深部地质资源地球物理探测技术研究发展

随着经济发展,人类经济社会对资源与能源的需求日益增加.我国在采资源正在枯竭,供需矛盾不断加大,对外依存度较高.国家对陆地盲区、深地和深海的资源勘探极为重视,同时未来勘探对象更为隐蔽、地质条件更为复杂,勘探与开采难度越来越大.地球物理方法作为勘查技术中最有效准确的预测方法之一,为满足勘探任务的需求,近年来地球物理勘探在研究新技术、新方法、仪器研发和数据处理解释等方面取得突破性进展.本文详细阐述我国的金属矿、煤矿、油气以及非常规油气资源的勘探开发现状,归纳了相应领域的地球物理技术新进展,对深地资源的勘探开发进行了展望,为资源与能源开发提供参考.     

桂地区页岩油气地球物理勘探现状及展望

“十三五”规划中桂地区页岩气基础地质调查地球物理勘探正有序开展。桂地区页岩油气地球物理勘探基础较薄弱,如何有效开展地球物理勘探是当前基础地质调查重要课题。着重阐述了桂周边地区页岩油气地球物理勘探研究现状,指出桂周边地区页岩油气地球物理勘探技术成熟并取得了进展性突破。基于桂地区与其周边地区页岩油气地质条件具有较好可比性,重点讨论了周边地区页岩油气地球物理勘探成功经验对桂地区页岩油气地球物理勘探工作开展的几点认识及展望。指出今后开展桂地区页岩油气地球物理勘探及评价项目中需要注意的几个研究方向,即稳健推广二维地震勘探、优先发展2.5维电磁勘探、加强系统物性测试与分析、重磁电震综合为终极目标,为实际勘探开展奠定理论基础。      

金属矿地球物理勘探技术与设备:回顾与进展

地球物理勘探技术是深部矿产资源勘查的主要技术手段.长期以来,我国地球物理勘查技术和仪器严重依赖国外进口,国产勘查技术无论仪器设备,还是方法、软件尚不能满足日益增长的深部矿产勘查需求."十二五"国家高技术研究发展计划（863计划）资源环境技术领域设立了"深部矿产资源勘探技术"重大项目,以提高深部矿产资源探测的深度、精度、分辨率和抗干扰能力为目标,研发高精度重磁探测技术、电法及电磁探测技术、地震探测、钻探和井中探测技术和装备.经过4年的攻关研究,突破了高精度微重力传感器、铯光泵磁场传感器、宽带感应式电磁传感器等10余项关键技术;研发、完善和升级了地面高精度数字重力仪、质子磁力仪、大功率伪随机广域电磁探测系统、分布式多参数电磁探测系统等18套勘探地球物理仪器设备;创新和完善了20余项勘探地球物理数据处理、正反演方法,研发和完善了2套适合金属矿数据处理及解释的大型软件系统,和8套其他专用软件系统,大幅度提升了我国地球物理勘探技术水平.本文旨在介绍项目取得的主要成果,首先回顾我国地球物理勘探技术的发展历程,然后再重点介绍"深部矿产资源勘探技术"重大项目取得的主要成果和进展,最后对发展我国地球物理勘探技术提出作者的看法和建议.     

强抗干扰电磁感应新方法

在城市中进行地球物理勘探,传统的勘探方法是很难做到的,它受到强电磁、地下管线、管道等诸多方面的干扰.无线电频率电磁波法是利用无线电波频率信号进行勘探的一种地球物理勘探新方法,它通过不接地电极和磁道探头接收高频无线电波信号,有效的压制城市中复杂交错的人文电磁干扰,利用相应软件,经过OCCAM算法实现矢量、标量计算,可以得...     

基于时频电磁法的富有机质页岩层系勘探研究

我国地质条件复杂、多样,能否充分发挥出非地震勘探技术成本低、效率高的技术优势,检验电法勘探技术在页岩气勘探中的有效性,是当前在页岩气勘探起步阶段亟待解决的重要问题之一.本文介绍了在研究和总结含气页岩密度、极化率、电阻率等岩石物理特征基础上,在四川盆地南部筠连地区开展的物性调查、时频电磁法勘探试验工作.勘探研究结果表明,本地区分布的富有机质页岩层系-志留系龙马溪组(S1l)具备开展电法勘探工作的物性条件,时频电磁法具有勘探富有机质页岩层系的能力.     

页岩气勘探开发中地球物理技术的应用

本文基于页岩气勘探开发新形势,对地球物理技术在我国页岩气勘探开发中的应用现状、问题和面临的挑战进行了分析.在页岩气的勘探开发过程中,地球物理技术发挥着在常规油气勘探开发中完全不同的作用,地球物理技术可为优化页岩气钻井及储层压裂改造部署提供重要技术支撑.本文还介绍了国外利用封闭应力指导水平井钻探、综合运用杨氏模量和水平应力差比进行页岩气工程"甜点"预测、运用得到的岩石力学属性进行相关分析指导压裂的一些成功范例;但是,在页岩气勘探开发中,地球物理技术还面临着各向异性、含气丰度预测、工程"甜点"预测等难点的挑战,针对这些难点,本文提出了发展适用于我国页岩气开发的特色地球物理技术的建议.     

综合地球物理勘探快速获取城市待建区浅部三维地质特征:以成都市天府新区独角兽岛为例

尽管在城市中使用地球物理方法进行探测会受到复杂人文干扰、施工场地有限的挑战,但是相比于昂贵且具有破坏性的钻孔勘探,在城市采用无损的地球物理勘探带来的好处还是远远超出了其限制.本文以成都市天府新区独角兽岛为试验区,在提前了解其地质背景和研究区工况现状的前提下,采用地质雷达、高密度电阻率法组合地球物理方法,对试验区1 km2的面积开展了综合地球物理勘探,地质雷达主要用于30 m以浅的地质结构精细分层,高密度电阻率法重点对30～100 m深的地层进行约束分层.为了提高分层精度,测点及地表起伏形态通过RTK测量控制,最终通过综合地球物理信息、RTK测量信息和钻孔信息,快速获取了试验区100 m以浅的三维地质特征,为正在开展的独角兽岛地下空间规划及施工建设提供了重要的基础资料.     

石油工業中的地球物理勘探工作

在中央燃料工業部石油管理總局迅速發展的石油勘探隊伍中,地球物理勘探隊已成為一支相当大的力量。解放初期,只有極少 數的重力勘探隊,現在勘探工作中已大量採用了地震、重力、磁力、電法等地球物理勘探方法。在我國石油資源豐富的西北、西南各     

近期油气勘探地球物理的一些新进展

回顾了近期石油勘探地球物理的一些进展，指出应用地球物理正在国民经济建设的主战场特别是油气勘探领域中发挥着极其重要的作用。着重讨论了油气勘探地球物理所取得的成绩，指出石油的有效供给是我国2020年全面建设小康社会和2l世纪可持续发展的基本保障。而实现石油的有效供给的前提。除了地震勘探方法的不断创新外，更重要的是思想的解放和勘探思路的开拓。另外指出，地球物理综合研究将在新世纪地球物理研究的新挑战中发挥重要作用。     

煤矿深部开采中的地球物理技术现状及展望

简要介绍了我国煤矿生产的发展趋势，说明地质构造及煤层顶、底板水问题是当前煤矿深部开采中所面临的主要地质问题.综合论述了煤矿深部开采中所用地球物理技术的发展现状，介绍了地震勘探技术、矿井直流电法、矿井瞬变电磁法及地质雷达等勘探技术的应用情况，并提出了综合地球物理勘探技术在煤矿深部开采中的发展趋势.     

电震联合法在涪陵裂隙溶洞调查中的应用研究

涪陵页岩气勘查开发区内地层以碳酸盐岩为主,地下存在裂隙、溶洞、暗河等是该区要识别、防范的重要地质隐患.本文分析了音频大地电磁法(AMT)探测和浅层纵波反射地震勘探法的特点,明确了不同方法对裂隙溶洞调查的优缺点,认为电震联合裂隙溶洞调查的方法是获得区内异常构造与电阻率、波阻抗对应关系的有效途径.通过两个应用实例,解析区内...     

技术应用综合物探方法在张家口某工程场地地震安全性评价中的应用研究

结合地质和遥感图像解译资料,以物探方法查找活断层是行之有效的方法。针对单一的物探方法在反演解释中具有多解性的弊端,本文提出以高密度电阻率法为主,浅层地震反射波法为辅的综合物探勘察组合模式。经实际钻探证明,这种综合物探模式对隐伏活断层的勘察是完全可行的,并具有较强的实用推广性。     

海域天然气水合物勘测的地球物理方法

到目前为止,已经探明的天然气水合物储量要远小于预测的水合物储量.这种现状不同程度地反映出我们对天然气水合物赋存规律认识不足,和对天然气水合物勘探方法认识不足.本文根据作者多次参加水合物地球物理调查国际航次的认识及文献资料,综述了海域天然气水合物勘探方面一些有效的地球物理技术方法,以利于我国海域天然气水合物的勘探工作以及勘探方法的创新.本文指出,地震勘探是目前进行天然气水合物勘探最常用、也是最重要的方法.地震方法主要包括传统的单道、多道地震方法、高分辨地震方法、深拖多道地震探测方法、海底地震仪方法、多道-多分量海底地震电缆方法、海底地震检波器方法等.此外,根据水合物发育区特有的海底地形地貌特征和水体异常特征,根据水合物发育所需要的温度-压力场特征、电磁特征和含水合物地层的剪切模量特征发展的多波束方法、旁扫声纳方法、海底热流探测方法、海底电磁方法以及海底重力测量方法等都在海域天然气水合物勘探中有着很好的效果.     

探测大城市活断层的地球物理方法

简要地介绍了开展大城市地震活断层探测的意义及世界各国开展活断层探测的基本情况。城市及邻近地区地震活断层引起的直下型地震 ,将会给大城市造成巨大的地震灾害。准确地探测出大城市的活断层分布 ,采取有效措施 ,可大大降低地震时的损失。文中重点介绍了开展地震活断层探测的地球物理方法的类型和主要特点 ,在区域探查与初步鉴定阶段、详细探测与精确定位阶段、孕震构造探测阶段可能涉及到的各种地球物理探测方法、适用范围及所能解决的主要问题     

油页岩勘探开发现状及进展

油页岩是当今世界热门的非常规油气资源。受石油危机的影响,全球寻找替代能源的脚步不断加快。继美国凭借页岩气革命逆转其天然气长期依赖进口的局面之后,多个国家包括中国越来越重视油页岩这一清洁型的接替能源。本文对油页岩勘探开发现状及进展进行了详细阐述：1油页岩是一种高灰分、有机质含量丰富的未成熟烃源岩,沉积环境有陆相、湖相以及海相三种,其矿床类型可分为近海型和内陆湖泊型;2油页岩在世界范围内储量丰富,美国是油页岩储量最多的国家,中国的油页岩资源也十分丰富,但可采储量明显低于探明储量;3在测井响应方面,油页岩具有低密度、高电阻率、高声波时差及高自然伽玛的特点,主要识别方法有log R重叠法、电阻率法、密度测井法等;4油页岩地震识别方法主要包括甜点属性预测法以及基于岩石物理模型的正反演有机质含量预测法;5油页岩主要对含油率进行评价,可使用的方法包括干馏法、测井评价法和岩石热解法;6页岩油开采是油页岩勘探开发的难点,主要技术包括干馏、原位开采和热转换加工技术等。研究结果对了解油页岩的特征、发展动态、关键技术以及进一步推动油页岩勘探开发具有一定的借鉴作用。     

Illuminating and optimising a three‐dimensional model of an oil shale seam and its volume distribution using the transient electromagnetic induction method,central part of Jordan

The oil shale exploration program in Jordan is undertaking great activity in the domain of applied geophysical methods to evaluate bitumen‐bearing rock. In the study area, the bituminous marl or oil shale exhibits a rock type dominated by lithofacies layers composed of chalky limestone, marls, clayey marls, and phosphatic marls. The study aims to present enhancements for oil shale seam detection using progressive interpretation from a one‐dimensional inversion to a three‐dimensional modelling and inversion of ground‐based transient electromagnetic data at an area of stressed geological layers. The geophysical survey combined 58 transient electromagnetic sites to produce geoelectrical structures at different depth slices, and cross sections were used to characterise the horizon of the most likely sites for mining oil shale. The results show valuable information on the thickness of the oil shale seam at 3.7 Ωm, which is correlated to the geoelectrical layer between 2‐ and 4 ms transient time delays, and at depths ranging between 85 and 105 m. The 300 m penetrated depth of the transient electromagnetic soundings allows the resolution of the main geological units at narrow resistivity contrast and the distinction of the main geological structures that constrain the detection of the oil shale seam. This geoelectrical layer at different depth slices illustrates a localised oil shale setting and can be spatially correlated with an area bounded by fold and fault systems. Also, three‐dimensional modelling and inversion for synthetic and experimental data are introduced at the faulted area. The results show the limitations of oil shale imaging at a depth exceeding 130 m, which depends on the near‐surface resistivity layer, the low resistivity contrast of the main lithological units, and the degree of geological detail achieved at a suitable model's misfit value.     

井间电磁法综述

地面电磁法在实际工作中在很大程度上受到了探测深度和分辨率的限制.为了克服这些缺点,出现了井间电磁法.井间电磁法指的是在两个(或多个)钻孔中分别发射或接收电磁波信号,利用电磁波信号进行成像并探测井间物理性质的地球物理方法.由于发射机和接收机可以分别放置在很深钻孔中,其具有大透距、大探测深度的特点,因而广泛应用于工程环境物探、矿产勘查、石油勘探等中.针对不同的应用,产生了各具特点的一些特殊方法,包括井间无线电波成像、跨孔雷达、井间电磁成像.井间无线电波成像仪目前只测量电场强度数据,工作频率低,一般是单频的电磁波,频率范围通常在1 kHz至10 MHz.由于缺少走时数据修正射线路径,井间无线电波成像主要是进行基于直射线追踪的衰减层析成像.井间无线电波成像既可用于工程与环境地球物理也可用于找矿.跨孔雷达是钻孔雷达的一种探测方式,用高频电磁脉冲探测两个井孔间介电常数和电导率的变化.跨孔雷达层析成像也叫地质雷达CT,既可进行走时成像,还可进行衰减成像.一般来说,地质雷达CT的电磁波工作频率较高,中心频率通常在10 MHz和1 GHz之间,因此在分辨率指标上占有优势,跨孔雷达主要用于工程与环境地球物理.井间电磁成像采用更低的频率,测量复电磁信号,适合油气储集层监测,是一种地球物理前沿技术.经过在多个试验区初步试验表明,井间电磁成像是油藏研究的有效手段,可用于分析剩余油分布,寻找油气富集区,进而达到提高钻探高效井成功率和提高采收率的目的.本文详细介绍对比了这三种方法在理论和实践中的一些特点,并对未来的发展进行了展望.     

Magnetic investigation and 2½ D gravity profile modelling across the Beattie magnetic anomaly in the southeastern Karoo Basin,South Africa

The southeastern Karoo Basin is considered to be one of the most prospective areas for shale gas exploration in South Africa. An interesting magnetic anomaly, the Beattie magnetic anomaly (BMA), and geologic intrusions are seen on the magnetic map. To date, the source of the BMA and interconnectivity of the igneous intrusions are not well understood. In this study, we investigate the interconnectivity of the igneous intrusions and possible location of the source of the BMA using gravity and magnetic methods. The gravity model results showed that igneous intrusions are interconnected at depth, which probably pose threat by increasing the risk of fracking the Karoo for shale gas exploration. The magnetic results revealed that the BMA becomes stronger with depth. The average depths to the top of the shallow and deep magnetic sources were estimated to be approximately 0.6 and 15 km, respectively.