摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，中國(guó)各項(xiàng)工程數(shù)量迅速提升，礦產(chǎn)資源需求量不斷增加。人們加大力度開(kāi)發(fā)各種資源，這需要應(yīng)用很多高科技測(cè)量技術(shù)，其中地球物理測(cè)量技術(shù)是一項(xiàng)重要的應(yīng)用。這種技術(shù)利用物理學(xué)知識(shí)探索地球上各種物理場(chǎng)的分布，然后根據(jù)其各種物質(zhì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，找到存在的規(guī)律。本文基于對(duì)物理特性的理解，地球物理勘探技術(shù)根據(jù)如重力、航磁、直流探測(cè)和受控源音頻等方面的探測(cè)，對(duì)區(qū)域地?zé)岣采w等進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：綜合地球物理勘查；儲(chǔ)層；蓋層

中圖分類(lèi)號(hào)：P631 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2018）08-0134-03

Abstract：With the development and progress of economy，quantity of projects in China have been increased rapidly and the demand for mineral resources has been increasing. It needs to be applied to a lot of high-tech measurement technologies，in which geophysical measurement is an important application. This technique utilizes the knowledge of physics，and then explores the distribution of various physical fields on the earth，and then according to its various materials and structures to study，to find out the law of existence. Based on the understanding of the physical characteristics，geophysical exploration techniques are based on such aspects as gravity，aeromagnetic，DC detection，controlled source audio，and regional geothermal coverage.

Keywords：comprehensive geophysical exploration；reservoir；caprock

0 引 言

很多領(lǐng)域都涉及了地球物理勘察技術(shù)，并受到了很多工作人員的青睞，這種技術(shù)能夠切實(shí)地對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的分布情況進(jìn)行詳細(xì)顯示和調(diào)查，另外對(duì)地質(zhì)工程中存在的各種病害問(wèn)題也能夠進(jìn)行細(xì)致的檢測(cè)。因此，在如此快速發(fā)展的社會(huì)中，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用勘察技術(shù)可以為我國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)發(fā)展發(fā)揮更好的基礎(chǔ)性作用。在地質(zhì)勘查中，地球物理勘查技術(shù)主要應(yīng)用了重力、航磁、直流電測(cè)深、可控音源（可控源音頻）和大地電磁測(cè)深等技術(shù)。地質(zhì)勘查主要針對(duì)地?zé)岬乃w層、儲(chǔ)層、導(dǎo)水構(gòu)造等方面。本文結(jié)合地?zé)豳Y源勘查來(lái)研究地球物理勘查技術(shù)在地?zé)峥辈橹械膽?yīng)用。

1 綜合物探勘查技術(shù)的研究概況

地球物理勘探是一種使用地球物理學(xué)作為地球物理基礎(chǔ)的專(zhuān)業(yè)地質(zhì)學(xué)。對(duì)各種發(fā)生的物理場(chǎng)的變化和分布情況進(jìn)行觀察和測(cè)量，然后將地球中形成本體以及空間的各項(xiàng)物質(zhì)構(gòu)造以及是如何演化做出探索，將各種現(xiàn)象以及規(guī)律進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)周?chē)Y源的探索以及環(huán)境的監(jiān)測(cè)，這項(xiàng)技術(shù)可應(yīng)用于監(jiān)測(cè)災(zāi)害。

地球物理勘探方法的綜合探索地球物理勘探方法包括重力法、磁法、電法和地震等諸多方面。如果應(yīng)用涉及分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，能夠分為井中、地上、空中三種物探方法，最近幾年海上勘查也開(kāi)始啟動(dòng)和發(fā)展。以往綜合地球物探等手段像一只黑匣子，擁有許多方式，受人為影響的程度高。但是目前由于現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展迅猛，許多地質(zhì)勘察工作人員發(fā)現(xiàn)地球物理勘探是很有價(jià)值的。在美國(guó)、加拿大、和澳大利亞等西方發(fā)達(dá)國(guó)家，高科技地球物理技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用已成為地?zé)峥辈榈闹匾M成部分。

2 地球物理勘測(cè)技術(shù)

2.1 磁性測(cè)量

磁性測(cè)量技術(shù)是利用磁性?xún)x器研究大自然中礦石和巖石磁性的基礎(chǔ)。對(duì)現(xiàn)有磁場(chǎng)變化程度的分析和檢測(cè)也是針對(duì)資源勘探和地質(zhì)問(wèn)題的研究方法。目前，磁勘探技術(shù)的運(yùn)行方式相對(duì)簡(jiǎn)單，同時(shí)成本相對(duì)較低。該裝置體積小，攜帶方便，調(diào)查的結(jié)構(gòu)也比較準(zhǔn)確，特別是在有色金屬勘探方面有著非常廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)已應(yīng)用于地質(zhì)研究磁測(cè)?？梢栽诙虝r(shí)間內(nèi)調(diào)查航空中存在的磁性條件，并完成磁性掃描磁力的意外狀態(tài)，可以用來(lái)確保飛機(jī)的正常運(yùn)行。

2.2 電法勘查

在這個(gè)階段，電氣測(cè)量主要通過(guò)地面電力、直流電和航空方法進(jìn)行。其中直流電阻率法探測(cè)的結(jié)果非常準(zhǔn)確，一般在一些水文地質(zhì)勘察中有著更好的應(yīng)用效果，但是這種方式對(duì)地質(zhì)區(qū)域的地形有所要求，因此應(yīng)用前期階段需要工作人員對(duì)地形進(jìn)行探測(cè)；直流激發(fā)極化法在一些黃鐵礦或者是斑巖銅礦中應(yīng)用較多，同時(shí)對(duì)尋找水源等也有很大的幫助；瞬變電磁法（也稱(chēng)為T(mén)EM）不接收返回線路而被輸送到地下，以產(chǎn)生脈沖電磁場(chǎng)，然后由測(cè)量?jī)x器觀察。對(duì)電阻率進(jìn)行計(jì)算，這種勘察能夠?qū)⒎秶鷶U(kuò)展到五百米以上，具有便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。

2.3 地震勘探

地震勘探是檢查和觀察不同地層之間的密度和彈性波群，通過(guò)設(shè)備來(lái)檢測(cè)信號(hào)和無(wú)線電波的存在。地震受到人為手段的刺激，然后進(jìn)行地質(zhì)學(xué)研究。

此外，現(xiàn)有的煤炭資源和石油資源也可以進(jìn)行調(diào)查。從目前地質(zhì)勘探技術(shù)的應(yīng)用情況看，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了煤礦井下作業(yè)的更多應(yīng)用，并通過(guò)高分辨率成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)了三維地震模型的建構(gòu)。對(duì)圖像進(jìn)行了更多的三維渲染和處理，并對(duì)中文數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了儀器記錄和處理。

2.4 重力勘查

重力測(cè)量技術(shù)是一種常用的方法。顯示地質(zhì)和礦物勘探的研究和分析分為裂縫、水槽盆地、巖漿巖群，金屬相關(guān)花崗巖等基底地質(zhì)具有廣泛的應(yīng)用前景。

3 綜合地球物理勘探技術(shù)的某應(yīng)用實(shí)例

3.1 準(zhǔn)備工作的介紹

根據(jù)勘探區(qū)地質(zhì)資料分析，蓋層為二疊系含煤地層區(qū)，儲(chǔ)層為二疊系棲霞灰?guī)r區(qū)，導(dǎo)水構(gòu)造為斷裂帶。在這些場(chǎng)址建立后，為這個(gè)調(diào)查對(duì)象制定了相關(guān)勘探工作的策略。一是開(kāi)展地球物理勘探，找到符合要求的蓋層和儲(chǔ)層，蓋層必須有一定的厚度，儲(chǔ)層必須有一定深度，這樣有利于開(kāi)工。除了勘探儲(chǔ)層中的裂縫帶和巖溶外，我們還可以了解儲(chǔ)層的具體位置，整合蓋層，儲(chǔ)層和導(dǎo)水構(gòu)造，形成一定的模式，進(jìn)一步測(cè)量蓋層的厚度、儲(chǔ)層的底部和深度、導(dǎo)水結(jié)構(gòu)以及鉆井位置。

3.2 勘查區(qū)的物性勘查

在開(kāi)展地球物理勘探工作之前，首先要了解勘探區(qū)的物理特性，特別是巖層的物理特性。地層中巖石的物理特性不同，因此，了解巖石是地球物理勘探最重要的前提條件。在地質(zhì)構(gòu)造勘探資料中可以看出，不同時(shí)期之間地層的密度是不同的。就像碳酸鹽巖地層和碎屑巖一樣，碳酸鹽巖層的密度要高得多。

調(diào)查區(qū)域共包含6個(gè)密度層，分為5個(gè)密度界面。通過(guò)數(shù)據(jù)分析可知，五個(gè)密度界面分別與第四紀(jì)底界和印支基底（三疊紀(jì)青龍灰?guī)r頂部）侵蝕面有關(guān)，且二疊系含煤地層的密度與其他地層的密度是不同的。同時(shí)，該地區(qū)引力異常的主要原因是第二密度層和第四密度層的影響。如果界面是凸面的，重力會(huì)很高。中生代和新生代盆地地區(qū)是低重力異常區(qū)，如圖1所示。

測(cè)量勘探區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)可以了解勘探區(qū)域沒(méi)有磁場(chǎng)或弱磁場(chǎng)，并且對(duì)該區(qū)域敏感性的分析表明，該區(qū)域的敏感性低于100×10-64πSI。測(cè)量地層和巖石的電阻率表明，兩者之間的差異相對(duì)較大，較硬地方的電阻率越高，酸度越高，電阻率越高，第四紀(jì)電力的特征由其含水砂層決定，其電阻率范圍一般為20～60Ω·m，呈高阻狀態(tài)，印支和齊下灰?guī)r頂面始終呈現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)，而碎屑巖地區(qū)則具有低電阻率。通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)資料的分析可知，該勘探區(qū)蓋層具有低密度，低磁性，低電阻率的特點(diǎn)，而油藏的密度和阻力相反，磁場(chǎng)與其相同。導(dǎo)水結(jié)構(gòu)區(qū)域處于較硬地帶，電阻率較高，且發(fā)射器處于高電阻狀態(tài)，這是一種異常狀態(tài)，如圖2所示。

3.3 對(duì)異常情況的分析

根據(jù)重力異常圖研究了目標(biāo)區(qū)域的東北方向。這意味著這個(gè)區(qū)域不僅包含臺(tái)階，還包含中間的東北斷層，即F1中途，同時(shí)還受到西北方向斷層的影響，也就是F2區(qū)域。臺(tái)階帶北側(cè)的北側(cè)，重力值越低。西北部測(cè)得的較高重力值實(shí)際是青龍灰?guī)r的位置。如圖3所示，臺(tái)階帶南側(cè)的重力值相對(duì)較高，并且存在一些不同高度的重力異常。其范圍在22×10-5～24×10-5m/s2。

4 地球物理勘查技術(shù)的應(yīng)用

4.1 重力、電測(cè)深的應(yīng)用

這里應(yīng)用重力和電子探測(cè)來(lái)調(diào)查蓋層巖石和儲(chǔ)層的確切位置及其擁有的深度和厚度。通過(guò)對(duì)上述重力、航磁和電力的分析，可以了解到，勘探區(qū)域包含東北和西北方向的構(gòu)造帶，同時(shí)勘探區(qū)西南部也有這些構(gòu)造線交匯，勘探區(qū)南部有一定的高阻區(qū)。密度也不斷升高。這個(gè)地區(qū)是進(jìn)行地?zé)嵴{(diào)查的最佳地區(qū)，在這里應(yīng)用重力和電探測(cè)兩種方法勘測(cè)勘探區(qū)域，以找出油藏開(kāi)發(fā)的程度，并對(duì)該地區(qū)的高阻體進(jìn)行電探測(cè)，了解該區(qū)域的蓋子厚度和水庫(kù)深度。

4.2 可控源音頻大地電磁的應(yīng)用

可控源音頻大地電磁測(cè)深方法主要用于測(cè)量覆蓋層厚度、測(cè)量?jī)?chǔ)層區(qū)域和導(dǎo)水結(jié)構(gòu)的位置和形狀以及鉆井位置的定位。可控源音頻大地電磁探測(cè)方法測(cè)量場(chǎng)源中的X軸電場(chǎng)值Ex和Y軸方向上的磁場(chǎng)值Hy。通過(guò)理解電阻率的產(chǎn)生原理來(lái)計(jì)算阻抗相位，然后基于所獲得的值重復(fù)驗(yàn)證?？煽卦匆纛l大地電磁檢測(cè)到五個(gè)區(qū)段，其中電極A和B之間的距離為1公里，接收裝置的寬度為50米，發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備之間的距離在4.6～5.5公里之間。經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)量和計(jì)算，得知最好的鉆孔位置。III線的可控源音頻大地電磁探測(cè)剖面位于F1斷層的南部，與F2斷層大致平行。該地區(qū)的電阻率處于上升狀態(tài)，在該層中更為明顯。從上述資料可以看出，勘探區(qū)整體地層傾向于西南方向，覆蓋600多米的蓋層，73號(hào)油藏位于地下960米。圖中F3和F1的交點(diǎn)包含一個(gè)非常好的導(dǎo)熱和導(dǎo)水結(jié)構(gòu)，所以從地質(zhì)對(duì)數(shù)據(jù)和地層情況的分析可以看出，在73號(hào)點(diǎn)附近，它是最適合鉆探的。

5 結(jié) 論

本文以地?zé)嵴{(diào)查為例進(jìn)行了分析。從上述方法和資料可以看出，重力、航磁和電測(cè)等地球物理勘探技術(shù)在地?zé)峥碧街芯哂蟹浅Ｖ匾淖饔?。就像重力，航磁和直流測(cè)量一樣，可以有效避免危險(xiǎn)。定位具體的地?zé)峥辈閰^(qū)域，可控音頻大地電磁檢測(cè)方法能夠有效地檢測(cè)地?zé)峥碧絽^(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，并準(zhǔn)確定位出鉆井孔的位置。地球物理勘探技術(shù)的有效應(yīng)用為地?zé)峥碧教峁┝吮憷沟責(zé)峥碧礁訙?zhǔn)確、快速和簡(jiǎn)便。

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作者簡(jiǎn)介：楊博（1986.08-），女，漢族，河南南陽(yáng)人，助理工程師，研究生。研究方向：水工環(huán)地質(zhì)。