工程地球物理

工程地球物理（精选十篇）

工程地球物理 篇1

按工程地球物理的方法理论所利用的物性参数来划分, 分为电法、重磁法、浅层地震勘探、声及超声波探测、放射性测量、温度测量、电视技术、核磁共振、测井和无损检测等十大类别。

1.1 电法

1.1.1 电阻率法。

以DDC系列为代表的单次单点测量仪器以及相应的方法向数字化、微机自动化方向有了进一步发展.尽管具体工作方法和解释技术因地制宜, 在实践领域取得了较为广泛的应用, 由于在思路上没有突破, 所以其前景不容乐观;以高效率、高速度、高精度、高一致性和高信息量为特征的高密度电法, 因为其具有测深和剖面双重功能, 所以在工程勘查中广泛应用, 其解释和成图由计算机完成, 需要经过视电阻率计算、地形改正处理、数值平滑处理、垂直或水平异常突出处理、视电阻率等级划分和断面图绘制等六大步骤。

1.1.2 激发极化法。

激发极化法可以分为时间域和频率域两类.时间域激电法中, 连续变脉宽发送激电方波与自动变周期测量二次场信号成为工作方式的主流代表, 采用“电场差分法”技术测量, 目的是为了同时获得激电信号的时间谱和伪测深数据———频率变化时对应的激电一次场及二次场数据, 指导思想是获取更丰富的信息量.由于发送机、接收机在程控、自动化和高效系统建立等环节受到时间域方法本身的限制, 其发展和推广还有很长路要走。

1.2 高分辨浅层地震勘探

该方法所提供的参数与工程应用中的力学参数有密切的相关关系, 以反射波法、折射波法为主, 相应诞生的方法有多波勘探、集成测试法、横波和转换波勘探、槽波勘探、斯通利波勘探等多种方及信号处理将是无损检测工程者们继续探索的主题, (2) 射线检测 (RT) , 主要有射线荧光屏检查法、X射线和γ射线检测法三种, 是仅次于超声检测的另一种重要检测手段, 用于检测焊接不连续性以及腐蚀和装备缺陷, 最宜检查厚壁的体积型缺陷;但它们对一般性构件、铸件、锻件、焊件或材料等缺陷检测的适应能力是有差别的。 (3) 磁粉检测 (MT) , 该方法经济简便, 用于检测工件表面或近表面的裂纹、折叠夹层、夹渣及冷隔等, 但局限于铁磁性材料或构件。 (4) 液体渗透检测 (PT) , PT法设备轻便、价廉, 操作简便、资料易于解释, 用于检测表面不连续性, 如裂纹、气孔及缝隙等, 适用于所有材料或构件。 (5) 电磁涡流检测 (EMT) , 涡流检测最大优点是其非接触测试功能, 用于检测表面的不连续性和某些亚表面夹渣等, 仅限于导体材料, 而且穿透浅.该方法的理论研究较为系统。

2关于进一步发展的几点建议

(1) 教育及人材培养:以社会需求或市场为导向, 培养学生的兴趣、爱好和职业的献身精神;用高科技武装教学实验, 既有利于培养学生的兴趣和爱好, 也有利于掌握知识。 (2) 实验基地建设:国家地球物理实验中心 (包括模拟和实物、软件和硬件、专家顾问机构等) 的建立不仅有助于对理论、方法进行系统地、有计划地研究, 而且对仪器设备的鉴定、项目评估等树立了相对公正的权威, 并可以将项目评估的结果及时纳入国家资料档案库, 根据密级有条件地向广大同行业者发布;从而也避免了国家实验室资金、人力资源的分散投入和浪费, 提高国家投入资本的利用率。 (3) 利用电子信息技术和媒体, 尽快建立并逐步健全市场和专业网站, 建立软硬件技术服务平台, 使其成为包容远程服务、商品目录、技术经验交流、仪器设备、软件硬件、最新方法、公开项目申报及专利技术成果等的完备服务体系。

法, 相应的理论有反射成像、折射成像、多波分离技术、混波技术、 (4) 行业、部门之间应该紧密联合, 在仪器仪表、技术方法或理论研

VSP模拟、AVO技术等一系列论述, 对于解决特殊条件下的工程问题发挥了重要作用。 (1) 震源问题:高分辨地震勘探所应用的一般是主动源, 而且激震方式为瞬态.为在追求高能量和高主频的同时, 宽频率和高效率的机械式震源成为一种新的发展趋势, 同时, 伴随多波和特殊波地震勘探方法的发展, 多功能组合式震源也有待于开发应用.在理论上, 对于瞬态震源问题的解析解已经有较为系统的描述.在声-超声检测领域, 对各种部件瞬时撞击、冲击或火箭发射等强时变的短时段信号, 应用分布及小波分析方法能解决问题, 也可解决地震勘探震源问题; (2) 接收系统:对于检波器, 多分量、高阻尼、稳定性好和具有高灵敏度等性能成为现实;对于采样系统, 微秒级高速采样、高精度A/D转换和大容量存储器已广泛应用; (3) 软件系统不断更新和升级, 实时处理和可视化、自动化技术进一步推广; (4) 三维地震勘探系统及相应的数据处理解释手段正在尝试和发展之中。

1.3无损检测 (NDT)

无损检测是在不损伤材料和成品的条件下, 利用其表面或内部结构存在的异常或缺陷所引起的对光、电、声、热、磁等反应的变化, 来研究缺陷的存在与否以及评价结构异常或缺陷存在及危害程度.现有的无损检测按物理技术方法分为几个类别: (1) 声-超声技术 (UT) , 声-超声检测是一种最重要的检测手段, 广泛地应用于工业、建筑及高技术产业中, 近期召开的国际与全国性无损检测学术会议上, 超声检测方面的论文数量几乎占到总数的一半, 成为学术研究的最活跃分支, 常规超声检测方法继续沿用;超声导波技术利用频散参数对板状体或管状材料进行检测, 成为一种很有潜力的新技术;声发射理论和检测方法得到进一步发展;非接触超声换能方法, 如电磁声方法、静电耦合方法、空气耦合和激超声方法等, 随着工程检测的需要得到了应用和发展;发明新的信号特征参数、综合检测方法以究等领域取长补短, 为各学科高新技术或成果的融合作出贡献。目前我国的仪器技术水平就单一的方法技术来讲, 接近国际领先水平, 但综合能力还有较大差距, 需要各科研院所相互协作, 使仪器的研制和开发具有广度和深度, 并能形成规模和集团优势。 (5) 工程服务行业的规范和自律, 在市场经济条件下, 应该逐步健全统一的规范和法律, 对工程技术人员加强职业道德教育, 不给工程建设留下隐患。

摘要：从工程地球物理的方法技术角度, 结合相应的地球物理理论, 综述了工程地球物理方法在各种工程领域的应用现状和发展, 并具体讨论了各领域中存在的问题。

关键词：工程地球物理,地球物理理论,地球物理方法

参考文献

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工程地球物理 篇2

关键词：地球物理勘查方法；水文地质；应用

1、地球物理勘查方法的勘查依据

地球物理勘查方法在水文地质的应用当中，需要对地下岩层在物理上的差异性进行勘查与分析，正因为有这些差异性的存在，地球物理勘查方法可以有效的探明地下岩层的水文地质条件。在水文地质的实际应用当中，需要借助一系列的地球物理勘查测试仪器来监测地下岩层以及水体各方面的物理与特征变化，从而对地下岩层的岩性、结构以及岩层含水性能等多方面的变化进行分析与推测。在勘查的过程中主要的勘查依據主要有以下三方面：

第一、地下岩层含水量。地下岩层的水资源含有丰富的矿物质，存在一定的矿化度，并且有较好的导电性，能较大的影响地下岩石的视电阻率值。例如当测试仪器勘查到的是厚层石灰岩并且是无水的状态，仪器上显示的ps值往往高于500?·m，远高于水地段。

第二、地下岩层的磁性。岩石之间由于含有不同种类和数量的金属元素，在磁性方面会有较大的差别，例如绝大多数的岩浆岩含有丰富的金属元素，然而拥有较强的磁性；反之，较多的沉积岩缺少金属元素，导致其磁性较弱。因此，当磁性的测试仪器在这两种岩石过渡时，仪器表会有明显的磁力差异波动。

第三、地下岩层的放射性强度与热辐射强度。对地下岩层之间不同类型的岩石，会有不同强度的放射性和热辐射，特别在富水和贫水的岩石之间，会表现出较为明显的差异性。一般来说，断裂两侧贫水岩石地带的辐射温度要高于断裂富水的岩石地带，平均在7～11℃之间。

2、地球物理勘查方法在水文地质中的应用

地球物理勘查方法在水文地质的应用中使用的勘查方法主要分为两类：一是地面物探方法；另一个是地球物理测井。运用地球物理勘查方法中的这两种方法可以解决水文地质勘查绝大部分问题。

2.1地面物探方法

勘查地下水资源。大多数的物探方法是对地下岩石、裂隙与空洞的物理性质进行勘查，从而间接判断出地下岩层是否存在含水层或富水带。在水文地质的应用方面，较多应用在物理性质有明显差异性，并能稳定、强烈显示的，不易受到环境与人为因素干扰方面的地下岩石。地面物探方法在水文地质工程中常运用的有以下几种方法。

（1）自然电场法。是指利用地下岩石或矿石的氧化还原、地下水渗透、扩散与岩石颗粒间的吸附等作用而形成的自然电场进行水文地质勘查的方法。因为天然存在的电场与地下水资源在岩层间隙、裂缝时的渗透以及离子运动、吸附等作用有关。所以，可在地面监测地下水的电场变化状况，从而勘查出地下水的埋藏深度、位置分布以及运动状态。这种方法有利于勘查古河道以及表面岩层是否存在含水破碎带，从而推断河床、水库、及堤坝的渗漏位置和方向，判断使用什么半径的抽水钻孔。

（2） 激发极化法。是通过分析断开供电极的电流后所形成的地下岩石与水资源的放电电场衰减特点，从而勘查出地下水的一种方法。衰减度与衰减时可科学的推测是否存在地下水以及反映地下水放电电场的衰减特点。衰减时是指地下水放电电场的电位差下降到一定数值所用的时间。衰减度能体现出极化电场的衰减速度。由于地下岩层中存在水分子偶极矩增大的含水带，并且普遍的地下水放电电场的衰减速度慢，会造成衰减度与衰减时的数值相差较大。日常中使用较多的是激发极化测深法，主要用于勘查地下岩层的岩层状态与分布位置是否存在地下水或者较大的溶洞含水带，从而推测地下水分布的深度。因为激发极化形成的极化电场值较小，所以不适用于岩层厚于80m和工业分布密集的区域。这种方法的缺点在于电源较重、工作效率低与成本高。

（3） 交变电磁场法。是通过监测岩层、矿物以及地下水的良导性、介电性以及导磁性在物理空间与时间分布特点上的差异性，从而勘查出隐藏的地质体与地下水。电磁法是近代最新研究出的一种物探方法。在生产的过程中，实际使用的方法主要有频率测深法、甚低频电磁法、地质雷达法等。甚低频法能有效的确定岩石和地下水等物质的低阻体；地质雷达能有效并较高的分辨出岩石和地下水等物质的物理特征，如形状、体积及其分布空间。

（4） 放射性探测法。放射性元素广泛分布在岩石和水中，主要的放射性元素有铀、镭、氡、钍和钾。自然界中的放射性元素在衰变的过程中会释放出α、β、γ射线。水文地质勘查时，可借助核辐射探测仪器来监测这些射线的强度。必须指出的是，目前所探测的射线主要由氡元素放出的，是主要的勘查对象，其他元素放出的射线所起到的作用较小。放射性探测法对勘查基岩地下水十分适用。

2.2地球物理测井法

地球物理测井法可以有效的测定水文地质参数和确定含水层，是对钻孔剖面的地下岩性分层，并结合钻探取芯以及水文地质勘查资料进行深入分析，从而推测地下含水层、咸淡水的分界部位、岩溶发育带以及测定水文地质参数等。物探测井在无芯钻进或当钻进取芯不足的情况，是必不可少的勘查方法。地球物理测井方法勘查水文地质的精度远高于地面物探方法。在某些情况下，这种方法中的钻孔对确定地下岩层的岩层分界部位与出水裂隙带的准确性以及勘查精度会高于钻探取芯。

3、结语

水文地质在对地下岩层的勘查过程中，地球物理勘查方法必不可少，其有利于科学的分析和推测地下岩层的水资源以及后期的总体规划和建设。因此，我们必须要深入的了解地球物理勘查方法，并应用到水文地质的勘查当中。

参考文献：

[1]吕英. 《物探方法在水文地质详查中的应用》 [J].山西水利科技，2012

[2]崔建设.《水文地质物探方法研究》[J].华章，2012

工程地球物理 篇3

“地球物理勘探技术”这门课程的的特点有如下几个面: (1) 分支方法多, 从原理上可分为地震勘探、电法勘探、重力勘探、磁法勘探、放射性勘探、地热勘探等。 (2) 每种地球物理勘探方法研究内容多, 以地震勘探为例、基本概念、基本原理、数据处理和地质地球物理解释; (3) 地球物理勘探方法应用范围广, 不仅在资源勘察、工程勘察、金属和非金属矿勘探、城市金属管线探测等方面应用甚广, 还在研究地球内部结构、地震预测预报和灾害监测等方面发挥着重要的作用; (4) 地球物理勘探是采用各种地球物理学的仪器, 在地表测量各种物理场, 然后经过相应的数据处理, 对地下未知领域进行地质推断和解释, 这种间接解决地下地质问题的方法是地球物理方法区别于地质学手段的最重要的一点; (5) 概念和物理原理尤其多, 对于初学者来说, 比较枯燥, 不易理解和掌握。

如何最大限度地发挥这门课程的作用, 提高地质工程专业学生的学习积极主动性, 增强他们的学习兴趣和教学效果, 笔者在多年的教学实践中, 从教学内容、教学方法和教学理念上进行了一系列的思考和探索。

一、把握实质, 优化精简教学内容

“地球物理勘探技术”课程内容较多, 但是课程大纲安排只有48学时, 40节课堂教学和8节方法实验。在这么短的教学时间中, 要让学生对“地球物理勘探技术”这门课程有个宏观的认识, 难度还是比较大的。这就要求授课教师了解该地质工程专业的特点、培养目标, 以及哪些内容与学生毕业后工作需要关系密切等问题, 以便合理选择和使用教材以及适当补充或取舍内容。

二、强化教学重点

“地球物理勘探技术”课程内容多, 学时少, 为了促进教学质量的提高, 在充分备好课的基础上, 这门课程必须突出重点环节, 抓住主线, 深入浅出, 做到条理清晰, 避免平铺直叙和重次不分。每一次课和每一章内容结束时, 进行简要的归纳和总结, 指出重点和应掌握的内容, 并布置相关的思考题, 提高学生的自学能力。这样每一次课都承前启后, 学生接受起来顺理成章。

三、探索适合地质学专业的教学方法

1. 对学生做初步了解。

了解学生的来源、知识基础和水平、先行课程的学习情况和成绩, 与先行课程教师交谈, 与学生接触, 了解学生的班风、学风和思想状况, 这样做有助于有的放矢和因材施教。

2. 激发学生的学习兴趣。

地质工程专业和地球物理专业都属于地学专业, 都是为了解决地下地质问题, 二者手段不同。地球物理专业解决地质问题必须具备地质学的知识, 同样地质工程专业解决地质问题也需要地球物理这门技术手段。

3. 强调学习“地球物理勘探技术”是专业需要的思想。

随现代科学技术的发展, 各学科之间联系不断加强, 学科之间相互渗透, 体现出学科的交叉化和综合化。所以现在对学生的培养要求学生具有具有深入的专业知识和较宽广的基础知识, 这样才会具有比较广泛的适应性。

4. 根据地质工程专业的培养目标设计课程, 确定适当讲授深度。

地质工程专业的学生就业面是比较广的, 地质工程专业的培养目标是为资源勘查、工程勘察、设计、施工、管理等领域, 培养从事资源勘查与评价、管理、各类工程建设地质等方面工作的高级工程技术人才。

四、体会和建议

1. 采用讨论——启发式教学 (课堂安排采用40+5+5方式) 。

“地球物理勘探技术”共安排40节课时, 相对教学内容来说, 时间比较紧张, 为了提高教学效率, 笔者采用讨论式教学方法。笔者在授课时, 每节50分钟的上课时间, 课堂安排如下: (1) 笔者授课40分钟, 提出问题; (2) 学生查看教材5分钟, 思考问题, 同时可以提出问题; (3) 5分钟时间学生和老师互动式讨论、解答问题。

讨论式教学方法的作用主要是 (1) 可以调动学生的学习积极性; (2) 促进学生对教学难点和重点的理解和掌握; (3) 可以激发学生的思维能力, 同时锻炼学生的语言表达能力; (4) 通过学生在讨论问题中的表现, 可以考察评估教学效果和质量。

2. 引入现场实例, 活跃课堂气氛, 激发学习兴趣。

授课内容不局限于教材, 精选一些能够反映当代地球物理勘探技术最新发展的现场实例, 插入到讲课内容中, 不仅可以活跃课堂气氛, 还激发了学生的学习兴趣, 同时还使学生加深了对课程内容的理解和掌握。

3. 强调实践环节的重要性。

为地质工程专业开设的“地球物理勘探技术”这门课程, 对于地球物理专业的学生来说是一个理论比较系统和完整的学科。而对于地质工程专业的学生来说只是把其看做是一门技术, 这就限制了地质工程专业的学生对“地球物理勘探技术”这门课程的理解。

4. 提高业务素质, 与学生和谐“共振”。

教师的业务素质对学生的影响是最直接的, 教师对自己应该有永不满足、精益求精和虚心好学的要求, 对自己的教学内容, 应该不断吸取更新内容, 不断改进教学方法, 不断向其他教师吸取经验。教师课前应该精心组织和安排, 认真备课, 认真推敲、细致琢磨教学中的难点和重点。潜心钻研教学内容, 通过采用结构———体系式、重点式、问题式、讨论式和启发式等教学方法, 使学生积极参与, “教”与“学”和谐共振, 教学质量和教学效果才能达到较高水平。

摘要：“地球物理勘探技术”是地质工程专业的一门主要专业课程, 为了提高地质工程专业的学生综合素质, 为了提高地质工程专业的学生能够从宏观的角度解决实际问题的能力, 培养他们的专业兴趣, 笔者在多年的教学实践中, 从教学内容、教学方法上进行了一系列探索, 取得了很好的效果。

关键词：地质工程专业,地球物理勘探,教学内容,教学方法

参考文献

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[6]夏凌艳.对高等学校创新教育的思考[J].理论界, 2005年, 第08期.

地球物理测井（推荐） 篇4

中子视石灰岩孔隙度单位：以含水纯

中子天然气挖掘效应：对于含气地层，气体部分所造成的含氢指数的降低，与气体部分被岩石骨架代替是不—样的。因为岩石骨架本身具有对中子的减速、吸收等作用。二者之间的这个差异称为“挖掘”效应。

康普顿散射效应：能量较大的γ射线穿过物质和电子碰撞时，γ量子把一部分能量转交给电子，使电子与γ量子的运动方向与初始方向成ψ角方向射出，此电子称为康普顿电子，γ量子朝着与初始方向成ψ角方向散射。

光电效应：γ射线穿过物质时与构成物质的原子中的电子碰撞，γ量子将其能量交给电子，使电子脱离原子而运动，γ量子本身则整个吸收。被释放出来的电子叫做光电子，这种效应叫光电效应。

地层因素：纯水层电阻率与地层水电阻率之比.纯岩石电阻率?与地层的孔隙度和孔隙结构有关,一般用于阿尔奇公式,可用于计算纯岩石电阻率,进行地层评价,它一般和孔隙度呈负线性关系。

滑行波：在V1

电阻率增大系数（含油岩石电阻率与该岩石完全含水时的电阻率之比）

自然电位异常幅度（偏离泥岩基线的幅度，地层中点的自然电位与基线的差值）

二、判断是非

1．感应电导率测井对高阻地层有利；而侧向电阻率测井对低电阻率地层有利(错)。2．密度测井时，岩石的密度越大，测得的散射伽玛射线强度越强(错)。

3．利用声波、密度(或中子)计算岩石孔隙度时，岩石的骨架参数、、(或)始终是区域性恒定值(对)。4．岩石的视骨架时差 和 视骨架密度，是岩性和孔隙度的函数(错)。5．当地层水矿化度较高，用中子-伽玛测井判别油气、水层不利(错)。

6．浅三侧向装置同深三侧向的区别是屏蔽电极短，并在屏蔽电极附近有电流返回电极。（对）7．声波测井测的是直达波。（错）为滑行波

γ9．沉积岩的自然放射性随含泥量的增加而减少。（错）

10．密度测井主要反映岩层中电子密度，也就是近似反映岩层的体积密度。（对）11．地层水矿化度较低时，用中子测井对计算孔隙度有利。（对）12．当地层水矿化度高，用中子测井对划分油水层不利。（错）13．快中子的减速过程中介质中的氯是主要减速剂。（错）是氢

三、填空题

1.SP曲线在 咸水 泥浆中幅度很弱。（钻井液滤液的矿化度与地层水的矿化度大致相等时，自然电位偏转幅度很小，曲线无显著异常）

2.SP曲线无绝对的零值，通常以 泥岩 层作为基线。

3．在感应测井仪的接收线圈中，由二次交变电磁场产生的感应电动势与（地层的电导率）成正比。4．井孔直径相同时，油基泥浆井对感应测井测量结果的干扰 小于 盐水泥浆井的干扰。（盐水钻井液，高电阻率地层使用侧向测井效果较好；低电阻率使用感应测井好）

5.地层中轻烃（如天然气）的影响，使得声波测井计算的视孔隙度偏 大，密度测井视孔隙度变 大，中子测井视孔隙度变 小。地层中有含水石膏存在时，中子测井计算的孔隙度将比实际孔隙度 小。

6．储集层与非储集层在 孔隙度、油气饱和度、渗透率、储层厚度 等地质参数上有一定的差别。

7．气层在声波、中子伽玛测井曲线上的显示是（高时差高中子伽马）(高时差低中子伽玛，高时差高中子伽玛，低时差高中子伽玛)

1、在砂泥岩剖面上，含油气储集层的测井显示典型特征是：感应电导率 高，自然电位 高，自然伽玛 无明显变化，声波时差 高，中子孔隙度 低 以及井径 小于钻头井径。2．对着渗透性层，深浅侧向电阻率测井曲线重叠时，一般会出现 幅度差，当增阻侵入时为 淡水泥浆水 层，减阻侵入时为 淡水泥浆油气 层。

3．由于微电位和微梯度受泥饼影响不同，因而对着渗透层，微电位和微梯度电阻率曲线出现 分离，它是微电极系测井划分渗透层的标志。

4.地层中轻烃（如天然气）的影响，使得声波测井计算的视孔隙度偏 大，密度测井视孔隙度变 大，中子测井视孔隙度变 小。地层中有石膏存在时，中子测井计算的孔隙度将比实际孔隙度 小。

3、在多数情况下，在进行解释时，取孔隙中流体密度ρf =1克/立方厘米，此时，在泥浆滤液侵入很深，而残余油气又很少的地层效果是好的，试问：

(1)对于泥浆滤液侵入很浅，甚至是不侵入的含天然气地层，用ρf =1克/立方厘米计算出的视密度孔隙度将是： B。

A、太低 B、太高 C、真孔隙度 D、资料不充分

(2)对于没有泥浆滤液侵入的含盐水地层，用ρf =1克/立方厘米计算出的视密度孔隙度将是 A。A、太低 B、太高 C、真孔隙度 D、资料不充分

四、问答题

（一）请绘出双侧向装置简图、简述双侧向的测井原理。

（二）双侧向的探测深度比三侧向大，纵向分辨能力又一致，便于对比使用，探测深度略小于七侧向。双侧向电极系及其电场分布。电极系把圆柱状劈成两半，其中一半是深侧向，另一半为浅侧向，确定地层真电阻率时也需要对井眼围岩厚度、侵入影响校正

（二）什么是电位电极系和梯度电极系？相应的深度记录点和电极距是什么？

电位：不成对电极到靠近它的那个成对电极之间的距离小于成对电极间的距离的电机系。

深度记录点：AM的中点O，电极距：L=AM 梯度：不成对电极到靠近它的那个成对电极之间的距离大于成对电极间的距离的电机系。

深度记录点：MN的中点O，电极距：L=AO

（三）、砂岩的孔隙度为20％，Rt =15欧姆·米、Rw ＝0．1欧姆·米，求砂岩的含水饱和度。R0/Rw=a/φ^m，Rt/R0=b/Sw^n

（四）、泥浆侵入渗透层后，电阻率径向侵入剖面有几种类型？研究泥浆侵入的电阻率径向变化特征在测井解释中有什么意义？用什么方法可反映这种电阻率的径向变化？

答：分为高侵和低侵；高侵为冲洗带电阻率远大于原状地层，反之为低侵；淡水钻井液钻井的水层一般为高侵剖面，部分具有高矿化度地层水的油气层也可能形成高侵剖面，但差别比相应的水层小；一般好的油气层具有典型的低侵剖面，部分水层也可能出现低侵，但差别比相应的油气层小。

（五）、什么是声波测井的“周波跳跃”？在什么地层条件下容易产生周波跳跃？有周波跳跃的Δt值 是否还可以用来计算岩层孔隙度？为什么？

1周波跳跃：在含气疏松地层或钻井液混有气体时，声波能量严重衰减，首波只能触发第一个接收探头而没有能力触发第二个接收探头，第二个接收探头只能被后续波触发，2声波时差曲线显示为不稳定的特别大的时差。3在含气疏松地层，或钻井液混有气体时容易出现。4不能，此时曲线和数值不能反映地层的性质。

（六）、简述补偿热中子测井基本原理与装置、写出其含水泥质砂岩的测井响应方程及地层孔隙度计算公式；该方法适用地层的必须具备条件是什么？

1、原理：热中子的分布不仅与氢含量有关，还与氯含量有关。是测量地层对中子的减速能力，测量结果主要反映地层的含氢量 ；

2、装置：补偿中子孔隙度测井是在贴井壁的滑板上安装同位素中子源和远、近两个热中子探测器，用远、近探测器计数率比值来测量地层含氢指数的一种测井方法。仪器在饱含淡水的纯石灰岩刻度井中进行刻度，将测量的含氢指数称为补偿中子孔隙度，石灰岩孔隙度单位。

3、阿尔奇方程； 4、1=Vma+Vsh+孔隙度；

1、说明产生自然电位的主要原因；自然电位与自然电动势是什么关系? 什么是静自然电位？ 在什么情况下，自然电位异常幅度非常接近于静自然电位。

答：主要有两个原因，原因1：地层水含盐浓度和钻井液含盐浓度不同，引起离子的扩散作用和岩石颗粒对离子的吸附作用；原因2：地层压力与钻井液柱压力不同，在地层孔隙中产生过滤作用。静自然电位：对于含水层砂岩的总电动势，常称为它的静自然电位用SSP表示。当地层厚度h>4d时，二者接近；当h<4d时，前者小于后者，厚度越小，差别越大

2、中子源发出的快中子与岩石作用要经历哪几个过程?它们与岩石中元素的哪些特性有关? 1.非弹性散射2.弹性散射（减速过程）3.辐射俘获

地球物理与地震研究现状分析 篇5

关键词：物理应用；地震；物理与生活

一、前言

提到“物理”一词，不由地让人敬畏，试卷上滑来滑去的小木块、倒数发射的火箭卫星、相对论多维空间等等，都会使人感到物理是聪明人的学科，学习物理很困难，学习的成果离我们很遥远。但事实上，物理来源于生活，物理中的许多问题就是生活中的问题，例如：苹果为何一定会落地、月亮为何会绕着地球转，磁场怎样转化为电流……通过物理我们我们揭开了大自然的一个个谜团，阐释了生活中的许多规律和现象，也为我们自己带来了便捷舒适的生活。就连令人谈之色变的地震也与物理有着不可分割的联系，并且可以通过物理方法实现地震预测。

二、地震中地球物理方法的应用

我国位于亚欧板块的东南部，受到太平洋板块、印度板块以及菲律宾板块的影响和互相作用，地震十分活跃。不管是1976年里氏7.8级的唐山大地震，还是近几年的四川汶川地震、雅安地震，甚至是2014年8月3日的云南鲁甸地震，都给人类的生产和生活带来了重大影响。人们不禁要问：人类何时才能够成功预测地震灾害的发生，以减少伤亡和损失呢？伴随着科技的不断发展，人类在地震预报研究的道路上正不断前行。但很少有人注意到这地震的原理及研究方法其实有很大一部分建立在物理学的基础上，甚至物理学方法为地震的研究及预测做出了巨大贡献。

中国的地震地质研究目前采用的是物理方法。地质学中采用了动力学方法来研究，1967年，Parmelee提出了土—结构动力相互作用的计算模型，土一结构相互作用问题的实质是研究地基对结构动力反应的影响，是土动力学与结构动力学的交叉学科.它将结构和基础作为互相藕连的体系来研究其在地震作用下的动力反应，通过理论分析法、模型试验法和原型测试法进行研究。

研究重力异常也有一种地震研究的方法，目前科学界普遍认为地震是地壳岩层受力后快速破裂错动引起地表振动或破坏，而地壳运动会造成地球的重力场发生改变，所以通过测量和监测地球的重力异常便可研究地震。另一方面①有了重力异常区域，就一定会有均衡调整，在这种均衡调整过程中，就有可能造成应变能的积累。只要质量转移足够，形成的重力异常足够，能形成一定量的应变能积累，就有可能引发地震，因此，重力异常也是地震产生的一個原因。总而言之，重力异常的均衡调整作用就是重力的作用，地幔对地壳的浮力作用。当然，太阳、月亮及太阳系里的各个行星的引力作用也不可忽视，在各种因素作用下，地壳受力大于地震临界点力，就会发生地震。

利用重力场，我国也进行了绝对重力观测技术的应用②，通过对高精度的重力网的重复高精度的观测，构建出了中国大陆现今重力场变化图像，反映了现今中国大陆地壳垂直运动的特征，也总结出了各地的构造运动剧烈程度。为地震预报、海平面变化和地球动力学研究提供了信息。

在地震勘探中，人们注重了对“地震波”的研究，一是波传播的时间与空间的关系，称为运动学特征；另一是波传播中它的振幅、频率、相位等的变化规律，称为动力学特征。前者是地震波对地下地质体的构造响应，后者则更多地表现出地下地质体的岩性特征，有时亦是地质体结构特征的响应。上述两种特征统称为地震波的波场特征，通过研究地震波的波场特征，就能解决浅部地层和构造的分布，确定岩、土力学参数等工程和水文勘探中所涉及到的地质问题。

日本是地震多发国家，该国对于地震的预警有独到深入的研究，也取得了研究成果。日本采用了地震动参数阀值报警方法③，一是加速度阀值，当水平向合成加速度记录超过预先设定的阀值，就发出地震警报；另一个是破坏烈度DI，即地震动竖向加速度和速度的内积的对数，从物理意义上看，这是一个与功率相关的参数。通过结合另一个震源参数报警方法，在 2011年03月11日的“东日本大地震”中，监测站成功预警，使新干线列车及时采取紧急制动，1min10s后最强地震到来，而新干线没有一列脱轨，没有发生人员伤亡。

就目前观测结果来说，地震前后，会出现电磁异常，震中附近的地表、近地大气层中存在异常电磁辐射现象，呈现脉冲式的磁场异常。回观中国盈江5.8级地震通过电磁监测、功率谱计算及视电阻率和阻抗相位的计算，得出了一系列的变化特征，而进而发生的缅甸7.2级地震则符合观测得出的规律，说明临震前电磁信号与观测点的电极方位和信号的频率有密切的关系。

三、结论

精确的地震预测可以有效地减轻地震中的人员伤亡和财产损失。如今，地震预测技术的研究已走出了实验室，地震方法的应用已多种多样。随着科技和信息技术的不断进步，人类成功预测地震指日可待。物理的研究与应用将深入到了生活的各个方面，通过物理学研究，可以扩展到地震的研究。运用重力场、电场、磁场、动力学、运动学及波的传播等知识，可以将复杂的地动归纳出美丽的规律。通过地震的研究，物理学促进了地质学、地球物理学的进展，更为社会的和谐稳定、人民安居乐业带来数之不尽的好处。地震研究通过物理方法取得的成就，让人们的地震预防更为及时和精确，最大限度保障了人们的生命财产安全。不得不说，物理与生活紧密相连，随着时代的进步，研究的深化，地球物理学在地震中的应用会出现许多崭新的成果，必将造福于人类。

参考文献

[1] 廖永岩.广东海洋大学，地震形成原理.

[2] 张为民，王勇，周旭华.我国绝对重力观测技术应用研究与展望.

[3] 高曙德，汤吉，孙维怀.盈江5.8级和缅甸7.2级地怎钱电磁异常.

工程地球物理 篇6

1 地球物理勘查法的概述

地球物理勘查是以勘查对象的物理性质和数理理论为基础, 以发现地球物理差异为手段, 解释和推断工程地质勘察、区域地质调查和工程结构病害检测问题为主要任务的前沿地质学科。简单的说就是应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。目前, 该技术在矿产勘查中, 特别是在寻找深部隐伏矿产方面, 物探不可替代的作用日益突显;而在工程地质勘察中, 特别是在高速公路、铁路等线性工程勘察中, 物探扮演的角色越来越重要;在区域地质调查中, 特别是深部地质构造调查中, 物探已成为主要调查手段;在工程病害检测中, 物探也已成为独特的快速、无损工程结构检测方法。随着经济发展和社会进步, 物探的服务领域将越来越广泛, 物探方法技术也将随之得到发展, 物探将进一步超越地学学科, 为解决社会进步和经济发展所面临的新课题发挥重要的作用。

2 地球物理勘查的技术方法

目前主要的物探方法有重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探、地温测量等。依据服务对象可分为区域物探、矿产物探、工程物探和深部物探;或者是依据工作空间的不同, 又可分为地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等。由于本文篇幅有限, 本文就主要介绍的是几种发展较快的电法勘探方法在工程地质中的应用。电法勘探方法可以追溯到19 世纪初, 至今已有100 多年的历史。而我国电法勘探始于20 世纪30 年代。经过70 余年的发展, 我国的电法勘探无论在基础理论、方法技术和应用效果等方面都取得了巨大的进展, 使电法成为应用地球物理学中方法种类最多、应用面最广、适应性最强的一门分支学科。同时, 经过广大地球物理工作者不懈努力, 在深部构造、矿产资源、水文及工程地质、考古、环保、地质灾害、反恐等领域, 电法已经和正在发挥着重要作用。

3 电法勘探方法在工程地质中的应用

3.1 激发极化法在工程地质中的应用

激发极化法是根据岩石、矿石的激发极化效应来寻找金属和解决水文地质、工程地质等问题的一组电法勘探方法。常用的电极排列有中间梯度排列、联合剖面排列、固定点电源排列、对称四极测深排列等。也可以用使矿体直接或间接允电的办法来圈定矿体的延展范围和增大勘探深度。在实际地质应用方面, 初期的激电法主要用于助A硫化金属矿床, 后来发展到诸多领域, 如工程地质问题等。近年来, 激电法找水效果十分显著, 被誉为“找水新法”。早在20 世纪60 年代, 国外学者就提出了用激电二次场衰减速度找水的思想。而我国也开展了有关研究, 就是利用其激电法找水或确定地层的含水性。

3.2 高密度电法在工程地质中的应用

高密度电法指的是直流高密度电阻率法, 但由于从中发展出直流激发极化法, 所以统称高密度电法。高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法, 野外测量时只需将全部电极 (几十至上百根) 置于测点上, 然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集。我国是从20 世纪末期开始研究高密度电法及其应用技术, 从理论方法和实际应用的角度进行了探讨并完善。目前, 高密度电法与常规电阻率法相比, 高密度电法最大的优点是野外数据采集实现了自动化或半自动化, 提高了数据采集速度, 避免了手工误操作。同时随着地球物理反演方法的发展, 高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维, 极大地提高了地电资料的解释精度。高密度电法应用领域比较广, 尤其在水文和工程地质勘查方面, 一般与激发极化法相结合, 这样不仅可以降低地球物理解释的多解性, 而且还可以提高找水的成功率。高密度电阻率法在确定高阻或低阻地质体具有优越性, 但低阻地质体并不代表富含地下水, 可能是由于泥岩引起地层的电阻率下降。

3.3 瞬变电磁法在工程地质中的应用

瞬变电磁法, 是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场, 在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场, 从而探测介质电阻率的一种方法。瞬变电磁法最初是由前苏联学者在20 世纪30 年代提出用于解决地质构造问题, 在我国, 该方法研究始于70 年代, 直到20 世纪90 年代后才逐步向工程检测、环境、灾害等应用领域发展。不过, 虽然瞬变电磁法的工作效率高, 但也不能取代其它电法勘探手段, 这是因为瞬变电磁法当遇到周边有大的金属结构时地面或空间的金属结构时, 所测到的数据不可使用, 此时应补充直流电法或其它物探方法。同时在地层表面遇到大量的低阻层矿化带时瞬变电磁法也不能可靠的测量, 因此在选择测量时要考虑地质结构。因此, 在测量过程中, 要随时记录地表可见的岩石特征, 装置的倾角以及高程, 以便在后续的解释中, 准确的划分地层构造。

3.4 可控源音频大地电磁法在工程地质中的应用

可控源音频大地电磁法是电磁法的一种, 它的主要特点是用人工控制的场源做频率测深。采用人工场源可以克服天然场源信号微弱的缺点, 但是波的非平面波特性决定了处理资料时的复杂性。可控源音频大地电磁法采用可控制人工场源, 测量由电偶极源传送到地下的电磁场分量, 两个电极电源的距离为1~2 千米, 测量是在距离场源5~10 千米以外的范围进行, 此时场源可以近似为一个平面波。由于该方法的探测深度较大, 并且兼有剖面和测深双重性质, 因此具有诸多优点。比如它是利用改变频率而非改变几何尺寸进行不同深度的电测深, 提高了工作效率, 一次发射可同时完成7 个点的电磁测深。并且它的高阻屏蔽作用小, 可以穿透高阻层, 与大地电磁法和音频大地电磁法法相同, 可控源音频大地电磁法也受静态效应和近场效应的影响, 可以通过多种静态校正方法来消除静态效应的影响。

结束语

总之, 目前地球物理勘查法已经引进现代电子计算器技术, 进一步压制干扰, 提高分辨能力, 提取更多的有用信息, 发展反演的理论和技术, 提高各类地质问题的地球物理解释、推断效果并不断提高地球物理数据处理的工作效率和图像处理技术。而地球物理勘探技术在未来发展趋势主要是向高精度、多功能、数字化和智能化的方向发展。同样, 现代地质学理论的发展, 也促使了深部地质问题的研究愈显重要, 而应用于这方面研究的地球物理勘探方法, 已显示出其潜力和优越性。

摘要：现如今, 地球物理勘察学科技术也在不断发展成熟, 并且在解决地质和工程结构等问题上也有着非常广泛的应用, 因此对于地球物理勘察法在工程地质中的应用研究也有着非常重要的意义。本文主要介绍了地球物理勘察法在工程地质中的具体应用, 以供参考。

关键词：地球物理勘查法,工程地质,应用

参考文献

[1]王福海.青岛海湾大桥工程地质地球物理勘查关键技术研究[D].青岛:中国海洋大学, 2009.

[2]吴慧山, 谈成龙.我国核地球物理勘查的若干新进展[J].地球物理学报, 1997, S1:317-325.

工程地球物理 篇7

地球物理勘查方法主要分为磁法勘探, 电法勘探, 重力勘探, 地震勘探, 地温法勘探, 核法勘探等。本文主要介绍的是几种发展较快的电法勘探方法的发展概况及其在水文地质工程地质中的应用。

电法勘探方法可以追溯到19世纪初, 至今已有100多年的历史。我国电法勘探始于20世纪30年代。经过70余年的发展, 我国的电法勘探无论在基础理论、方法技术和应用效果等方面都取得了巨大的进展, 使电法成为应用地球物理学中方法种类最多、应用面最广、适应性最强的一门分支学科。限于篇幅, 本文仅对其中几种主要方法, 如高密度电法、激发极化法、CSAMT、瞬变电磁法和地质雷达等作简要介绍, 并就这些方法在水文和工程地质中的应用进行简要阐述。

2 激发极化法

激发极化法 (或激电法) 就是以岩、矿石激发极化效应的差异为基础来解决地质问题的一类勘探方法。激电法是20世纪50年代末在我国开始研究和推广的, 早期是以直流 (时间域) 激电法为主, 20世纪70年代初开始研究交流 (频率域) 激电法———主要是变频法, 20世纪80年代初又开始对频谱激电法进行研究, 也就是研究复视电阻率随频率的变化———即复视电阻率的频谱。由于该方法测量的是二次场, 具有不受地形起伏和围岩电性不均匀的影响、可测量的参数多等优点。

在实际地质应用方面, 初期的激电法主要用于勘查硫化金属矿床, 后来发展到诸多领域, 如氧化矿床、非金属矿床、工程地质问题等。近年来, 激电法找水效果十分显著, 被誉为“找水新法”。

利用激电法找水或确定地层的含水性, 最好与高密度电阻率法相结合, 这样可以降低地球物理解释的多解性, 提高找水的成功率。高密度电阻率法在确定高阻或低阻地质体具有优越性, 但低阻地质体并不代表富含地下水, 可能是由于泥岩引起地层的电阻率下降。这时, 可以通过使用激电法来区分含水地层和泥岩, 因为激电二次场与岩石的孔隙有关, 在纯粹泥岩中极化率比较小, 在含水砂砾岩中极化率比较大, 此外二次场的衰减速度也与孔隙的大小、形状和宽窄有关, 这就是激电法找水的机理所在。

3 高密度电法

高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法, 其原理与普通电阻率法相同, 所不同的是在观测中设置了高密度的观测点, 是一种阵列勘探方法。我国是从20世纪末期开始研究高密度电法及其应用技术, 从理论方法和实际应用的角度进行了探讨并完善。

高密度电法野外测量时将全部电极 (几十至上百根) 置于剖面上, 利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。与常规电阻率法相比, 高密度电法具有以下优点:a.电极布置一次性完成, 不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰, 并且提高了效率;b.能够选用多种电极排列方式进行测量, 可以获得丰富的有关地电断面的信息;c.野外数据采集实现了自动化或半自动化, 提高了数据采集速度, 避免了手工误操作。此外, 随着地球物理反演方法的发展, 高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维, 极大地提高了地电资料的解释精度。高密度电法应用领域比较广, 尤其在水文和工程地质勘查方面。

4 可控源音频大地电磁法 (CS AMT)

可控源音频大地电磁法是在大地电磁法 (MT) 和音频大地电磁法 (AMT) 基础上发展起来的一种可控源频率测深方法。

CSAMT采用可控制人工场源, 测量由电偶极源传送到地下的电磁场分量, 两个电极电源的距离为1~2km, 测量是在距离场源5~10km以外的范围进行, 此时场源可以近似为一个平面波。由于该方法的探测深度较大 (通常可达2km) , 并且兼有剖面和测深双重性质, 因此具有诸多优点。

CSAMT法一出现就展示了比较好的应用前景, 尤其是作为普通电阻率法和激发极化法的补充, 可以解决深层的地质问题, 如在寻找隐伏金属矿、油气构造勘查、推覆体或火山岩下找煤、地热勘查和水文工程地质勘查等方面, 均取得了良好的地质效果。在地下水资源方面, CSAMT法适合寻找深部的基岩裂隙水。

5 瞬变电磁法 (TEM)

瞬变电磁法是利用不接地或接地线源向地下发送一次场, 在一次场的间歇期间, 测量由地质体产生的感应电磁场随时间的变化。根据二次场的衰减曲线特征, 就可以判断地下不同深度地质体的电性特征及规模大小等。由于该方法是观测纯二次场, 消除了由一次场所产生的装置偶合噪音, 具有体积效应小、横向分辨率高、探测深度深、对低阻反映灵敏、与探测地质体有最佳偶合、受旁侧地质体影响小等优点。

瞬变电磁法除了广泛应用于金属矿产、石油、煤田、地热以及冻土带和海洋地质等地质勘查工作之外, 在水文和工程地质勘查中也取得了非常好的应用效果。

6 地质雷达 (GP R)

地质雷达是由地面的发射天线将电磁波送入地下, 经地下目标体反射被地面接收天线所接收, 通过分析接收到电磁波的时频、振幅特性, 可以评价地质体的展布形态和性质。由于雷达穿透深度与发射的电磁波频率有关, 使其穿透深度有限, 但分辨率很高, 可达0.05米以下。早期, 地质雷达只能探测几米内的目标体, 应用范围比较狭窄。目前, 地质雷达探测深度最大可达100米, 使之成为水文和工程地质勘察中最有效的地球物理方法。

地质雷达因具有分辨率高, 成果解释可靠的特点, 在浅层地质勘探中, 有着非常广泛的应用。在水文和工程地质中, 地质雷达应用也是非常广泛。

7 结论

通过对几种主要电法勘探方法的发展、原理及实际应用进行综述, 可以看出, 电法勘探方法在水文和工程地质勘探领域有着广泛的应用, 归结起来有以下几方面:

7.1 高密度电法由于其高效率、深探测和精确的地电剖面成像, 成为水文和工程地质勘察中最有效的方法。

7.2 地质雷达主要用于各类工程地质勘探, 是工程地质勘探首

选的电法勘探方法。同时, 该方法可以借用地震勘探中已有的资料处理和解释技术, 使其迅速发展, 可以在更多的领域发挥作用。

7.3 在水文地质勘探中, 激发极化法和可控源音频大地电磁法

是首选的电法勘探方法, 如果将激发极化法和高密度电法结合起来寻找地下水资源, 效果将会更好。

7.4 瞬变电磁法在水文地质和工程地质勘探中都有着广泛的应

用, 尤其是大功率瞬变电磁仪不仅可以在深部地质勘探中发挥作用, 还具有较高的分辨能力。如果将该方法与高密度电法结合使用, 有望解决深部精细地质勘察问题。

摘要：简要叙述了我国目前发展较快的几种主要地球物理勘查方法的发展概况及其在水文地质工程地质中的应用。

工程地球物理 篇8

关键词：银洞坡金矿,区域地质背景,地球物理特征,地球化学特征,综合找矿标志

河南省桐柏县银洞坡金矿床为二十世纪九十年代探明的一处特大型热液型矿床, 区域上位于秦岭造山带东段北秦岭褶皱带中, 构造线多呈北西西向延伸。该矿床目前正在开采中, 为了进一步探明深部资源, 扩大矿床规模, 河南省地质勘查基金于2011年设立了“河南省桐柏县银洞坡金矿深部及外围预查”项目。此文旨在总结该矿床地球物理特征、地球化学特征及物化探找矿评价标志, 以期进一步的地质勘查工作借鉴。

1 地质特征

1.1 区域地质背景

桐柏地区处于扬子陆块和华北陆块的结合部位, 秦岭造山带东段核部。以龟—梅断裂为界, 以北为北秦岭地层区, 以南为南秦岭地层区。北秦岭地层区出露地层主要有秦岭岩群、蔡家凹岩组、二郎坪群和歪头山组;南秦岭地层区主要出露有龟山岩组、南湾组等。龟山岩组、秦岭岩群、蔡家凹岩组和歪头山组为Au、Ag多金属矿的赋矿层位, 二郎坪群为Cu、Zn多金属矿的赋矿层位。区内构造主要表现为构造岩片和边界断裂的北西西向相间排列。具区域性、分划性、与成矿关系最为密切的边界断裂主要有桐-商断裂、龟-梅断裂、大河断裂等 (图1) 。区内岩浆活动频繁, 从元古宙到新生代有多次活动, 本区与成矿有关系的主要为中生代岩浆岩, 如老湾花岗岩、梁湾花岗岩等。唐河常湾-东塔院铜镍矿分布于南阳盆地边缘, 铜镍矿床主要与扬子陆块北缘周庵超镁铁质岩体有关。金属矿产主要分布在边界断裂两侧的构造岩片内, 它们具有集群成带分布特点, 其生成分布受地层、岩浆岩、构造的多重控制。

1.新生界;2-5.南秦岭地层区;2.泥盆系南湾组;3.上元古界肖家庙组;4.中元古界龟山岩组;5.元古界桐柏山片麻杂岩;6-10.北秦岭地层区;6.上古生界蔡家凹岩组;7.下古生界二郎坪群;8.上元古界歪头山组;9.上元古界宽坪群;10.下元古界秦岭岩群;11-12.华北地层区;11.上元古界栾川群;12.中元古界汝阳群;13.早白垩世天目山超单元花岗岩;14.早白垩世梁湾花岗岩;15.早白垩世老湾花岗岩;16.燕山晚期花岗岩;17.燕山早期花岗岩;18.加里东期花岗岩;19.加里东期花岗闪长岩;20.加里东期闪长岩;21.晚白垩世石英正长岩;22.正长石英斑岩脉;23.断层 (脆-韧性剪切带) :F1.木家垭—固庙;F2.桐柏—商城;F3.老湾;F4.西官庄—松扒 (龟-梅) ;F5.朱阳关— (夏馆) —大河;F6.道土塆—王小庄;F7.瓦穴子-维摩寺-王岗;F8.栾川—明港;F9.马超营—确山

1.2 矿区地质特征

银洞坡金矿床位于桐柏县北部, 属桐柏―大别山北坡金银成矿带北亚带, 呈北西―南东向狭长带状展布。西部有破山银矿, 中部为银洞坡金矿 (图2) 。

矿床出露主要地层为上元古界歪头山岩组中部及第四系, 岩性岩性以二云变粒岩、白云变粒岩、二云石英片岩、绢云石英片岩、炭质绢云石英片岩、二云变粒岩、白云变粒岩为主, 矿床控矿构造以朱庄背斜 (形) 为主干构造, 与背斜 (形) 伴生的脆性共轭逆冲剪切带、韧—脆性层间剪切带及派生的羽裂、拖曳褶曲和旁侧左行、或右行的脆张性断裂是矿床内的主要容矿构造。此外在背斜轴部和两翼还发育一系列成矿后期的逆冲断层、平移正断层。矿体的空间分布严格受歪头山岩组中部含矿层第二、三岩性段 (Pt3W22、Pt3W23) 和赋矿构造双重因素控制。在矿床东段主要工业矿体呈鞍状、似层状, 分布在Pt3W22的厚层炭质绢云石英片岩内, 及朱庄背斜 (形) 转折端, 倾伏端的虚脱部位中。赋矿岩石为硅化碎裂炭质绢云石英片岩和变粒岩。矿体顶底板多为变粒岩, 次为绢云石英片岩。

围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、碳酸盐化、褐铁矿化和黄钾铁矾化等。此外, 在整个矿床中绿泥石化、绿帘石化、高岭土化蚀变均很发育, 但与矿化无明显的相关性。

矿石结构:主要有自形—半自形晶粒结构, 他形结构、交代熔蚀结构, 包括粒状结构、交代熔蚀结构及交代残余结构、固溶体分离结构、压碎结构、碎斑结构、揉皱结构等。

矿石构造:主要有浸染状构造、脉状—网脉状构造、块状构造、角砾状构造、皱纹状、蜂窝状、皮壳状等类型。

矿石中的金以自然金和金银硫化物为主, 含微量针碲金银矿。

1.大栗树岩组;2.歪头山岩组上部;3.歪头山岩组中部;4.歪头山岩组下部;5.燕山晚期似斑状花岗岩;6.加里东期黑云斜长花岗岩;7.斜长片麻岩 (变形花岗闪长岩) ;8.混染带 (石英闪长岩) ;9.上含矿层;10.下含矿层;11.大理岩;12.朱庄背斜 (形) ;13.断层;14.挤压破碎带;15.工作区范围

2 地球物理特征

2.1 区域地球物理特征

2.1.1 物性特征

本区地 (岩) 层和岩浆岩物性参数值见表1、表2。

由表可知: (1) 地层中磁性、电性和岩石密度参数值, 以桐柏山杂岩和龟山岩组最高, 秦岭岩群、歪头山组、二郎坪群次之, 新生界最低。 (2) 岩浆岩从超基性-基性-中性-酸性岩的磁性和岩石密度值依次由高到低, 电阻率值由低到高, 极化率值由高到低;碱性岩磁性、电性、密度均表现为低值。 (3) 根据区域地 (岩) 层物性特征, 反映出三个磁性、密度界面:桐柏山杂岩与其北的南秦岭地层之间, 二郎坪群与新元古界之间, 以及其它地层与新生界之间。由于这些界面的物性差异, 区域磁场、重力场呈带状, 并受构造及岩浆岩侵位控制。

1.Δg等值线;2.相对重力高;3.相对重力低

2.1.2 重力异常特征

1∶25万布格重力异常平面图 (图3) 上, 桐柏地区处于区域重力高值区。刘山岩铜锌多金属成矿带分布在二郎坪群中, 原岩为一套海相喷发的基性火山岩和火山碎屑沉积岩, 岩石密度大, 表现为区域重力高值区。围山城金银多金属成矿带表现为重力低值区, 该重力低值区在西部包括了桃园花岗岩体、梁湾花岗岩体、破山大型银矿、银洞坡大型金矿, 向东延伸至朱庄以东。推测深部应有与桃园及梁湾岩体类似的低密度酸性岩体。

2.1.3 航磁异常特征

桐柏地区在1∶25万航磁△T平面异常图 (图4) , 各个构造地层地体之间的聚合带多表现为北西向线状延伸的梯度带, 表明各构造地层地体由于地层、岩石组合的物性差异, 控制区域磁场和磁异常与区域地 (岩) 层走向一致, 呈北西向条带状分布。最大值大800n T, 最小值为-402n T。刘山岩铜锌多金属成矿带分布在二郎山-吴城正磁场异常带上, 南北宽约4千米, 东西长40及80千米, 对应地层为二郎坪群的刘山岩岩组、张家大庄岩组和大栗树岩组。围山城金银多金属成矿带处在二郎山-吴城正磁场带北东侧的负磁异常区中, 东西长40千米, 南北宽约3千米, 对应地层为歪头山组, 其磁化强度较上覆的二郎坪群低出一个数量级。区内金银多金属矿化与中酸性侵入岩, 特别是燕山期花岗岩关系密切, 但花岗岩的磁性变化较大, 从较强到较弱均有, 与金银矿化关系密切的岩体 (SⅠ型) 具有一定的磁性。

在1∶5万航磁异常图上, 工作区北部围山城金银多金属成矿带为低值或负值异常区, 南侧的带状负值异常带, 是由二郎坪岩群张家大庄岩组内含铁石英岩引起的正磁异常带的伴生负异常。张家大庄岩组南倾, 地磁场磁化方向北倾, 其北侧应伴生负异常。推测可能有隐伏的酸性岩体引起。工作区南部老和尚帽金银铜多金属成矿带表现为低的正值场, 场值一般在100n T±。其北东侧以大河断裂为界, 对应刘山岩岩组为二郎山-吴城正磁异常带;南西侧以松扒断裂为界, 对应老湾花岗岩体为老湾负磁异常带;边界断裂对应的航磁等值线均为100n T±。在本区低的正值场中平行发育二条正磁异常带, 异常最高值均为400n T。其中北带对应秦岭岩群中柳树庄超基性岩带, 从伴生负异常特征来看, 该磁性岩带由向北缓倾的无根超基性岩块组成, 推测南带为秦岭岩群中角闪质岩石或隐伏超基性岩带组成, 磁性体延伸稳定, 倾角近于直立。南、北正磁异常带之间的0值线对应桐树庄—老虎洞沟构造岩浆岩带及地球化学异常带。

1.ΔT零等值线;2.ΔT正等值线及量值 (n T) ;3.ΔT负等值线及量值 (n T)

区内重力异常梯级带与航磁不同分区界线或0值线, 对应地球化学异常带或构造—岩浆岩带的展布, 初步发现银多金属矿床 (点) 分布在重力鼻状突起旁侧的凹陷部位, 反映构造及酸性岩浆岩发育部位对成矿的有利控制。

2.2 矿区地球物理异常特征

2.2.1 岩 (矿) 石电性参数特征

银洞坡金矿床矿石为含金属硫化物、氧化物及金银矿物的炭质绢云石英片岩、硅化绢云石英片岩及硅化变粒岩。矿石与围岩呈渐变过渡关系。金属硫化物含量5~16%, 以黄铁矿、方铅矿、闪锌矿为主, 其次是黄铜矿等。上述与金属硫化物的密切共生关系使矿石具有明显的低阻、高极化特征, 如表3所示, 矿石 (原生) 极化率平均值达21.9%。最高达65.4%;电阻率平均值仅为20欧姆·米。而围岩除石墨化绢云石英片岩外, 极化率平均值<2%, 电阻率平均值达300~5000欧姆·米;大理岩电阻率最高, 达2248欧姆·米。矿石与围岩存在明显的电性差异, 相差10倍以上。钻孔中根据测井曲线统计求得的岩矿石电阻率值以及ZK1/W6孔测井曲线 (表3、表4、表5) 也反映了相同的电性特征。矿层上观测到的低视电阻率与高自然电位异常, 视极化率均大于100欧姆·米。但当硅化强, 金属硫化呈浸染状时, 电阻率大大增高。

炭质绢云石英片岩是矿区的主要容矿岩石。岩矿石电性测定结果表明 (见表3、4、5) :含矿岩石与一般含炭岩石的电性特征不同, 属中等电阻 (ρ=507欧姆·米) 。弱极化 (η=2%) , 且与矿区其它不含炭岩石无明显电性差异。

2.2.2 矿区激电异常特征

矿区通过激电中梯面积性测量, 共圈出6个激电异常, 总称银洞坡异常带, 编号Dn34~Dn39 (图5) 。异常共有的特点是:形态规则, 连续性较差, 多呈大小不等的椭圆形, 自北西—南东向呈串珠状分布。异常幅值一般大于8×10-2, 视电阻率小于300欧姆·米。Dn37、Dn38分布于东段, 幅值高, 规模大, 与东段主要工业矿体相对应;Dη36分布在西段, 与激电异常中心重合、有高阻 (800~1800欧姆·米) 脉状矿体, 反映西段矿体是硅化较强的高阻、高极化率地质体;Dn34、Dn35、Dn39分布于矿区外围南部的郭老庄―陈小庄一带, 在异常范围内, 已发现有金银矿化, 并已圈出工业金矿体。

1.激电异常等值线;2.歪头山组中部第三段第三层;3.第三段第二层;4.第三段第一层;5.第二段第三层;6.第二段第二层;7.第二段第一层;8.矿体及编号

两种不同极距联合剖面结果 (图6) 反映出明显的视极化率反交点与视电阻率正交点。视极化率反交点西南侧所夹面积大于北东侧, 表明矿脉群总体向南西倾。中梯ηS异常峰值、联合剖面 (ηSA、ηSB) 反交点位置与浅部或出露矿脉群顶部部位基本吻合。

为推断矿体产状, 利用0线剖面中三个钻孔资料, 对视极化率异常进行了类磁选择法计算, 这种计算方法原则上要求围岩与矿体导电性相同, 而矿区矿体电阻率低于围岩, 电流密度也高, 使极化率增强。故在计算中适当提高了矿石极化率值, 即剩余极化率取50%, 围岩极化率取1.7%。假定矿体为深部变缓的两个倾向南西的厚层状矿体, 计算曲线与实测曲线基本一致 (图6) 。从而推断矿体深部变缓, 延伸较大, 钻探已证实。

1.歪头山组中部第三岩性段;2, 3, 4.歪头山组中部第二岩性段;5.歪头山组中部第一岩性段;6.金矿体及编号

3 地球化学异常特征

本矿床由数十条密集产出的矿体组成, 每个矿体均伴有原生地球化学异常, 两者同受构造破碎带、背形褶皱和地层岩性的控制。综合大量成果图与研究结果认为, 本矿床原生地球化学异常特点主要是:异常在三度空间, 主要分布在上元古界歪头山岩组中部第二岩性段 (Pt3W22) 和第三岩性段 (Pt3W23) 内, 并与炭质绢云石英片岩、二云石英片岩及变粒岩为主的岩石组合密切相关, 异常呈北西—南东向展布。矿异常在地表、各中段及剖面上均呈带状平行排列;单个异常形状较规整, 规模大, 主要成矿元素的异常强度高, 浓集中心清晰, 浓度梯度变化明显, 异常元素组分较复杂, 多种元素异常紧密套合, 且具有一定的组份分带。

本次以155米中段异常图将异常由北向南划分为以Au、Ag、Pb、Zn为主的三个矿异常, 编号分别为Ⅰ矿异常 (1号矿体异常编号) 、Ⅱ矿异常 (2号矿体异常编号) Ⅲ矿异常 (3号矿体异常编号) 。通过对这三个主要矿体的异常剖析, 进而总结矿床异常特征。

3.1 异常元素组合

确定异常元素组合的主要依据为:

(1) 直观判别:从异常图直观清楚的反映出与Au元素异常在空间上密切相伴、成因上具内在联系的异常元素主要有Ag、Pb、Zn、Cd、As、Sb, 次为Cu、Co、Ni、Mn、Mo;

(2) 相关分析结果:0―W18线Ⅰ矿异常的73个样品和Ⅱ矿异常的83个样品, 通过电算求得元素相关矩阵列于表6、7、8。

表中表明:在Ⅰ矿异常内, Au、Ag、Cu、Pb、Zn相互之间皆有显著正相关;As与Au、Ag、Pb、Sb, Sb与Au、Ag、Zn、Cd, Cd与Au、Ag、Cu、Pb、Zn, Co与Ni分别呈显著正相关;Co与Cd, Mn与Co、Ni分别呈弱的正相关。

在Ⅱ矿异常内, Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Cd、As、Sb相互之间皆呈显著正相关;Co与Cu、Pb、Ni、Mn、As, Ni与Cu、Cd、Mn、As分别呈显著正相关;Zn与Ni, Cd与Mn分别呈弱的正相关。

在Ⅲ矿异常内, Ag、Cu、Pb、Zn、Cd、Sb相互之间均显著正相关;Au与Pb、AS, Co与As、Ni, Ni与As, Mn与Sb分别呈显著正相关;Mn与Co、Ni之间呈弱的正相关;Mo与其它元素不相关。

(3) 概率统计结果:

Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三个矿异常内元素异常样品数随机抽查的概率统计结果列于表9。

注:概率为该元素异常点个数与金异常点个数之比.

在Au异常范围内随机抽取一定数量的Au异常样点, 统计其它元素伴随出现的异常点数及其概率。以出现概率大于0.5者作为Au的主要组合元素, 统计结果表明三个矿异常的主要元素组合为Au、Ag、Pb、Zn、Cd、As、Sb, 而Cu、Mo、Mn仅在Ⅲ矿异常中出现的概率大于0.5。

从地球化学异常图特征可以看出, Au、Ag异常密切相伴, 形态类似, Au异常与Ag、Pb、Zn、Cd异常相互套合, Cu、Mo、Ni、Co等异常仅在Au异常内部分出现。相关分析结果表明, Au与Ag、As、Co相关, Ag与Pb、Zn、Cd相关, Cu与Pb、Zn、Mo相关, Ni与Pb、Co相关。这种相关关系与金矿石、载金矿物的地球化学特征一致, 即金主要与黄铁矿化有关, 其次与含银的方铅矿、闪锌矿有关;Cu、Ni、Co、Mo含量增加, 金矿化反而减弱。矿床地球化学异常的主要元素组合为Au、Ag、Pb、Zn、Cd, 其次为Cu、Co、Mo。

3.2 异常分布、形态、规模

银洞坡金矿床内原生地球化学异常的分布、形态明显呈带型特征。异常走向 (或纵向) 为北西―南东。三个主要矿异常的分布、形态、规模特点是:异常皆分布于歪头山岩组中部, 与以炭质绢云石英片岩、 (绢) 二云石英片岩及 (白) 二云变粒岩为主的岩石组合密切相关, 异常总体分布态势与构造位置相一致, 反映出多重构造控矿的基本特点;主要组合元素Au、Ag、Pb、Zn、Cd、As、Sb异常呈带型, 形态较规整, 规模大, 连续性强, 且彼此套合性好;次要组合元素Cu、Mo、Co、Ni、Mn, 异常呈带状、线状或透镜状, 规模较小, 连续性相对较差, 且多分布于矿体内及其旁侧。

3.3 异常强度及浓度分带

组成矿体原生异常的各元素不仅具有一定的分布范围, 而且在异常内呈现有规律的浓度变化, 由浓集中心至边缘浓度逐渐递减。元素异常浓度的高低与矿体的贫富及其距矿体远近密切相关。

元素异常浓度分带, 按照an T的原则 (其中a取2―5之间的数值, T为异常下限, n等于0―2) , 划分为反映不同矿化程度的外、中、内带三个含量级别, 以利研究原生晕内部结构。矿床各元素异常浓度分带列于表10。

注:元素含量单位w (Au) /10-9, w (B) /10-6

由地球化学异常图可知, 主要成晕元素均具有一定宽度的清晰浓度分带, 并且围绕矿体呈环带状依次分布。成矿元素Au的内带直接指示矿体及强矿化位置, 中带反映近矿围岩蚀变和矿化部位, 外带则显示弱矿化或元素异常浓度波及范围。Ag、Pb、Zn、Cd、As、Sb, 六种元素的各浓度带与主元素Au的浓度分带大致互为对应, 但各带范围略有不同, 彼此呈不同程度叠合或上、下, 左右紧密相邻。

对比表6、7、8中三个矿异常元素在不同标高的异常平均含量、峰值与整个异常的平均值, 可以看出三个矿异常各元素的含量变化趋势、浓集部位及相对剥蚀程度, 主要归纳如下四点:

(1) 主成矿元素Au在Ⅱ矿异常中峰值最高, Ⅲ矿异常次之, Ⅰ矿异常最低, 而异常平均含量则在Ⅰ矿异常最低。这一特点与三个矿异常的赋存层位及矿体围岩性质的不同相对应。

(2) 三个矿异常的主要组合元素在115米、75米和35米标高的异常平均含量皆高于155米标高, 说明三个矿异常剥蚀程度相对较浅。但不同矿异常内, 各元素的异常峰值及平均含量又处于不同位置, 其变化特征也不相同。Ⅰ矿异常中Au、Pb、Cd、Sb主要在下部富集, Ag、Zn、As在中下部富集;Ⅱ矿异常中Au、Zn、Sb在中上部富集, Ag、Pb、Cd的浓集部位则在中部, As在中下部富集;Ⅲ矿异常内Au、Ag、As趋于中上部富集, Pb、Sb在中部含量较高, Zn与Cd在中下部浓集。

(3) Cu的异常平均值、峰值在三个矿异常中均富集于中部, 其上下异常衬值在2.68—3.32之间, 反映了Cu异常含量变化较稳定。

(4) 三个矿异常的次要组合元素Mo、Co、Ni、Mn中除Mo在Ⅲ矿异常的35米标高骤然增高和Ni在Ⅱ矿异常的75米标高有一定增加外, 各元素异常含量由上至下变化幅度很小, 各元素的衬值极差值均小于1。

综上所述, 矿异常中主要组合元素的浓度分带不仅从量上反映异常组分的强度特点, 而且其含量变化趋势将有利于异常组份分带的确定。相对于主要组合元素, 而次要组合元素的含量变化特征则不明显。

3.4 异常组份分带及分带序列

矿体原生晕的组份分带是指各成晕元素在空间上浓集位置的差异表现。元素分带包括两个方面:一是从多种元素的异常分布特点及相关关系直观的显示其分带性;再就是采用分带指数 (B·C格里戈良) 计算方法确定。

(1) 组份分带:

水平上, 成矿元素及主要伴生元素异常套合分布, 分带不明显, 依照元素出露晕宽, 由内向外分带如下:

中心带:Cu、Mo、Co、Ni;

过渡带:Ag、Au、Zn;

边缘带:Pb、As、Cd。

(2) 序列:

确定本矿床元素垂向分带序列为:

As、Zn、Cd为矿体前缘元素, Au、Ag、Pb为矿体元素, Cu、Mo、Co、 (Ni) 为矿体尾部元素。

3.5 元素比值的指示意义

依据确定的矿床垂向分带序列, 选择序列中距离最远的元素As、Cd、Zn和Ni、Co、Mo分别计算了As/Mo、 (As+Au+Cd) / (Ni+Co+Mo) 、 (Au+Zn+Cd) / (Cu+Ni+Mo) 、 (As·Au/ (Mo·Ni) 单元素对及累加、累乘比值, 计算结果见表11。

由表11可见, 各元素对、累加晕及累乘晕比值从矿体前缘至尾部呈明显的变化规律, 由前缘至尾部比值依次递减。利用这种变化规律可用来区分矿与非矿异常或判别矿体 (异常) 的剥蚀程度。其比值愈大, 表明矿体 (异常) 剥蚀程度愈浅, 或预示深部可能有盲矿体存在。

4 地球物理、地球化学综合找矿标志

根据银洞坡金矿床成矿特征与成矿系统背景要素分析, 其地质和地球化学综合找矿标志见表12, 地球物理找矿标志列表13。

5 结语

浅谈地球物理测井的发展 篇9

在油气田的勘探与开发中，地球物理测井是发现和评价油、气层的重要手段。岩层有各种物理特性，如电化学特性、导电特性、声学特性、放射性及中子特性、核磁特性等。岩层的这些特性称地球物理特性，以区别于岩层的其他物理性质，如孔隙度、渗透率、饱和度等。采用专门的仪器设备，沿井身(钻井剖面)测量地球物理参数的方法称地球物理测井，简称测井。测井学科包括测井方法、测井仪器设备、测井资料处理及地质解释等内容。

地球物理测井属于边缘学科。测井方法的建立、测井仪器的制造和测井资料的解释，与电化学、电磁学、声学、核物理学以及电子学、计算机学、机械制造学、地质学等学科的发展和水平密切相关。随着科学技术的进步与发展，自70年代以来，测井技术有了飞速的发展，可用于地质解释的测井信息日趋增多与完善，在油气田勘探与开发中的地位和作用越显重要。在油气田勘探、开发的地质研究中，测井资料是最基本、最重要的基础资料之一。

2 发展过程

在测井技术发展方面自1927年开始有了电测井，50年代进入横向测井时代，60年代发展了声波测井、感应测井、中子测井、密度测井等，70年代增加了地层倾角测井和电缆式地层测试器，并采用磁带数字记录，这样，测井就不仅反映了地层的一般岩性与孔隙度、渗透率、饱和度等性质，而且还描述了沉积岩的层理、构造、压力和流体性质。80年代发展了数控测井，地层倾角测井发展为地层学高分辨率倾角测井，后期还出现了微电阻率扫描的成像测井，地层测试器改进为重复式多点测压，还有反映地层中矿物或元素的自然伽马能谱测井、元素测井(地球化学测井)、岩性密度测井、碳/氧比测井等也日趋完善。进入90年代，成像测井系统快速发展了起来。测井技术的发展，表现在测井系统上已发展了五代:即半自动记录测井仪;全自动模拟记录测井仪;数字化记录测井仪;数控测井仪;以阵列测量和成像显示与处理技术为特征的第五代测井系统

3 测井技术的发展现状

我国从70年代未开始引进国外测井装备和技术。至今，凡国外先进的装备和技术大多已引进，只是采用先进技术的普及程度尚低，总体的测井技术水平与国外先进水平相比仍有较大差距。

国外，从1986年以来石油工业的发展表现出两个趋势:一是需要成本更为低廉的技术;二是需要借助于直井和水平井去评价薄层和非常规储集层。这种趋势是测井技术发展的制约因素，又是促进其发展的动力。90年代初期的发展势头主要体现在电缆和随钻测量(MWD)中电磁、声波和核测井且取得阶段性进展，这种势头今后将继续保持下去。

基于井下微处理技术以及高速数字遥测系统所取得的进展，使高密度数据采样的阵列型和成像型井下仪器得以发展，并增强了不同井下仪的组合性;计算机工作站的出现，使得现场地面计算机处理能力和图形显示能力得以同步提高，从而提高了这类井下仪器数据采集的解释和直观显示能力。

阵列仪器的不断推出，改善了测量的垂向和径向分辨率，并且角阵列型的电阻率仪可以实现径向及定向电阻率和侵入剖面成像;用偶极或四极源的阵列声波仪可以采集到各类储集层高质量的横波信息;在电法测井仪上设计更多的探头及对声波测井探头的改进，使得对井眼成像的分辨能力和覆盖面积都得以提高;新一代脉冲回波核磁测井仪提高了测量精度;在套管井中实现测量电阻率的仪器正向商业化发展;磁性测井正在用于沉积盆地的石油勘探。

核测井仪，特别是碳/氧比测井仪的改进得益于新型高密度伽马射线探测器(BGO-锗酸铋，GSO-正硅酸铈)的应用。这种探测器提高了测井速度，重复性好，而且可以设计成过油管测量;利用脉冲中子源的核孔隙度测井仪已经投入使用;由于中子活化测井再度引起人们兴趣，业已生产出基于氧和硅活化的新测井仪。

对现有随钻电阻率和核测井仪的不断完善和提高，加上新的井径、声波的随钻测量，在不少情况下可以用随钻测量取代电缆测井。随着钻井工艺的不断发展，大斜度井、水平井和小井眼已不再是特殊井。在这样的井中进行测井和随钻测量已不成问题。新型的聚焦电阻率和核测井仪已经推出，挠性管测井目前已属常规测井。

由于计算机处理技术和声学层析成像理论研究的进展，井间测井技术得到迅速发展。井间测井技术可以对储集层在横向连续性、岩性和物性参数等特征进行成像显示。这些技术可直观地监测油层注水过程中流体饱和度的变化情况。

4 测井技术的发展趋势

国外在90年末推出一批新的测井方法和测井仪器，但至今尚有不少测井仪器并没有列入各大测井公司的服务项目，显然其中有些技术尚处于现场试验或改进、完善阶段。另一个值得关注的问题是一些新技术的测井费用太昂贵，许多作业方不愿意或者没有能力承受使用最新技术所付出的高额成本(特别是在不能确定利润与成本是否相适应的情况下)。

以核磁测井和成像测井(包括井壁成像与阵列电测井)为代表的测井新技术是当前国际测井科技的前沿。国外三大测井公司还正在大力研究和发展阵列感应、方位或阵列侧向测井。在未来的若干年内，测井技术总的发展趋势应是在已推出新方法、新技术的基础上进一步改进和完善，以及配套解释技术的研究，尽可能充分利用新的测井方法所能提供的地质信息，并努力降低测井成本以利于新技术的推广使用。对于国内的测井新技术发展而言，首先是提高数控测井使用的普及程度，改善测井资料的解释质量，提高我国测井技术的总体水平;消化、吸收、用好引进的新一代测井系统，使其真正发挥测井技术的借鉴和示范作用;开展成像测井、核磁测井和井间测井的方法与资料解释技术的研究;加强评价水淹层和分析剩余油饱和度及其分布的研究，提高油气层动态测井的技术层次和解释水平。

21世纪测井技术要在石油与天然气工业三大领域里发展并为之服务:

(1)发展开发测井技术当今世界已探明石油储量的采出程度只有30%左右，还有大量的剩余石油储量埋藏在地下，测井要为开采这些剩余石油提供有效的技术服务。

(2)发展海洋测井技术迄今为止，海上石油的勘探与开发程度远不如陆地。因此，测井要为勘探与开发海上石油提供有效的技术服务。

(3)发展天然气测井技术世界天然气能源在迅速增加，尤其是深部的天然气藏，测井要为勘探与开发天然气提供有效的技术服务。

5 结论

油田勘探与开发过程中，测井是确定和评价油、气层的重要手段，也是解决一系列地质问题的重要手段。国外测井技术领先者是斯伦贝谢、贝克—阿特拉斯、哈里伯顿公司三大测井公司。各大石油公司在测井科研中起着重要作用。它们通过大量室内研究，使测井技术取得了很大进展。蕴藏于这种发展的动力是石油公司期望通过运用新技术来解决一些专门的地质问题，尽管当时有些新技术还未得到认可，但最终还是被各石油公司所接受，一般认为新测井仪器的出现需经过5～10年的研制过程。

摘要：地球物理测井技术近年来发展迅速,高分辨阵列感应、三分量感应和正交偶极声波等新型成像测井仪为研究地层各向异性提供了强有力的手段。当前测井技术的突破正在两个层次展开,从而形成当今技术发展的两大趋势。在微尺度方面,以油藏评价为目标,向精细分析与描述地层特性发展;在宏尺度方面,测井立足于多学科的协同,着眼于提高油藏的三维描述能力。测井方法的建立、测井仪器的制造和测井资料的解释,与电化学、电磁学、声学、核物理学以及电子学、计算机学、机械制造学、地质学等学科的发展和水平密切相关。

关键词：地球物理测井,油藏评价,三维描述,资料解释

参考文献

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[2]邓瑞,郭海敏,戴家才.国外生产测井技术新进展[J].科技经济市场,2006.

[3]楚泽涵.声波测井原理[M].北京:石油工业出版社,2004.

[4]王克协,董庆德.渗透性地层油井中声场的理论分析与计算[J].石油学报,1986,7,(1):59-68.

地球物理勘探中控制相的应用 篇10

关键词：物探；地质勘查；控制相；应用

1 引言

地球物理勘探简称物探，它是利用物理学的原理、方法对地质构造、矿产资源等进行探测的技术。地球物理勘探应用的范围包括石油、天然气、煤田、金属和非金属矿产以及地下水资源勘查，是一种普遍采用的经实践验证十分有效的方法。其应用范围亦日益扩展，目前已延伸到了地质工程、工程勘察、工程建设、环境监测等领域。

因为地球物理勘探所得出的结论是根据物理现象对地质体或地质构造做出的解释推断，所以说它是一种间接性的勘探方法。另外，用地球物理方法研究或勘查地质体或地质构造 ，要根据测量数据或所观测到的地球物理场求解物理场的场源体，这就涉及到地球物理场的反演，其反演的结果一般存在多解性。因此，地球物理勘探存在多解性的问题。为了获得更准确更符合地质实际情况的解释结果，一般在可能的情况下，尽量通过多种物探方法互相配合，紧密结合地质理论和已经掌握的地质资料进行对比研究和综合分析判断。这里，就涉及到控制相的应用。

2控制相

2.1 概念

相的涵义：相是指物质的一种状态，一种表现形式。如果从控制论的层面上讲，相表现为一种控制方法/控制通道，或者也可理解为一种控制状态，即控制相。

2.2 相关属性

（1）控制相关系：在由一个或多个控制相构成的控制系统中，各控制相对系统全局或系统某一特征的控制程度/控制状态的描述和评估。

（2）控制相系统：应用控制相对控制对象进行控制的过程中所涉及的控制技术/控制策略/控制原则/控制方法的集合构成的系统。

（3）控制相技术：运用控制相概念和属性对相关系统中各种相的性质、状态及其相互关系进行系统性研究的技术的总称。

（4）控制相功能：从微观意义上说，控制相就是针对某一事物或对象在某一阶段、某一状态的控制及其构成的系统进行控制效率的评判。相在这里有三层含义：第一层是指维度，是指控制相的数量和控制角度；第二层是指控制相在系统控制中所起的作用和所占居的地位；第三层是指对事物的控制进度和程度，对事物控制的可靠性。

（5）控制相的定性：只有具有标志性或决定性控制意义的控制参数才称为控制相。

（6）控制相的价值：以控制相对系统或系统某一特征控制状态的可靠性进行评估和多维印证，而且对该控制状态的评估可重复性再现。

（7）控制相的状态：一种是静态的、概念性的控制相，即指控制相定义的本身；另一种是动态的，是指以控制相理念和技术对事物的控制程度进行分析、评估的过程。

（8）控制相的应用：控制相在实践中主要用于判断和评估控制方法对某一事物或系统的控制程度（掌控度/冗余度）、控制的可靠程度、控制进度以及控制状态的有效性。

（9）控制相的具体形式：包括控制参数、数值、公式、图表或模型等。

（10）并行控制和组合控制：如果对于某一事物，同时有多个控制相，每一个控制相都可以控制系统对象的状态，称为并行控制（它们之间是互相验证或交叉印证的关系）。如果必须由两个或两个以上控制相才能控制系统对象的状态，称为组合控制（它们之间是互补的关系）。

（11）控制相的应用目的：使对事物的控制状态由混沌到清晰、由无序到有序、由不定到确定、由不可靠到可靠、由不稳定到稳定。甚至在局部某一阶段，允许这一过程处于一个相对渐进、相对前进的过程，即由相对不稳定到相对稳定（在条件或技术有限的情况下并不能达到绝对的稳定状态的控制）。

（12）控制相的开放性：由于事物的复杂性和随着技术的进步而丰富补充，因此，控制相也是一个不断新陈代谢的技术系统。

（13）控制相之间的关系：依附关系，即各控制相都控制成立才具有完全控制效果；独立关系，各控制相可单独控制；缺陷关系，现有控制相皆控制成立也不能对事物完全控制，需引进其它控制相加以完善。

3 应用

（1）实例一：在地质勘查工程中，仅凭地质、物探、化探、遥感等各种单一的找矿方法，不可避免地都具有一定的局限性和片面性。如果把各种找矿方法结合起来甚至引进新的有效的相关联的技术手段，才能更好地指导地勘找矿工作，这就是控制相的应用优势。也就是说，如果仅用一种控制办法，往往无法准确、全面、可靠地控制对象。如果采用多种不同的控制方法来控制和佐证控制效果的可信性，可以达到互相验证、互相控制、多维确认、可靠控制的境界。

（2）实例二：对于某一局部区域走势相对单调的地层，其产状可由其走向、倾向和倾角所控制，这三个控制参数的集合（即产状）可看作该地层的控制相。

（3）实例三：在地质勘探过程中，钻探只能控制一個个零星的点，虽然物探能够控制区域的面但需要钻探的点来加以验证，如果两者结合，物探先行、钻探验证，既节省成本、避免浪费，又减少盲目性、提高成功率。这也是控制相的互补应用范例。

（4）实例四：物探主要以任务要求为参考指标，在此基础上，时间、成本、设备、技术水平、地质条件、地形条件以及各种物探技术对资源勘查/工程勘查的适用范围以及与任务要求的适配性也是重要的参考因素，因此，重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、地温法勘探和核法勘探等各种物探方法都在控制相的适用范围。

参考文献：

〔1〕杨占军.控制相技术.河北煤炭〔J〕， 1999， （04）：69-70.1999，（4）.

〔2〕钱学森，宋健.工程控制论（修订版）[M].北京：科学出版社，1983.

〔3〕舒良树.普通地质学（第三版·彩色版）[M].北京：地质出版社，2010.

〔4〕邓聚龙.灰色控制系统. 华中工学院学报〔J〕. 武汉：华中工学院出版社，1982，10（3）：9-18.