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.     

广域电磁法在湘西北海相页岩气勘探中的应用

广域电磁法在南方山地有着探测深度大、效率高等优势,在油气资源勘探中有着重要的作用.广域电磁法可以在过渡带进行测量,以较小的收发距探测较大的深度,提高了精度和野外效率.湘西北海相页岩气探测揭示了该区碳质页岩的含碳量较高,相对上、下地层显示为低阻的特征.对测区六条测线进行了数据处理,形成的视电阻率断面图与地震剖面对比显示广域电磁法的探测效果明显.     

地震约束下时频电磁法识别富有机质页岩层系研究

湘西北试验区属于典型南方碳酸盐岩山区,富有机质页岩与围岩电性差异及流体极化效应明显,有利于应用大功率时频电磁法勘探.通过采集并测定试验区页岩和其他岩石标本,分析富有机质页岩的物性特征,研究富有机质页岩电磁特性和极化机理,总结了时频电磁法针对富有机质页岩层系的资料处理和异常提取方法.试验区在时频电磁法采集测线上又覆盖了二维地震工作,在地震约束下时频电磁法反演能更好地描述试验区页岩层系展布特征,预测TOC高值异常区.通过反演结果进行分析,结合前期富有机质页岩物性特征研究,时频电磁法具有圈定富有机质页岩层系的能力.     

基于富有机质页岩复电阻率的几种导电模型的探讨

利用SI-1260阻抗分析仪在室温常压下对南方页岩气探区中某井多块富总有机碳(TOC)含量的饱和页岩岩芯进行多次复电阻率扫频测量,最终选择一组数据分别使用单Cole-Cole、双ColeCole、Cole-Cole乘Brown以及Dias模型对其复电阻率幅值以及相位进行频谱参数联合反演。反演结果表明双Cole-Cole和Cole-Cole乘Brown模型相对于其他模型具有较小拟合误差,能够很好地描述页岩岩芯的复电阻率以及相位曲线,且能从反演结果中较准确地得到各频谱参数。测试与分析结果表明高TOC的页岩岩样的宽频复电阻率参数表现为低频时的高极化率异常,总结出高TOC页岩储层具有低电阻率、高极化率的异常特征。其对使用时频电磁勘探技术和频谱激电法寻找富总有机碳含量的优质页岩储层以及页岩储层复电阻率测井方法的实现都具有重要的指导与借鉴意义。     

地震作用下横断层地质金属成矿带电法找矿成果研究

深部矿产资源勘探是未来勘探的必然趋势.地震作用下的横断层地质构造对金属矿、 能源矿等矿产资源的分布具有重要影响,拥有较大的找矿潜力.对于地震作用下横断层地质等条件复杂的场合,采用高密度电阻率法、 激发极化法和可控源音频大地电磁法等单一电法勘探可能存在找矿效果不佳的问题,有必要研究更为有效的找矿技术方法.首先阐述了激发极化法、CSAMT法等电法勘探的基本内容和各自优缺点;然后,在分析地震作用下横断层地质特征的基础上,研究并提出了基于激发极化法和CSAMT的综合找矿法.基于激发极化法和CSAMT的综合找矿法能有效反映地下地电差异,在大深度范围有效反应地电断面电阻、 极化率参数,互相校正验证;结合已有地质物探资料,推断地下异常,提高横断层的金属矿产勘探效率和效果.将本文的研究成果应用于某横断层地质区域的金属矿勘探实践,取得了良好的勘探效果.实践表明本文所提方法有效、 可行.     

激发极化法在西刚果造山带尼阿里裂谷盆地铜多金属矿勘查中的应用

金属矿床通常品位较低,极少产生电阻率异常,但部分金属矿,尤其是金属硫化物矿床,会产生明显的极化率异常。利用已有露头和岩芯样本,对西刚果造山带尼阿里裂谷盆地铜多金属矿围岩、铜矿化岩石等进行极化率和电阻率测定,分析认为研究区铜矿石具有中阻高极化特征。利用在西刚果造山带尼阿里裂谷盆地进行的激化极化法中梯装置扫面工作,获得视极化率和视电阻率平面图,结合当地地质和钻探资料,对铜矿床成矿远景区进行推断解释。钻探结果显示,在Mankala区块T₅异常70—90 m深度发现了延伸长度400 m、宽度100 m的原生辉铜矿床,铜品位为3%—6%。     

页岩压裂过程的连续时域电磁法动态监测试验（英文）

页岩气开发水压过程中监测裂缝的空间展布对页岩气稳产高产并指导压裂至关重要。常规的时移地震、井间地震及微震监测不但成本高,监测效果显示周期长,且不能直观展示压裂液的平面和空间形态的动态变化。本试验研究首先对压裂液及压裂液充填的岩样进行了电性测试与分析,发现其具有极低阻与高极化特征,表明可控源电磁法进行页岩压裂过程的动态监测有着良好的电性基础。其次,基于试验区井震资料建立的地电模型,通过改变储层电性进行正演模拟,研究了电场分量的变化规律,提出了瞬变电磁法动态监测的归一化残差电阻率成像方法。最后,以时移电磁长偏移距瞬变电磁阵列法为手段,在我国南方涪陵页岩开发区水平压裂井上进行了连续时域电磁法动态监测试验。通过参研单位高度协同,采取了大功率与数百道阵列观测方式,获取了埋深在2800米处三个压裂段上方地面224个物理点近9个小时的电场时间序列数据。处理结果表明,该方法能有效观测到压裂液引起的电场信号变化。通过残差处理与电阻率成像,获取了储层改造过程的动态图像,结合地震、测井与水平井位的标定,解释了压裂液平面和空间展布,其结果对页岩气有效压裂与安全开采有重要指导意义,展示出连续时域电磁法在页岩气开发的压裂监测中有着广阔的应用前景。     

羌塘盆地双湖地区侏罗系岩石物性特征

双湖地区是羌塘盆地最具油气资源潜力的地区之一,然而目前对于该区域侏罗系岩石物性参数特征的研究相对缺乏.本文系统采集了该地区侏罗系岩石物性样品,开展了自然伽马能谱、电阻率、极化率和磁化率等分析,总结了各地层物性参数特征,并根据其统计结果建立了侏罗纪地层物性综合柱状图,为下一步非震地球物理石油勘探提供了基础资料.结果表明,研究区侏罗纪地层碎屑岩层具有高放射性、磁化率及极化率与低电阻率的特征,而碳酸盐岩层具有高电阻率和低放射性、磁化率及极化率的特征.侏罗系各地层的物性参数存在明显差异,自下而上存在3个密度界面,分别是下侏罗统曲色组与中侏罗统色哇组之间、中侏罗统色哇组与莎巧木组之间以及中侏罗统布曲组与夏里组之间.其中,电阻率总体表现出"下低、上高",而极化率和自然伽马能谱数值总体呈现"下高、上低"的特征,从地层磁性方面来看,中侏罗统布曲组与上侏罗统索瓦组地层一般呈弱磁或无磁性,而下侏罗统曲色组、中侏罗统色哇组、莎巧木组和夏里组地层磁性较高.此外,下侏罗统曲色组与中侏罗统色哇组呈低阻、低密度的特征,具备开展大地电磁测深和重力测量勘探的物性前提条件;中侏罗统布曲组呈低放射性、低极化率、低磁化率和高电阻率的特征,具备开展重、磁异常和放射性勘探的物性条件.     

页岩气地球物理测井评价综述

页岩气是指生成、储集和封盖均发生于页岩体系中,或游离于基质孔隙和天然裂缝中,或吸附于有机质和粘土矿物表面,或溶解于沥青和水中,在一定地质条件下聚集成藏并具有商业价值的生物成因和/或热解成因的天然气.在页岩气勘探开发中,地球物理测井是识别、评价页岩气储层并为后期完井提供指导参数的重要手段.页岩气属于极低孔极低渗的范畴,且具有很强的非均质性和各向异性,常规油气藏测井解释评价方法已不再适用,必须建立新的页岩气测井解释评价体系才能够对页岩气藏做出准确评价.评价页岩气藏的潜力涉及对多种因素正反面影响的权衡,包括页岩矿物组分和结构、粘土含量及类型、干酪根类型及成熟度、流体饱和度、吸附气和游离气存储机制、埋藏深度、温度和孔隙压力等.其中,孔隙度、总有机碳含量和含气量等对于确定页岩储层是否具有进一步开发价值非常重要.本文针对国外尤其是美国近期页岩气勘探开发的现状进行了广泛的文献调研,综述当前国外页岩气地球物理测井技术的发展现状,针对勘探开发的不同阶段介绍常用的含气页岩的测井系列,然后总结页岩气测井响应特征,并详细论述了页岩气储层评价方法及储层评价的重要参数,包括有机碳含量、岩石矿物组分及含量、孔隙度、含气量及岩石力学参数,最后提出我国页岩气地球物理测井研究存在的问题和发展趋势.     

高热演化页岩总有机碳地球物理预测方法研究进展

我国南方高热演化页岩是页岩气增储上产的主力军,其有利区优选是页岩气勘探开发的首要环节.有机碳含量(TOC)是评价页岩生烃潜力最为关键的指标,可以直接影响有利区决策.为探究不同地球物理方法在高热演化页岩(R_o>2.0%)TOC预测中的适用性,通过文献调研系统地归纳了总有机碳含量(TOC)地球物理预测方法原理与技术流程,结合高热演化页岩地质特征与相关钻井实例应用分析,对比不同方法预测精度并分析适用性.研究表明：高热演化页岩以生干气为主且其层间缝与粒间孔占比少,其电阻率与声波时差更低,ΔlogR法不适用其TOC预测.体积密度测井法预测精度较低,地震多属性反演法精度也不高,且操作复杂、多解性很强.实验-测井-地震联合反演方法预测效果相对较好,是获取三维TOC数据体的最可靠的方法.测井、地震资料不足时,自然伽马测井法可以实现TOC粗估;资料丰富时应当优先选取计算精度最高的机器学习法,其次为多元线性回归法.各方法由经验判断向数理统计判断、由地质驱动向数据驱动、由单因素模型向多因素模型发展,未来可进一步建立高演化页岩TOC数据库实现高效准确的TOC智能预测.     

页岩气储层地球物理测井评价研究现状

页岩气是以吸附或游离态为主赋存于暗色富有机质、极低渗透率的泥页岩中,自生自储、连续聚集的天然气藏.我国页岩气富集地质条件优越,具有良好资源前景及开发潜力.页岩气勘探开发的"甜点"是富有机质页岩优质储层的发育段和有利区,页岩气储层评价是寻找"甜点"的关键.地球物理测井技术贯穿于页岩气的勘探开发,是识别和评价页岩气储层的重要手段之一.我国的页岩气勘探开发及储层评价正处于起步探索阶段,为了有效利用地球物理测井技术进行页岩气储层评价,在调研国内外大量文献的基础上,结合已有的地质、测井资料,首先介绍了页岩气勘探开发中不同钻井类型所采用的测井系列,对比和分析了页岩气储层测井响应特征.其次从矿物组分、地球化学参数、物性参数、含气性和可压裂性评价等方面全面深入论述了页岩气储层测井评价方法及评价参数的计算,认为矿物组分、地球化学参数、物性参数、含气性和可压裂性是页岩气储层测井评价的重点,并结合实际资料改进了TOC和脆性指数计算公式.最后提出了我国页岩气储层测井评价中存在的主要问题、发展趋势及一些认识和建议.     

电场差分法理论研究

对均匀大地和二层大地的频率域电场差分法理论曲线进行的计算和研究表明,电场差分法是一种以目标地质体和围岩在电阻率和极化率方面的差异为基础,根据测量到的能明显反映激电响应与电磁耦合响应的比值随频率变化的P参数曲线在性态上的差异来圈划油气藏的一种电法勘探方法. 因为它圈划油气藏的物理基础是油气藏上方与围岩上方测量到的电磁耦合响应和激电响应的差异,所以在圈划油气藏方面,该方法与复电阻率法类似,同样具有找油气的优良性能. 此外,该方法与复电阻率法相比,具有对目标地质体和围岩的电阻率和极化率差异反映灵敏、效率高、成本低等优点,所以它是一种值得推广的找油气的电法勘探方法.     

复电阻率法在冷水坑矿集区的应用效果

复电阻率法(Complex Resistivity method,简称CR法)目前在深部找矿探测中应用颇广,主要研究地下地质目标体在近区电磁耦合效应及电极化效应中引起的谱参数异常.本文主要介绍了复电阻率法的基本理论以及野外数据采集参数设置方法,以江西省贵溪市银铅锌矿田勘探为例,通过Cole-Cole数学模型对四条测线实测数据在频率域进行谱参数分解,然后选取视电阻率、视频散率两个谱参数进行数据处理,视频散率选取1 Hz和0.0625 Hz两个频点实测振幅进行计算.进而绘制了视电阻率与视频散率二维拟断面以及二维反演断面,并结合矿集区地质、物性等资料,说明此方法在划分矿集区地下地质构造特别是F2断裂的识别情况上有较好的应用效果,并为后续研究工作提供有效依据.     

有限元-无限元耦合法在复杂金属矿体电阻率/极化率正演模拟中的应用——以庐枞盆地泥河铁矿床为例

金属矿电法勘探由于受限于探测深度和复杂矿体形态的解释,在深部矿产资源勘探中难受重视.安徽庐江泥河铁矿床是长江中下游成矿带中最主要的矿床类型之一,矿区复杂的地质结构和矿体形态以及矿体的大深度赋存状态给地球物理勘探特别是电法勘探带来了很大的挑战.为了研究电阻率/极化率法在大深度复杂金属矿体探测中的应用效果,本文以泥河铁矿某勘探剖面为例,在实际矿区的地质模型基础上通过简化建立了相应的地球物理模型,采用偶极-偶极装置及二极装置,对矿区进行直流电阻率/极化率数值模拟.提出采用有限元-无限元耦合法以解决传统有限元法截断边界所引起的问题.理论和计算结果表明:有限元-无限元耦合法相比传统有限元法,能显著提高计算的效率和精度.偶极-偶极装置的视电阻率断面图较二极装置能更好的区分不同地层及磁铁矿异常,而根据铁矿高极化特性,探测深度相对较大的二极装置的视极化率断面图能够更好的反映出异常体位置及范围.     

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,解析区内地下500 m深的地层、地质构造和裂隙溶洞水的赋存规律,勘探结果可靠,展示综合物探对碳酸盐岩岩溶地层的研究能力,推进西南岩溶缺水区物探找水技术的发展,使基础地质调查广泛应用于涪陵页岩气勘查开发及远景规划,社会效益显著。      

重磁电综合物探技术在南方页岩气地质调查中的应用研究——以桂中坳陷鹿寨地区为例

广西一直以来面临着"缺煤、少油、无气"的窘境.本次研究工作是在"南方地区页岩气基础地质调查"的工作基础之上,通过对广西桂中坳陷鹿寨地区开展高精度重力、磁法以及大地电磁法综合物探剖面测量,结合地质、物性和钻探等成果资料,对获取的重、磁、电资料进行联合正反演综合研究,定性-定量解释推断了该地区富有机质泥页岩主要有利目标层系——下石炭统鹿寨组泥页岩层的分布、埋深和厚度等特征;并进一步了解了该地区的断裂构造展布特征,最终对该地区页岩气勘探的有利目标区带进行了圈定预测,为该地区下一步的页岩气基础地质调查工作提供了重要的物探依据.同时,也证实了该套物探技术方法组合能够在南方地区页岩气地质勘探工作中取得较为理想的勘探效果,值得推广应用.     

页岩气储层地球物理测井研究进展

页岩气是储存在页岩中以游离态和吸附态存在的天然气,是一种非常规油气资源.地球物理测井技术具有方法多、纵向分辨率高、信息量大、连续、方便、灵敏等优势,能够获得沿井眼剖面的岩石物理参数,是常规油气资源和非常规油气储层评价的重要手段.文章综述了页岩气储层的地质特点,总结了国内外页岩气测井系列和页岩气的测井响应特征.针对测井信息的处理,给出了基于测井有机碳含量(TOC)计算和成熟度指数(MI)的研究进展,讨论了页岩岩性识别、矿物计算和裂缝的评价方法,并对美国页岩气测井评价实例做了介绍.最后,指出目前页岩气测井技术存在的问题和未来的突破方向和思路,对指导页岩气勘探和经济评价具有重要指导意义.     

类中梯装置三维大功率激电成像技术研究（英文）

类中梯装置三维激电成像技术兼顾了激电测深与激电剖面二者的特点,能快捷高效的获得测区三维电阻率及极化率信息,空间分辨率高,探测深度大。本文从类中梯装置的数据采集方式入手,阐述了采用类中梯装置进行三维激电成像的工作方式.建立了一个三维地电模型,采用类中梯装置进行三维正演模拟,并进行反演及成像。数值模拟结果表明,采用类中梯装置进行三维激电成像能较好地刻画实际地电模型的特点。以甘肃省某多金属矿为例,利用阵列式电磁法综合测量系统,进行了三维大功率激电成像技术的应用研究。实际应用结果表明,采用三维激电成像技术,可以多角度、多细节显示测区地下介质电阻率、极化率的分布情况,明确电性突变界面的延展状态,快速圈定成矿有利区。该研究对多金属矿产勘探等领域具有一定的指导性意义。     

水下激发极化测深异常特征研究

利用有限单元法对水下激发极化测深进行数值模拟以研究其异常特征和适用条件.水下的电阻率测深和激电测深均可对水底地质体进行近距离探测，提高探测分辨率.而水底地形对视电阻率测深的影响很大.水底极化体有限元正演模拟的结果表明，水底地形对激发极化测深结果没有影响.采用水下激发极化法进行地质体探测是可行、有效的.通过计算不同水体和水底岩石电阻率对视极化率幅值的影响发现，水体电阻率是影响水下极化率测深的主要因素.由于海水的电阻率过低，观测视极化率异常微弱而不适合开展水下激电工作.     

页岩气藏评价中的岩石物理方法

岩石物理在页岩气勘探开发中非常重要,而文献中至今缺少足够的重视.本文分别从页岩气藏的地质特征、评价参数、岩心分析工作流程及测井工作流程等4个方面探讨页岩气储层的固有特征及岩石物理所起的关键作用.从生烃潜力、储存性能、流动特性和力学性质讨论相关评价参数的岩石物理方法,重点讨论吸附气含量的计算、力学性质及基质渗透率的测量.在页岩气储层测井评价方面,重点探讨有机质含量的测井评价方法、页岩气层孔隙度的评价方法、随钻测井用于水平井的地质导向、及测井评价在制定压裂方案中的应用.