温度测井在东北冻土区天然气水合物勘查中的应用

冻土厚度是影响永冻区天然气水合物形成及分布的重要因素,准确地划分多年冻土层底板深度对东北冻土区天然气水合物资源勘查具有重要意义。文中利用温度测井曲线对冻土层的响应特征,建立了地温模型,并对研究区的8个天然气水合物勘查孔的实测温度曲线进行了研究,结果表明:(1)温度测井曲线在冻土层底板处存在明显的拐点,拐点以上曲线斜率小于拐点以下曲线斜率,可用于准确划分冻土层底板深度;(2)钻孔涌水或井液平衡时间太短,会影响温度测井的准确性;(3)日照时间长短影响冻土层发育深度。     

音频大地电磁测深在祁连山哈拉湖坳陷天然气水合物调查中的应用

祁连山哈拉湖坳陷与已发现天然气水合物的祁连山木里地区有相似的成藏条件,是高原冻土区水合物勘查的重点区域。为了调查祁连山哈拉湖坳陷的天然气水合物资源前景,查明冻土层厚度及断裂分布特征,利用音频大地电磁测深在哈拉湖地区进行了测量,从电性结构特征测区内划分了3个凹陷区、2个凸起区和26条断裂,分析了哈拉湖地区冻土层发育特征。结合测区内构造条件、冻土条件及顶空气甲烷异常区,指出哈拉湖南部和北部靠近断裂附近对天然气水合物成藏较有利。     

基于高密度电阻率法对季节性冻土的监测研究

通过建立正演冻土模型,验证了将高密度电阻率法应用于冻土监测的可行性。对高密度电阻率法装置进行特殊处理,将其应用于对季节性冻土的监测,并进行了七个月份的连续监测。结果表明:高密度电阻率法在季节性冻土监测中可行;通过对实测数据进行反演处理,得到电阻率反演剖面,可以看出表层土壤在季节变化中有明显的结冻、解冻行为;并可估算出冬季冻土深度范围。     

东北漠河盆地北部电性特征及其地质意义

为了配合东北冻土区天然气水合物资源勘查工作,在东北漠河盆地北部开展了音频大地电磁测深工作。文中通过对音频大地电磁测深的二维地电断面解释结果与平面电阻率特征的对比分析,进行了电性单元和断裂的划分,并对地质上漠河盆地滨海隆起区西北部"一隆一凹"的构造格局进行了完善,形成了"两隆两凹,隆凹相间"的地质构造格局,初步查明了区域断裂构造的空间分布特征,其中F2、F4、F8断裂是次一级构造格局形成的控制性断裂,并结合地层的物性参数、冻土层分布厚度对天然气水合物成藏的有利条件进行了分析,提出北红村以南,即电性单元(3)为天然气水合物成藏的有利地区。     

祁连山冻土区三露天天然气水合物矿藏勘查模型

祁连山三露天天然气水合物矿藏不同于海域,需要研究冻土区天然气水合物地质模型和勘查模型。根据天然气水合物地质、物化探和钻探成果,应用含油气系统理论建立了三露天天然气水合物矿藏的"五位一体"地质模型。在总结了近几年祁连山木里物化探勘查成果的基础上,建立了冻土区天然气水合物勘查模型。不同地球化学指标分别发育顶部异常、环状异常和负异常;冻土层音频大地电磁测深出现连续分布的高阻,探地雷达的特征是电磁波速度快、衰减慢,在冻土底界处有明显的反射信号;控矿断裂的地震标志主要是反射波同向轴发生错断、终止、扭曲、突变或分叉合并等,AMT的主要特点是电性不连续;天然气水合物矿层形成的反射波组呈现低速、高频、弱振幅的特征,测井响应特征为高电阻率、低声波时差、低自然伽马、低密度。     

直流电阻率法在黄河下游地区地下咸水分布研究中的应用

为研究黄河下游惠民地区地下咸水分布特征,在该区域开展了直流电阻率法测量工作。通过电阻率测井确定区内咸水层视电阻率数值分布范围和咸—淡水界面变化特征,以此约束电阻率测深数据的分析,提高对咸水层分布解释的准确率。结果表明：研究区地下咸水层顶界面埋深主要位于20～50 m区间,局部发育至浅地表;咸水层底界面推断埋深主要分布在160～300 m区间,近似NW走向逐渐变浅。经后期水样调查和钻探验证,推测的地下咸水分布特征与实际情况基本一致,表明直流电阻率法在地下咸水分布特征研究中具有较好的应用效果。     

羌塘盆地冻土结构特征及其对天然气水合物成藏的影响

羌塘盆地是青藏高原最大的含油气盆地,多年冻土广泛分布,具备良好的天然气水合物形成条件和找矿前景。基于羌塘盆地天然气水合物钻探试验井资料,从影响天然气水合物成藏角度提出了羌塘盆地3种主要的冻土结构类型,其中由冻融层、含冰沉积物冻土层、含冰基岩冻土层、非含冰基岩冻土层所组成的冻土结构最为常见。研究表明,冻土层结构对天然气水合物温压条件具有一定影响,当非含冰基岩冻土层存在时,其下伏的非冻土层的孔隙流体压力与上部冻土层的微孔和微裂隙特征紧密相关,有利于浅层烃类气体的封存和水合物的成藏。含冰冻土层冰地球化学特征指示冻土层形成的过程是大气降雪融化成水后未经蒸发作用直接渗入地下,受气候变冷影响,地层由浅往深逐渐冻结形成。同时,矿化度和阴、阳离子浓度的高低在一定程度上反映了不同深度沉积物的物化性质。含冰冻土层对于浅层烃类气体封盖作用的定量评价显示,随着含冰饱和度的增加,甲烷气体渗透率降低,当含冰饱和度达到80%时,冻土层能完全有效地限制甲烷气体运移。由于在气候变暖因素的驱动下,冻土层不仅能通过温压条件来控制天然气水合物矿藏存在的空间范围,而且还限制着来自部分水合物分解所产生的烃类气体向浅部运移。因而推测,在青藏高原冻土区可能存在一个由断裂体系相关联的深部烃类储层、中部天然气水合物储层和浅部天然气藏组成的油气系统。     

可控源音频大地电磁法在新疆某地面物探项目中的应用

骑马山上海紫园地面物探测量项目位于乌鲁木齐骑马山附近,为查明该项目区地质构造及岩层性质,运用可控源音频大地电磁法(CSAMT),在项目区指定剖面位置开展物探勘查。通过CSAMT方法探测地下2 000m以内电性分布特征,通过二维反演显示,CSAMT剖面反映电性特征明显,浅部地电变化频繁,深部电性层相对完整,通过电阻率梯度变化分别对浅部和深部进行了异常区域划分,通过多次采集,利用预处理软件可以进行圆滑曲线模拟,发现勘查区电磁干扰严重,对数据反演成图有较大影响,物探成果以定性参考为主,为地质工作勾画断层位置提供参考依据,不建议做定量解释使用。     

利用电法勘查浅层冲积含水层：土耳其实例

近地表地球物理勘查技术常用于解决各种地质、工程和环境问题。在本项研究中,通过开展电法测量勘查冲积含水层。研究区位于土耳其伊兹密尔市南部Cubukludag地堑的西南部区域。地球物理勘查方法包括电阻率成像和自然电位（SP）法。通过温纳-施兰贝尔（Wenner—Schlumberger）电极排列方式,沿研究区北部的8个剖面采集电阻率数据,并利用层析成像反演技术进行数据处理。利用梯度法沿16个剖面采集自然电位数据。通过对连续梯度值的求和,计算每个剖面的总自然电位值,随后绘制出总自然电位实测图。通过开展电阻率成像和自然电位勘查清楚地揭示研究区北部地下水饱和带,从而得出有关地下流体运动的有用信息。     

测井方法在青海木里煤田冻土研究中的应用

研究表明冻土的电阻率为非冻土的3倍,常规测井参数可用于冻土层的综合解释,而井温曲线的＂U＂字型与＂L＂字型不但可以划分不同性质的冻土层,而且能够准确的解释其冻土厚度。通过分析聚乎更、江仓、热水三个矿区的30个测温孔,发现其井田北部和南部区域,多年冻土层均有增厚的趋势,底界从北到南逐渐加深。对江仓矿区的长期观测及矿井开拓,验证了多年冻土层的总体变化范围与所获测井成果基本一致。根据对木里煤田冻土的研究,发现测井解释的多年冻土层厚度一般小于其真厚度,而季节性冻土层的解释厚度要大于其真实厚度。     

青海祁连山冻土区发现天然气水合物

祁连山冻土区位于青藏高原北缘,多年冻土面积约10×10~4km~2,具有良好的天然气水合物形成条件和找矿前景.2008～2009年间中国地质调查局在青海省天峻县木里煤田聚乎更矿区施工"祁连山冻土区天然气水合物科学钻探工程",迄今共完成钻探试验井4口,总进尺2059.13m,分别在DK-1、DK-2和DK-3钻井中钻获天然气水合物实物样品,取得了找矿工作的重大突破.天然气水合物产于冻土层之下,埋深133～396m.水合物呈白色、乳白色晶体,点火能燃烧,红外热像仪测温后呈明显的低温异常,放进水里强烈冒泡,水合物分解后能不断冒出气泡和水滴,并残留下特征的蜂窝状构造.激光拉曼光谱仪检测呈现特征的水合物光谱曲线,测井曲线也具有较明显的高电阻率和高波速标志.祁连山天然气水合物具有冻土层薄、埋深浅、气体组分复杂、以煤层气成因为主等明显特征,是一种新类型水合物.这是我国冻土区首次钻获的天然气水合物实物样品,也是全球首次在中低纬度高山冻土区发现天然气水合物实物样品,具有重要的科学意义和经济意义.     

哈拉湖冻土区地震波场特征与天然气水合物成矿潜力分析

南祁连盆地哈拉湖坳陷地处青藏高原东北缘,是我国高原冻土区水合物勘查的重点区域,通过地震勘查发现:浅层倒转叠加速度场揭示了测区冻土层比较发育,反射剖面结果和三瞬信息则揭示了哈拉湖坳陷为复合型盆地:加里东期结晶基底上发育的古生代—中生代盆地,经过印支期造山剥蚀后,在喜马拉雅运动作用下,进一步形成南深北浅的前陆盆地,并沉积了约300~1 200 m厚的新生代松散沉积物。测区受复杂构造运动的影响,地层破坏严重,且烃源岩品质较差,冻土形成时间晚,与导气断裂形成时间耦合性也差,区域性盖层缺乏,应用水合物成矿理论综合分析测区水合物成矿潜力较差。     

青海木里地区冻土层、断层分布特征与天然气水合物成藏条件分析

以往研究表明冻土层及断层是陆域冻土区天然气水合物重要成藏要素,为了研究木里天然气水合物地区的断层及冻土层分布情况和天然气水合物成藏条件,应用音频大地电磁测深对木里试验区进行了冻土层及断层构造调查。依据试验区电性结构划分出了5组断层和4个断层构造发育区,其中F_3断层发育规模最大。试验区冻土层发育不均匀,平面以岛状特征分布,平均厚度超过60 m,划分了3个冻土层发育区。分析了天然气水合物成藏与冻土层、断层构造之间的关系,结合冻土层及断层构造条件,试验区东部F_(3-3)至F_(3-5)及F_4断层附近为天然气水合物成藏有利区。     

不同地质背景下EH-4的应用效果

EH-4的应用效果受采集频段、地质及地球物理条件的影响。为了判断在地质物探工作中选择EH-4是否合理,分析了EH-4在连山关硬岩型铀矿勘查、二连盆地砂岩型铀矿勘查及新疆伊利盆地采空区工程勘查中的应用效果,认为在硬岩地区,EH-4的勘查深度普遍能达到1 000 m左右,且其对探测断裂和岩体接触带的走向和空间展布有较好的应用效果;在沉积盆地地区,EH-4受整体电阻率和地表电阻率的影响,其勘查深度少则二三百米,多则五六百米,变化较大,虽然勘查深度不大,但其对浅部地电性质的反映效果较好。     

页岩气、油页岩资源的电阻率法勘查

岩石标本法、测井法获得的电阻率数据表明,富含有机质的页岩层系具有相对较高甚至是最高的电阻率值。在何家坊油页岩矿区以及民和盆地页岩气可能发育区,分别利用高密度电阻率法和大地电磁测深法进行了探测试验,结果表明,富含有机质的页岩层系,不管在浅层（数百米以浅）、还是深部（埋深数公里）,均可为电阻率勘查方法有效地识别。电阻率勘查方法在页岩气、油页岩勘查中可以起到良好的作用。     

高密度电法在输电线路塔基基础附近多年冻土探测中的应用北大核心CSCD

多年冻土区输电线路塔基基础附近活动层厚度和地下冰变化与基础稳定性密切相关,塔基施工的热扰动和混凝土基础的热效应使得基础周围冻土易发生退化,不利于基础的稳定。高密度电法是冻土工程环境研究中常用的地球物理方法,其探测结果的可靠性和分辨能力受数据采集方式、目标体地电结构影响。为减小对输电线路塔基附近冻土特征识别的不确定性,通过建立基础周围多年冻土地电模型的正反演模拟,发现活动层处于融化状态时各种装置方式数据采集均能较好地反映活动层厚度的起伏,但由于冻融锋面附近显著的电阻率差异,难以识别多年冻土层内的地下冰空间分布特征。而活动层处于冻结状态时进行探测能显著提高对多年冻土层内的地下冰空间分布特征识别精度,其中偶极-偶极装置可较好地识别高、低含冰量区域的发育位置和形态特征。在青藏直流输电线路塔基基础附近冻土探测中证实了方法的有效性,探测结果揭示了施工过程和基础热效应导致的塔基基础附近的地下冰退化。以上研究表明,通过正反演模拟,根据具体探测目标选择合适的探测时机和数据采集方式,能显著提高高密度电法探测结果的有效性和精度。     

青海木里地区天然气水合物三维地震探测

首次在中国祁连山冻土区青海木里地区实施了针对天然气水合物的三维地震探测。根据工区内冻土层厚度、地层岩性、水合物储集空间类型和赋存深度等特 点,设计了三维地震数据采集方案,制定了地震数据处理流程,获得了良好的三维地震探测结果。结果表明,工区内天然气水合物赋存层段地震响应特征与国外冻土区的天然气水合物具有明 显差异;冻土层厚度、岩性、水合物储集空间类型等因素,对该区地震资料振幅、频率、速度等影响显著;水合物层段的地震资料存在低频、中等杂乱振幅等明显的特点,这些特征为该区天然气水合物探测和识别提供了依据。     

基于混合网格有限元的直流电阻率法三维正演研究

直流电阻率法因效率高、成本低等特点广泛应用于有色金属、煤田等矿产资源勘探和地质调查行业。但在井–地、地–井电阻率法勘探过程中,钻孔因素(井液电阻率和钻孔孔径)对不同探测模式下视电阻率响应的影响尚未明确,是否影响视电阻率资料的解释是值得探讨的一个问题。因此,提出采用混合网格有限元法实现直流电阻率三维正演。给出异常电位法满足的边值问题及有限元变分问题,应用三棱柱和四面体混合网格实现对计算区域的快速离散,并建立2种网格的线性插值基函数和单元系数矩阵;采用SSOR–PCG迭代算法求解异常电位满足的大型线性方程组,得到各观测点的响应。在保证计算精度的前提下,应用混合网格有效地离散钻孔地电模型,探讨钻孔因素对井–地、地–井观测方式视电阻率数据的影响特征。对于井–地观测方式:钻孔附近视电阻率受钻孔因素影响最大,严重影响视电阻率资料的合理解释,但随着测点收发距的增加,视电阻率响应逐渐趋于围岩电阻率;而且随着发射源深度的增加,钻孔对地表视电阻率响应的影响也逐渐减小。对于地–井观测方式:钻孔因素对浅部数据影响较大,对深部数据影响小,相比于井液电阻率,视电阻率响应更易受钻孔孔径的影响。直流电阻率法混合网格有限元三维正演算法的提出,对实际井–地、地–井电阻率法勘探具有理论指导意义,可结合钻孔信息进行正演模拟分析,选择合适的收发距,有效压制钻孔因素对实测资料的影响。      

青藏高原北麓河地区原状多年冻土导热系数的试验研究

取自青藏高原北麓河试验段的原状冻土, 利用 QL-30 热物性分析仪测定原状冻土的导热系数. 结果表明: 原状冻土和重塑土的导热系数变化规律存在着较大差别. 对于浅部冻土层, 气体体积含量和含冰量是影响原状冻土导热系数的控制因素; 而对于地下冰层, 冰是控制其导热系数的最重要因素, 气体体积含量的大小也对其导热系数有影响. 对于深部强 全风化泥岩, 气体体积含量控制着它的导热系数的大小.     

有效剔除高密度电阻率法中浅部不均匀体效应影响的研究

通过分析二维地电断面高密度电阻率法中不同测量装置下存在和没有浅部不均匀体时的拟断面数据,总结出浅部不均匀体效应的畸变规律和特征.描述了一种适用于高密度电阻率法三极测量装置的能有效剔除浅部不均匀体效应影响的数据处理方法技术.通过模型实例和实测数据检验了数据处理方法技术及开发的数据处理软件的有效性.