体力学三门学科为基础的岩土工程科学技术体制,显着提高了传统工程地质技术的深度与广度。中国一些勘察单位已开始推行这种技术体制。工程地质学本身也随着不同的研究对象,发展了一些新的学科,例如地震工程地质、海洋工程地质、环境工程地质等。
工程测量 研究工程建设场地的地形地貌特征以及施工与安全使用的监测技术,为规划设计、施工兴建及运营管理各阶段提供所需的基本图件,测绘资料与测绘保障。工程测量包括城市建设测量(见城市地形测量、市政工程测量)、建筑工程测量、铁路和道路测量、隧道与地下工程测量,以及精密工程测量等,尽管技术内容和重点不一,但其基本原理与方法很多都是相同的。目前,各国工程控制测量已向优化设计,光机电相结合和数据处理方向发展,摄影测量向着数字化、自动化方向发展;开拓发展了非地形摄影并用于古建筑文物测绘、模型试验、变形观测及微观测量等方面,扩大了工程测量技术的应用范围。
水文地质勘察 地下水是水资源的重要组成部分,经济建设不可缺少的天然资源之一,例如地下淡水是重要的生产生活给水水源;地下卤(盐)水是重要的化工原料;温度较高和有特殊化学成分的地下水是一种可供旅游和医疗应用的(见地下水资源评价)资源。而地下水位过浅或含盐量过高时,则易造成某些环境公害,如土地的沼泽化、盐碱化和岸坡失稳等。在一些大型建设工程和城市建设中又常会遇到一些与地下水有关的工程问题,如防止水库渗漏,保持边坡稳定,防止地下水污染,以及预防由于对地下水的不合理开采造成的地面沉降和地面坍陷问题等(见地下水合理开采、地下水人工补给)。因此,水文地质的理论研究和水文地质勘察工作的提高与发展,就成为工程建设的重要一环。
中国水文地质勘察多采用“探采结合”的方式,从水文地质勘探、测试到开凿成井,连成配套的程序(见水文地质钻探),因此,钻井工程在水文地质专业技术中占有重要的地位。现代钻井技术的发展,不仅反映在钻探工程机械方面的重要革新,也反映在石油钻探及成井等新工艺的引入。
工程水文 研究河流或其他水体的水文要素变化和分布规律,预估未来径流的情势,为工程的规划设计及施工管理提供水文依据。工程水文对于水利、铁路、公路、隧道、桥梁、疏干排水等工程建设,以及研究地下水资源的补给、排泄规律及其管理等尤为重要,是工程勘察的重要组成部分。工程水文随着自动化测验设备、遥感航测技术及电子计算机技术的发展,从观测技术到理论分析、计算方法都有了很大的发展,对提高水文分析计算、水文预报、水文测验及水文调查的精度,保证工程设计的合理与运营的安全,都具有重要意义。
工程地球物理勘探 现代地球物理勘探技术用来为工程地质和水文地质勘察服务,可加快勘察速度,减少投资,充实工程地质和水文地质勘察所需的物理参数,使勘察效果更趋完善,是有广阔前景的重要勘察手段。例如,利用这一先进的手段可探查隐蔽的地质构造和地层、含水层的空间分布、取得岩土物理力学及动力学参数的原位测试数据等。近年来,除常用的电阻率法、浅层地震折射勘探及电测井外,浅层地震反射、横波地震、工程测震及声波、水声、放射性、电磁波勘探和综合测井以及空间遥感技术等均有所发展。
㈥ 地球物理勘探专业怎么样
物探挺好的啊,跟矿大的比,如果是就业的话,肯定是北石油的好。但是相比来说,北石油的矿产普查与勘探比物探专业更好。北石油矿普是国家重点学科。石油地质学,牛的很~~~ 但是勘查技术与工程主要还是跟物探多一些吧。当矿普那边有点稍稍算跨专业,但是跨度不大。物探的,学的东西难啊。找工作还没有矿普好
㈦ 东华理工大学的研究生地球物理勘查技术专业怎样
东华理工大学那些老牌专业就业都很不错,地质类、勘查技术与工程、地球物理学、核工程类、测控技术与仪器、水文与水资源工程、测绘类、机械工程、土木工程、采矿工程、地下水科学与工程、给排水科学与工程、核化工与核燃料工程、会计学、自动化、软件学院各专业、师范学院各专业、地理信息科学、电子信息类等就业都很不错,关键还的自己好好学。
㈧ 为什么说地球物理勘探是寻找油气的主力军和排头兵
地下油气不是到处都有的,它大多生成在称为沉积岩的地层中,储存于有利的构造(圈闭)内,只有将钻井打在含油气的构造上才能见到油气。油气田的地表多种多样,有平原、沙漠、戈壁、山区、湖泊和海洋;地下情况更加复杂多变,地层有起有伏,含油气地层厚薄不一,埋藏深浅相差悬殊,岩性也各不相同。我们通过什么来了解地下这些地质情况呢?尽管古代人早就发明了钻井技术,但钻井成本太高,目前钻一口井少则上百万,多则数千万元,花费很大,而且打井只是一孔之见,难以全面掌握地下地质情况。在钻井之前,如能应用地球物理方法选准钻井的地方,这样做往往能比较快、比较省、比较好地解决这一难题。
地球物理勘探的方法很多,各有特点和长处。对一个地区来讲,首先要快速找到沉积盆地,并对盆地的地质结构有个总体的了解,这方面重磁电勘探有明显的优势,它不仅能快速划定沉积盆地的边界,提供盆地内的沉积岩分布及厚度等基本地质信息,而且还能概略地指出含油气有利区带和对油气资源进行初步评价,为下一步勘探做好向导。但是,要想找到油气仅凭重磁电勘探成果还不够,还需要对盆地进行详细勘查,这时,就需要开展精度更高的地震勘探工作。最后应用多种地球物理信息进行综合分析,进一步查明地下地质情况的细节,为钻探提供井位。从石油勘探到建成油气田,是一个较长时间的调查研究、反复认识的过程,在这个系统工程中,地球物理勘探作用很大,在勘探油气的诸多工种中地球物理勘探这道工序最靠前,因此被称为主力军和排头兵。
大庆油田的发现充分地说明了这一勘探过程。大庆油田位于松辽盆地,对它的勘探始于1955年。在对盆地的周边进行地质调查的基础上,首先开展了全盆地的地球物理勘探工作,通过多种资料的综合解释,对盆地的结构有了初步了解,发现盆地中央有一个大型的构造带。经反复论证,该构造带是储存油气的有利场所,并选择构造带上最有利的部位,部署了松基3井,钻探结果完全证实了物探工作的推断。松基3井的喷油,宣告了大庆油田的发现。大庆油田的开发,从根本上改变了中国石油工业的面貌,促进了石油工业的全面发展。尔后,在华北、环渤海湾以及西部诸多油气田等几乎所有油气田的发现和开发中,地球物理勘探工作都起到了主力军和排头兵的作用。
㈨ 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。