跨孔电磁层析技术对桥墩溶岩洞的探测

肇庆大桥位于西江流域，是连接肇庆和珠江三角洲地区的主要干线上的大桥。5个主桥墩位于溶洞和断层破碎带上，以往常用的单桩单孔的方法只能查有10cm直径垂直下方的溶洞分布情况，这种常规的方法难于查明整个桥墩位下方的溶洞分布情况，而且一孔之见难于达到技术要求。近年来发展起来的CT成像技术，正好可以弥补这方面的不足。本次电磁波CT探测法在肇庆大桥5个主桥墩的溶洞探测结果说明，这种方法是可行的，溶洞探测结果还经过最后的钻桩验证。     

电磁波CT技术在溶洞勘察中的应用效果分析

溶洞、裂隙发育是桩基工程施工中的主要安全隐患之一,因此,溶洞勘察在工程中显得尤为重要。传统的溶洞勘察方法以电阻率法为主,但是受限于该法的勘探深度,同时其勘探结果也不能确定溶洞的边界,钻探也只是在极小的范围确定岩层的溶蚀状况。电磁波层析成像(简称电磁波CT)是一种发展中的地球物理勘探技术,它以电磁波在不同介质中传播特性不同作为勘探理论基础。本文以电磁波CT技术在某特大桥桥基岩溶勘察的结果,结合井中录像以及钻孔资料来证明该技术在溶洞勘察方面具有显著的效果。     

综合物探方法在南宁地铁溶洞探测中的应用

随着城市化进程的加速,城市轨道交通得以快速发展.地铁成为未来城市主要交通建设方向之一.溶洞的地质特征又是地铁施工中的难点.本次研究区位于南宁市境内,地铁线路将穿越邕江堆积、河谷阶地区、溶蚀残丘谷地区和侵蚀、剥蚀丘陵区.经初步勘察发现研究区有多处溶洞且该段地处市中心,车流量较大、地下管线较复杂,以商业和居住为主.为了查明研究区溶洞发育情况,结合当地地质构造条件且考虑到地球物理存在多解性的特点.采用高密度电法与地质雷达相结合对研究区内的溶洞进行探测,其中地质雷达用来填补高密度电法勘探效果不理想的区域(例如沥青或混凝土路面).两种方法相互结合达到研究区全面覆盖的目的.进而对研究区的溶洞性质和溶洞空间发育形态进行确定,再通过钻孔对比验证取得了良好效果.物探方法共推断9处溶洞的研究结果表明地质雷达可以较好的填补高密度电法勘探效果不理想的区域.使这种综合物探方法针对溶洞探测获得了较好的效果.最终为工程设计及施工提供了可靠的依据.     

电磁波CT探测技术在岩溶勘探中的应用

以炎陵至汝城高速公路曾家大桥4#、5#桥墩为例探讨了跨孔电磁波CT技术在岩溶地质异常探测种的应用情况。分析了电磁波CT探测技术工作原理、野外数据采集要点、数据分析处理流程,并对数据处理关键步骤进行了总结;通过对各探测剖面进行认真分析,编译出合理的剖面解释图并进行了正确解释,效果良好;获得了探测区内的岩土层对电磁波的吸收系数的准确认识,为电磁波CT探测提供了一种好的剖面分析和解释思路。     

井间电磁波CT技术在长江大堤岩溶探测中的应用

地下井间电磁波法层析技术（CT）是一门新技术,它将医学CT的原理成功地运用于地学中,依照电磁波在地下有耗介质中传播规律及一定的物理和数学关系,反演透视剖面上的物理参数的分布,最后以图像的形式表现出来。长江大堤武汉段附近的碳酸盐岩地区,由于地势较低和长江水位动态变化,使地下水长期作用于灰岩裂隙,往往使岩溶或破碎带更加发育,形成地下溶洞,给长江大堤和附近的工农业生产、居民生活带来极大的隐患和危险。通过井间电磁波法层析技术共90个电磁波CT剖面测试,发现有28个CT剖面出现异常。此次的探测,为长江大堤周边安全的防治提供可靠精确的地下地质资料。     

地质雷达探测岩溶洞穴物理模拟研究

岩溶分布十分广泛,地下岩溶洞穴严重威胁着工程建设和人民的生命安全.了解岩溶地区的地质构造和岩溶发育规律,准确勘查地下岩溶洞穴,为各部门的工程设计与施工处理提供可靠的依据显得十分重要.地质雷达是采用高频电磁波、宽频带短脉冲和高速采样技术的一种新型的物探方法.由于该方法具有工作效率高、分辨率高和异常图象直观等突出优点,因此,该方法广泛应用于工程勘察中.多年来,在中国的铁路、公路、电站和机场等工程建设中,我们应用地质雷达方法作了大量的试验研究和生产工作,采集到了一些具有代表性的地下溶洞、溶缝和岩溶破碎的雷达图象,也积累了地质雷达探测地下岩溶洞穴的一些重要经验.本文从地质雷达探测地下岩溶洞穴的基本原理出发,从理论上对溶洞、溶缝和破碎带等的雷达图象进行模拟计算,提出了常见的地下岩溶异常的基本雷达图象特征,再结合典型的地质雷达图象实例,阐述了地下溶洞的埋深、规模、空间分布形态等判识方法.     

电磁波CT技术在探测堤坝工程中的应用

应用电磁波CT探测技术对流溪何竹料段大堤和丰顺县虎局水库大坝渗水通道进行了探测研究，由于电磁波的吸收系数和地层结构有密切关系，因此，电磁波CT是通过能量的变化观测反演吸收系数的分布，进而推测地下构造的分布，利用电磁波的吸收系数为层析物理量，在钻孔中进行透射观测，以优于0.5m的分辨率清楚地揭示了测区内渗水层位的分布情况。     

利用钻孔雷达探测地下含水裂缝

钻孔雷达是地质雷达的一种特殊模式.和通常的地质雷达比起来,它有好几个显著的特点.比如,利用钻孔接近地下的某个区域,天线可以相对接近所要测量的地质异常体或目标,从而导致在较深的范围对目标的精确测量.实验场地位于北京西部的一个石灰岩的小山上.该处有一组钻孔,并被大量的裂缝所切割.在这些钻孔中,我们进行了单孔反射测量和跨孔测量.测量的数据经过处理和解释表明,在该场地雷达的径向探测范围可达30米,地下裂缝的分布可以形成清晰的图像.我们可以看到很多裂缝,它们距钻孔的距离及倾角都可以确定下来.在有些情况下,确定裂缝分布的方位是可能的.     

利用电磁波CT技术进行岩溶区透视成像

利用井间电磁波CT技术可以对地下岩溶、破碎带等问题进行精细探查。本文通过构建岩溶区域模型,利用数值模拟手段对岩溶区进行电磁波CT透视模拟,讨论电磁波在岩溶发育区的衰减及响应特征。结合杭州某地实施孔间电磁波透视成像,对岩溶发育区进行解释,并与钻孔实际揭露地质资料相对比,结果表明电磁波CT对探测岩溶发育区效果良好。      

电磁波井间CT成象技术及其在岩土工程中的应用

简要叙述了电磁波ＣＴ成象技术的基本原理、工作方法及其在岩土工程中诸如机场跑道、隧道工程和高层建筑地基评价中的应用。通过井下激发和观测电磁波能量的衰减，利用ＣＴ技术重建了地下介质在观测平面内相对吸收系数的二维分布图象，这些图象直观准确地反映出地下介质的构造形态、地层界面、风化壳以及破碎带的分布特征，在岩土工程探测中发挥了重要作用。     

Hydrogeochemical features of karst development under current conditions

Karst is regarded as a geological and physicochemical process of interaction between the natural water and soluble rock. Its development is possible only under non-equilibrium conditions in the “groundwater–congruently soluble rock” system. It is shown that intense karst development, leading to the formation of underground cavities and passages, is possible in the presence of advective transport of dissolved substance, which can redistribute its considerable amounts in a relatively short time. The specific features of karst development are considered in the case of its manifestation in carbonate, sulfate, and chloride rocks.     

基于数字岩心的碳酸盐岩孔隙结构对弹性性质的影响研究(下篇):储层孔隙结构因子表征与反演

碳酸盐岩复杂的孔隙结构如何影响其弹性性质一直是地球物理研究的难点问题,在此基础上如何半定量甚至是定量地对碳酸盐岩储层预测,特别是如何有效地获取孔隙结构参数相关的地震属性体一直是油气工业界追求的目标,本研究从数字岩心角度入手,联合测井以及地震数据尝试探究这一问题的解决方案.首先针对代表不同孔隙结构类型的有限数目的碳酸盐岩...     

Preliminary study on weathering and pedogenesis of carbonate rock

South China is the largest continuous distribution area of carbonate rock in the world. The origin of the soils over the bedrock carbonate rock has long been a controversial topic. Here further exploration is made by taking five soil profiles as examples, which are developed over the bedrock dolomitite and limestone and morphologically located in upland in karst terrain in the central, west and north Guizhou as well as west Hunan, and proved to be the weathering profiles of carbonate rock by the research results of acid-dissolved extraction experiment of bedrock, mineralogy and trace element geochemistry. Field, mineralogical and trace element geochemical characteristics of weathering and pedogenesis for carbonate rock are discussed in detail. It is pointed out that weathering and pedogenesis of carbonate rock are important pedogenetic mechanisms for soil resources in karst area, providing a basis for further researches on the origin of soils widely overlying bedrock carbonate rocks in South China. Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 498330003) and National Key Basic Research Project (Grant No. 95pre-39).     

基于数字岩心的碳酸盐岩孔隙结构对弹性性质的影响研究(上篇):图像处理与弹性模拟

碳酸盐岩复杂的孔隙结构如何影响其弹性性质一直是地球物理研究的难点问题,在此基础上如何半定量甚至是定量地对碳酸盐岩储层预测,特别是如何有效地获取孔隙结构参数相关的地震属性体一直是油气工业界追求的目标.本研究从数字岩心角度入手,联合测井以及地震数据尝试探究这一问题的解决方案,包括如下几个方面:(1)代表性碳酸盐岩储层样品获...     

地球物理方法在碳酸盐岩储层预测中的应用综

近年来,碳酸盐岩储层逐渐成为世界各国勘探的一个重点.本文结合碳酸盐岩的地球物理特征,简要介绍了目前在碳酸盐岩储层预测中应用的一些主要地球物理方法,探讨了各种方法的应用基础及限制条件,并分析了地球物理方法在碳酸盐岩储层预测方面的发展方向和趋势.     

碳酸盐岩孔隙结构参数构建与储层参数反演(英文)

碳酸盐岩储层孔隙结构相对碎屑岩更复杂,常用的岩石物理模型不能较好的描述其孔隙结构的变化规律,且岩石孔隙结构的差异较大程度上会影响岩石的弹性性质。本文首先利用岩石薄片分析了碳酸盐岩的微观孔隙结构。然后基于Gassmann方程和Eshelby-Walsh椭球包体裂缝理论,在合理的假设前提下给出了一种新的岩石物理建模方法,并且从中提取了一个参数来表征孔隙结构的变化规律。最后,基于全波列测井数据,我们利用该方法计算了单井的孔隙度,并与用常规方法预测的结果进行了比较,同时进行了地震储层参数反演。研究结果表明,孔隙结构对岩石的弹性性质的影响较大,且新的建模方法预测的孔隙度误差仅为0.74%。因此,该方法可有效的减小孔隙结构对计算各岩石弹性参数的影响并提高孔隙度的预测精度。     

Quantitative geophysical pore‐type characterization and its geological implication in carbonate reservoirs

This paper discusses and addresses two questions in carbonate reservoir characterization: how to characterize pore‐type distribution quantitatively from well observations and seismic data based on geologic understanding of the reservoir and what geological implications stand behind the pore‐type distribution in carbonate reservoirs. To answer these questions, three geophysical pore types (reference pores, stiff pores and cracks) are defined to represent the average elastic effective properties of complex pore structures. The variability of elastic properties in carbonates can be quantified using a rock physics scheme associated with different volume fractions of geophysical pore types. We also explore the likely geological processes in carbonates based on the proposed rock physics template. The pore‐type inversion result from well log data fits well with the pore geometry revealed by a FMI log and core information. Furthermore, the S‐wave prediction based on the pore‐type inversion result also shows better agreement than the Greensberg‐Castagna relationship, suggesting the potential of this rock physics scheme to characterize the porosity heterogeneity in carbonate reservoirs. We also apply an inversion technique to quantitatively map the geophysical pore‐type distribution from a 2D seismic data set in a carbonate reservoir offshore Brazil. The spatial distributions of the geophysical pore type contain clues about the geological history that overprinted these rocks. Therefore, we analyse how the likely geological processes redistribute pore space of the reservoir rock from the initial depositional porosity and in turn how they impact the reservoir quality.     

含洞穴地层随钻电阻率测井响应自适应hp有限元数值模拟(英文)

含洞穴的碳酸盐岩地层具有强烈的非均质性及储集空间预测难度大的特点,利用随钻电阻率测井方法对井眼环境含洞穴的储层进行准确识别和划分,是当前研究的一个焦点问题。本文使用一种新型的高效和高精度自适应有限元方法(hp—FEM)模拟和分析了含洞穴地层随钻电阻率测井仪器响应。本文所提的hp-FEM与传统h-FEM相比,其结果具有网格自适应的特点,并且计算能够以指数速率收敛于较高的精度。数值实例使用自适应有限元方法研究地层中洞穴的大小、洞穴距离井眼的远近和仪器发射频率改变对测井响应的影响,并提供了识别含洞穴地层的方法。研究结果可以为实际测井中遇到的各种地层洞穴的准确识别和定量评价提供理论依据。     

高分辨率预测地下复杂采空区的空间分布特征--高密度电法在山西阳泉某复杂采空区中的初步应用研究

据前人资料,目标勘查区的深部可能存在多期、多类型、多开采对象的古采硐,但难以通过地表调查和常规的技术方法准确搞清其规模、形态、埋深等重要参数.本文采用高密度电法,结合厘米级高精度GPS测量和浅部钻探技术,针对不同类型的洞窟,选用不同的电极距,在复杂采空区地表布设了17条测线,完成了1 140个测点,共圈出120个电性异常.结合测区地质情况和异常的特殊形态,预测了可能为古采硐或相对致密岩石的物探异常.经首批19个钻孔验证,确认15个异常属于发生明显掉钻或漏浆现象的古采硐（陷落坑？）,4个异常是较为致密的石灰岩.实践证明,采用高密度电法能够高精度预测地下复杂采空区的空间分布特征,值得进一步推广.