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地质与勘探论文精品(七篇)

时间:2022-06-01 03:08:24

序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇地质与勘探论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。

地质与勘探论文

篇(1)

【关键词】水文地质,勘察方法,找水,综合运用

中图分类号:P331文献标识码: A 文章编号:

一、前言

伴随着现代科学技术的日新月异,水文地质勘察人员在工作中需继承和发展传统技术基础上,也要关注并结合新技术、新理论,这样才更有利于进行找水工作,才可以使找水技术不断的更新发展。目前,我国人均淡水资料拥有量不足2 200m3,世界排名109位,而30年后,人均淡水资源拥有量将不足1 700 m3。因此用现代的水文地质勘查方法来找水减缓各区域供水压力已成为当务之急。以下分别详细介绍了遥感技术勘察法、地球物理测井勘察法、地面核磁共振勘察法的工作原理及在水文地质勘察工作中的具体应用。

二、现代水文地质勘察方法在找水中的应用

随着我国经济的快速发展,我国总体而言,水资源的利用形式逐渐严峻,以许昌市为例,许昌市水资源严重短缺,人均水资源量仅204立方米,相当于全国人均水平的1/10。市区由于过量开采地下水,已形成面积达67 平方千米的水位下降漏斗漏斗中心水位埋深24.0m,且仍以每年1.5~2.0 m的速度下降,地面最大沉降量超过277 mm。为了满足城市居民生活和工农业生产用水需求,在许昌麦岭水源地综合运用现代水文地质勘察方法找水勘察,取得了多种地质信息,基本查清了供水目的层的埋藏条件、边界条件以及地下水动态特征。笔者将从下面几个方面简述现代水文地质勘察方法在找水中的应用。

1.物探和钻探

(一)物探。在水文地质调查的基础上,结合研究区的水文地质情况,采用对称四极电测深法对勘察区西部的补给断面进行探测,共做电测深点203个,电测深剖面8条;利用EH-4电导率成像系统,对勘察区西部、南部边界和北汝河河道进行了探测,共完成9条物探剖面, 96个物理点,剖面长度54.55km;对18眼探采结合井和4眼勘探井进行视电阻率和自然电位物探测井,划分地层,进行排管。通过这些工作,基本查明了西、南边界和北汝河河床的地层结构和含水层的分布规律,为拟建水源地的供水孔和布置钻探工程量提供了科学依据。

(二)钻探。根据遥感水文地质调查、物探资料,结合以往地质、水文地质资料,在补充分析勘察阶段成果的基础上布置钻探工作量。勘探施工勘探抽水孔4眼,进尺291.4 m;地质孔4眼,进尺362 m;观测孔12眼,进尺1 071.55 m;探采结合井18眼,进尺2 242.2 m。共施工勘探孔和探采结合井38眼,总进尺为3 967.15 m。根据物探、钻探工作分析,麦岭水源地第四系孔

隙含水层的形成和分布受北西向的茨沟—姜庄凹陷和襄城大断裂等构造控制。同时根据区域水文地质条件及水源地地层时代、岩性、成因及富水性,新近系湖积层及第四系下更新统冰水沉积层的富水性差,集中供水意义不大;中更新统埋藏型冲洪积卵砾石层颗粒粗,厚度大,富水性强,不易污染,是城市集中供水的理想水源地。

2.遥感技术在地下水资源勘察中应用

遥感技术即从远处探测、感知特体各事物的技术,它技术先进、探测范围大、信息量大,并可实施动态监测。遥感勘察方法就是在勘察区范围内进行的航空遥感勘察,它是一种采用展片和航片目视解释,结合野外验证与水文地质补充调查的水文地质勘察方法。遥感勘察方法可分为4种:热戏外监测法、水文地质遥感信息法、环境遥感信息分析法和遥感模型法。

(一)热红外监测法。热红外监测法主要就是用热红外波段的遥感图像资料,通过测定地面温度来确定地下水的存在。特别适应于干旱、半干旱地区的水资源的寻找。其工作原理是:地下水可在过毛细管作用、热传导作用及地表强烈蒸发作用下可导致干旱或半干旱地区的地表湿度和温度发生变化,从而导致冷热异常的现象,此现象便可在热红外遥感图像上显示出

来。利用红外遥感数据再配合一定的航片作为基本的遥感资料便可实施地下水资源的探测工作。

(二)水文地质遥感信息分析法。水文地质遥感信息分析法就是运用水文地质理论对从遥感图像获取的地层岩性、构造、水文等水文地质信息进行分析,从而确定有利的蓄水构造,判断地下水的贮存情况。

(三)环境遥感信息分析法。环境遥感信息分析法就是根据遥感图像上提取的与地下水有关的植被、湖泊、水系等环境因子与地下水的依存、制约关系来判断地下水系统的贮存情况。其工作原理是:在干旱区域,植被的生长状态因受到气候、性、地貌、水文地质条件等因素的制约,其中区域浅层地下水对植被的影响最大。地下水水水位埋深、矿化度、水化学类型控制着被群、植被覆盖度。可通过这些信息来判断地下水的排泄点(区)的水位埋深、矿化度和水化的学类型等相关信息。

(四)遥感模型法。

通过分析遥感图像得知与地下水密切关系的水文因素状况,并建立监测地下水位的定量评价模型,对地下水资源进行估测的方法叫遥感模型法,它是遥感与数学、模型学相结合的一种新的研究方法。此种方法主要用于评价地下水位分布状况。

3.地球物理测井方法

地球物理测井是物探方法的一种,主要是配合地质钻探对钻孔内的水文地质状况进行精确探测。地球物理测井方法是以严密的物理数学原理为基础,主要用于分析地下水的分布,判断地下水质量,探测岩溶洞,分析地层构造等。地球物理测井主要工作内容及工作原理如

下:

(一)正确地划分含水层并确定层位及厚度,研究它们之间的相互关系。

(二)对地下水进行地下水矿化度进行测量。地层水的矿化度越高,地层电阻率值越低

(三)判断裂隙及其泥质含量。裂隙存在的判断标准:声波时差较大,电阻率较小,密度偏低。如果裂隙存在,那么裂隙中填充的泥质越多,自然伽马测井值就越大。

(四)岩溶水勘察。裂隙层位可由声波曲线直接反映;当溶洞中含水时,自然伽马曲线幅值略低,以此来可判断其富水性;在岩溶、裂隙发育处,会出现井径扩大的现象,因此,岩溶裂隙发育程度也可用井径曲线来判断。

(五)划分钻孔地层岩性。根据不同岩石的密度,电阻率,波阻抗,孔隙度等参数的差异,并综合电阻率测井、声波测井、密度测井、中子孔隙度测井等资料就可以划分钻孔的岩性剖面。

4.地面核磁共振法

地面核磁共振法就是利用不同物质原子核特性差异产生的核磁共振效应,通过观测、研究地层中水质子产生的核磁共振信号的变化规律,来判断探测区地下水的分布情况。它是目前世界上唯一可直接找水的地球物理方法,可量化含水层信息,勘探的深度小(目前最大勘探深度小于150m),适合北方地表较干燥地区使用。其工作原理就是水中的氢核质子在地磁场的作用下,处在一定的能级上,再以具有拉摩尔频率的交变磁场对地下水中的质子进行激发,这样原子核能级间就会产生跃迁即产生核磁共振。核磁共振信号的强弱或衰减的快慢直接与含水层中氢质子的数量、含水层孔隙大小相关,核磁共振信号的幅值越大,所探测区域内水含量就越丰富。从而,可以根据由小到大的核改变激发脉冲矩来推断由浅到深含水层的贮存状况,达到实现直接寻找地下水的目的。

地面核磁共振法属于直接找水法,在有效的勘探深度范围内,有水就有核磁共振信号显示,以此来探测各类型的地下水。主要用于探测其他物探方法难以寻找的地下水,主要应用在以下4个方面:黄土孔隙、裂隙水探测;寻找碎屑岩类浅层风化裂水和层间承压裂隙水;确定基岩裂隙带的富水性;判断灰岩区溶洞、裂隙含水或是泥质充填。

三、结束语

随着近年来科技的不断发展,以及勘探技术的不断提升,在继承了老一辈水文勘探人员的技术和知识后,新一代的工作者更要与时俱进,不断的研究并熟悉新的理论和技术,从而将新老结合,挖掘开拓出更加优良的勘探方法,从而方便找水工作,使得找水的相关技术得到不断的提升和发展。

参考文献:

[1]-张少勇,刘伟超,田慧娟,李倩倩 现代水文地质勘察方法在找水中的综合运用[期刊论文] 《中州煤炭》 -2010年1期

[2]-邹慧峰 找水中现代水文地质勘察方法的综合应用[期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2011年12期

[3]-贤世荣 水文地质勘察方法在找水中的应用[期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年20期

[4]-赵实 现代水文地质勘察方法在找水中的综合应用[期刊论文] 《技术与市场》 -2010年9期

篇(2)

[关键词]潜山 储集特征 辽河断陷滩海区

[中图分类号] P612 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-9-48-1

辽河断陷滩海区位于渤海湾盆地北部,属辽河断陷陆上向海域的自然延伸。其地质特点与辽河断陷陆上相似,具有典型的陆相断陷盆地特征。区内油气资源丰富,构造复杂,油气藏类型多样,并在新生界已找到非常可观的油气储量规模。在具备油源及盖层条件下,潜山油气藏主要受控于潜山孔缝的发育程度,所以探讨潜山孔缝发育规律、寻找孔缝发育带是潜山油气藏研究的关键问题。

1潜山油气藏勘探进展及研究现状

潜山油气藏由于其油源丰富、储集条件好、圈闭容积大、单井产量高,正受到国内外石油地质学家的高度重视,而潜山油气藏的研究是随着其勘探开发进展而进行的。

1.1潜山油气藏的概念和分类

潜山油气藏是一种特殊类型的基岩油气藏,是位于年轻沉积层底部的区域不整合面之下、地貌呈高断块或隆起的较老地层中的油气藏。

1.2潜山油气藏勘探进展及研究现状

潜山油气藏由于其油源丰富、储集条件好、圈闭容积大、单井产量高,正受到国内外石油地质学家的高度重视,而潜山油气藏的研究是随着其勘探开发进展而进行的。

1.2.1国内潜山油气藏勘探进展

我国最早发现的古潜山油田是1959年酒西盆地的鸭儿峡古潜山油田,储层为志留系千枚岩、板岩及变质砂岩,潜山高度500 m,潜山项部风化壳较发育。渤海湾盆地不仅是我国东部盛产油气的地区之一,而且以其富集高产的潜山油气藏著称于世。目前潜山油气藏的勘探由寻找大型的、明显的、简单的高中潜山转到寻找中小型的、隐蔽的、复杂的中低潜山,潜山油气藏已成为我国重要的油气勘探方向。

1.2.2潜山油气藏研究现状

潜山油气藏的早期研究多为已发现油藏的坳陷或盆地的区域地质研究,其后则侧重于潜山成藏条件及同类型坳陷或盆地的对比研究,以期发现新的潜山油气藏。国外古潜山油藏注重于某一个盆地的潜山成藏条件、特点及分布规律,没有形成一个系统理论。1960年,近年来,随着潜山油气勘探形势越来越紧迫,国内外涌现了许多成型的潜山储层研究技术和手段,如高分辨率地震勘探技术、地应力预测技术、5700测井成像技术、多地震属性预测技三维可视化技术等,使潜山储层预测研究日益深化、完善。这些新技术、新方法及新理论成藏动力学、含油气系统的提出和应用,使潜山油气藏研究提高到了一个新高度。

2变质岩储层

2.1储集空间类型

变质岩储层几乎都是裂缝型的,本区太古宇岩性是混合花岗岩,根据成因、形态,其储集空间大致有以下几类

(1)构造裂缝:太古宙岩石经受频繁构造活动,形成构造裂缝创造了良好条件。特别是中、新生代剧烈的断裂活动,为刚性较强的混合花岗岩形成构造裂缝创造了良好条件。据辽河断陷变质岩潜山研究表明1mm,构造裂缝多受张性正断层控制。其中高角度裂缝(与岩芯横切面夹角大于75o)分布多与断层走向平行,缝壁规则,开度多在l mm以上,延伸长;斜交裂缝(夹角在15o~75o之间)数量多,在构造裂缝中占70%以上,开度一般在0.01--1mm之间。这两种裂缝是变质岩主要储集空间。而低角度裂缝(夹角小于15o)多是在压性应力作用下形成,开度多小于0.01mm,不发育,储集性差。

(2)风化孔缝:太古宙岩石在漫长地史中多次处于抬升状态,潜山顶部风化孔缝发育。多表现为裂缝错综,密度较大,网状形态分布,多为溶缝式风化淋溶裂缝。

(3)溶孔:溶孔在变质岩储层分布不普遍,发育程度差,大小不等,主要有粒间溶孔、晶内溶孔、蚀变溶孔等。

2.2储层裂缝物性分析

2.2.1物性分析

有关资料显示,变质岩储层孔隙度一般都很低,约为1.7%--8%。辽河断陷孔隙度平均值为2%--4%。通过物性的相关性分析,显示裂缝开度与孔隙度关系不明显,这可能是由于裂缝的随机性及裂缝间距造成。从变质岩潜山油藏的试井资料到生产井的试采资料也都反映储层产能与孔度关系不大,推测是因裂缝的高度连通性和巨大的总体容积空间而造成高产和较大的地质储骚。显示渗透率与孔喉半径存在较为明显的线性关系即渗透率随着孔喉半径的增大而增大,这就证明裂缝开度的大小是决定变质岩储层性质的主要因素。

3碳酸盐岩储层

3.1储集空间类型及物性

本区碳酸盐岩储集空间比较复杂,根据成因、形态,其储集空间大致有以下几类:

3.1.1构造裂缝:

A张裂缝:裂缝延伸较远,镜下宽度约0.03-0.08mm,多为方解石或泥质半充填。岩芯中可见长约8 cm、宽2~5mm的垂直层面张裂缝被方解石充填。这种高角度裂缝串通上、下层面,把各种类型的孔缝连通起来,有利于改善储层物性。

B “X”型剪切裂缝:裂缝呈X型与层面斜交,缝面较平直,镜下宽0.02-0.1mm。可见后裂开的一组切割先裂开的另一组,为方解石半充填。岩芯中也可见有两组X相交的,共轭剪切裂缝,其中一组倾斜裂缝.与层面约40o~45o相交,与其共轭的另一组不发育。裂缝宽约2~8mm,比较平直,延伸长约10~15 cm。

3.1.2风化孔缝及洞穴:

风化裂缝网状分布、缝擘不规则。裂缝宽窄不一,宽度0.01-0.1mm,延伸较远,密度也较大,多为方解石全充填或半充填。

3.1.3溶蚀孔缝及洞穴:

一般较宽,缝壁不规则,呈弯曲状延伸,镜下宽度为0.05~0.1mm,呈半充填,充填物为方解石和石英。该类裂缝多在原有缝隙(如X型剪切裂缝、张裂缝或缝合线)基础上局部溶蚀扩大而成。

参考文献

[1]李文权.刘立.焦丽娟.王丽 辽河坳陷曙北地区新生代层序地层及沉积体系发育特征[期刊论文]-地质力学学报2004,10(2).

篇(3)

美国放弃

1997年,美国加利福尼亚大学的4名学者联名发表了《地震无法被预测》的论文。论文作者指出,在经历了近30年的精心研究后,他们发现,地震是无法预报的,从事这方面的研究工作也是毫无希望的。

见预报无望,美国政府根本没有设立专门的地震局,而是由研究龙卷风、热飓风、火山爆发等自然灾害的美国地质勘探局(USGS)兼顾监测和记录地震活动。可惜的是,垄断着世界顶尖技术的美国地质勘探局,却从未预报过地震的讯息。

虽然不能像预报天气一样预报地震,但美国地质勘探局并非毫无作为。借助地质活动数据,科学家可以计算出未来将发生地震的可能性。比如,科学家预测在未来30年内,旧金山湾区发生重大地震的概率为67%,而南加利福尼亚的概率是60%。因此,美国地质勘探局致力于通过提高基础设施的安全等级,来减弱未来地震的危害性,而不是把精力放在研究短期预报上。

不过,就当全世界都打算放弃地震预报时,中国地震部门却成功的预报了一次地震,这个奇迹就发生在辽宁海城。

1975年2月4日,在海城、营口县附近发生了7.3级强烈地震。由于地震部门预报准确,人们获得了两个半小时的逃生时间,虽然仍有328人死亡,但对于一次7.3级的强烈地震,这已经是不幸中的万幸了。

困难重重

海城地震预报是国际上承认的唯一一次成功的短临预报。但是,就在人们以为海城地震预报模式可以推广之时,1976年的唐山大地震却没有预报成功。这是因为地震的成因、发生机理和触发条件等,是非常复杂多变。所以,《美国地震协会公告》曾评价说,“海城地震的预测,是结合了经验主义、直觉判断和好运气,这只是预测地震的一次巧合。”

地震的难以预报体现在许多方面,主要有几点。首先是,地球内部的情况难以知晓。地震多数发生在地下15公里以下的地壳里,这次芦山地震就是发生在离地表16公里处。目前,人类对于地壳的研究极限是地下12公里,远远做不到直接观察到地震孕育发生的全过程,只能在地表凭借有限的仪器设备,捕捉地壳内部结构和状态变化的间接信息。因此,难以捕捉到地震的信息。

其次,人类对地质观察的知识和数据积累并不全面。中国是世界上最早进行地震记录的国家,早在公元前十七世纪的夏代末期,《竹书纪年》中就对地震做出记载。但由于缺乏精准、有效的测量仪器,两千多年来,人类始终没有获得过一次地震的完整资料。

第三,人类对地球构造运动的理论还不成熟,认识才刚刚开始。即便有一些经验和知识,也不能用于彼时,如海城的经验无法用于唐山地震,也不可能完全应用于今天的汶川和芦山地震,只能用作参考。

既然地震不能预报,要地震局来干什么?

其实,地震局对科研人员的工作已经有长篇描述,如开展地震数值预测理论与方法研究,对中期和长期地震危险趋势做出定量化的预测,开展地震前兆机理研究,开展对构造活动、地震过程的观测方法研究等。简言之,地震局可以在地震时监测各项地震的指标,做出震级评估,震后灾害预计等等,虽然不能提前预报,但是可以起到对地震记录、分析等作用,为后人提供地震的资料。

长远期望

美国地质勘探局的一些观点已经表明,他们将放弃地震预报的研究,例如“在可预见的未来我们不知道如何预报,并且也不打算知道。”相反,中国有一些研究人员认为,对于地震来讲,现在不可知是正确的,但未来不可知,那就是错误的。至于未来有多远,则要看研究人员的探索和社会各界的支持了。

美国地质勘探局放弃研究,不代表宣判地震预报研究的死刑,世界上还有相当多的科研人员在利用各种设备、技术和地震预兆进行地震预报研究。

中国研究人员从对地震的长期监测和研究中,对一些地震灾情做出了长期预报。例如,1976年云南龙陵地震、1976年四川松潘地震和1976年四川盐源地震,就成功的实现了长期预报。

地震预报是否有意义以及未来是否有突破,谁也没有答案。不过,法国科学家法布尔的话最有启示意义:不管我们的照明灯能把光投射多远,照明圈外依然会死死围挡着黑暗。我们的四周都是未知事物的深渊黑洞。我们都是求索之人,求知欲牵着我们的神魂。就让我们从一个点到另一个点移动我们的提灯吧。随着一个个局部被认识清楚,人们最终将了解世界的全貌。

篇(4)

(淮北矿业集团芦岭煤矿,安徽 宿州 234000)

摘 要:文章以矿井瞬变电磁法的扇形观测系统在钱营孜煤矿西风井掘进巷道中的应用为例,分析了矿井瞬变电磁法在煤矿水文地质方面工作的作用,也阐述了扇形观测系统与常规的观测系统相比的优点。为矿井瞬变电磁方法的发展及在矿井水文地质工作中的推广做出了一定的贡献。

关键词 :矿井瞬变电磁;扇形观测系统;水文地质;数据采集

中图分类号:TD6文献标志码:A文章编号:1000-8772(2014)13-0203-01

1 矿井瞬变电磁法的基本原理

瞬变电磁法属时间域电磁感应方法。其探测原理是:在发送回线上供一个电流脉冲方波,在方波后沿下降的瞬间,产生一个向回线法线方向传播的一次磁场,在一次磁场的激励下,地质体将产生涡流,其大小取决于地质体的导电程度,在一次场消失后,该涡流不会立即消失,它将有一个过渡(衰减)过程,该过渡过程又产生一个衰减的二次磁场向掌子面传播,由接收回线接收二次磁场,该二次磁场的变化将反映地质体的电性分布情况。如按不同的延迟时间测量二次感生电动势V(t),就得到了二次磁场随时间衰减的特性曲线。如果没有良导体存在时,将观测到快速衰减的过渡过程;当存在良导体时,由于电源切断的一瞬间,在导体内部将产生涡流以维持一次场的切断,所观测到的过渡过程衰变速度将变慢,从而发现导体的存在。瞬变电磁场在大地中主要以“烟圈“扩散形式传播,在这一过程中,电磁能量直接在导电介质中传播而消耗,由于趋肤效应,高频部分主要集中在地表附近,且其分布范围是源下面,较低频部分传播到深处,且分布范围逐渐扩大[1-8]。

2 井下观测系统布置

本次探测主要是探测巷道顺层前方、顶板、底板的富水性,所以在测点上共布置三个探测方向,一个是线圈平面方向是平行巷道掌子面朝法线方向探测,一个方向是斜上45°方向探测巷道倾顶板方向,一个是斜下45°方向探测巷道倾底板方向。西三轨道山上山巷道迎头立面较小,矿井瞬变电磁法的发射和接收线圈的几何尺寸受到的一定的制约。现场观测系统布置时只能采用多匝小回线的发射和接收装置形式,即边长为2m。测点布置在巷道迎头里面附近,从巷道迎头左侧开始,左右两侧各布置了3个测点,每个测点处在竖直方向上采集3组数据,依此为超前顶板、超前顺层、超前底板,其中顶板和顺层方向数据采集时天线法线方向约与迎头立面成45°,顺层方向天线与迎头立面垂直。本次探测是轨道迎头前方的电阻率变化情况,巷道设计在停头位置做相应的变化,即在水平面内旋转天线,使天线的法线方向与巷道的左侧分别成60°、30°、45°和90°的夹角进行探测。当天线的法线方向与巷道迎头界而垂直时,根据其主迎头断面的宽度布置4个测点;到巷道迎头右侧时类似左侧方法分别成90°、30°、45°和60°的夹角进行探测、右帮布置3个测点,从而实现从多个角度采集数据,称之为“扇形”测深系统技术。

3 结果解析及结论

由图1可见迎头前方的视电阻率剖面,从观测系统中可以看出,本次探测的所有测点均分布在巷道平面上,为重点解释区域;本次实际探测掘进巷道迎头前方100m,解释迎头前方80m,盲区20 m。针对前方探测结果解释如下:

(1)掌子面前方20-40m段范围内顶板、顺层与底板的视电阻率值较高,相对较高,该段岩性变化不大,不存在低阻异常;

(2)掌子面前方40-60m段范围内顶板、顺层与底板的视电阻率值均有所降低,与迎头相比电阻率存在变化,相比岩性有所变化,注意支护;

(3)60m-100m左右,视电阻率的结果跳跃较大,特别是巷道的左上方及前方,推测是存在构造或者是破碎带,掘进到此处时请注意支护与超前钻孔探放水,以探查引起视电阻率变化的地质原因;

参考文献:

[1] 武军杰.瞬变电磁新技术在隧道超前地质预报中的应用研究.[硕士论文] 长安大学,2005.

[2] 李志聃.煤田电法勘探.徐州:中国矿业大学出版社,1990.

[3] 郑永祥,郗金栋.矿井无线电透视法试验研究.煤田地质与勘探.1978.03:22-31.

[4] 何峰,蒋维庆.矿井音频电透视的应用.中国煤炭学会第六届青年科技学术研讨会论文集.2000.

[5] 于景邨.矿井瞬变电磁理论与应用技术研究.[博士学位论文] 中国矿业大学.1999.

[6] 岳建华,姜志海.矿井瞬变电磁探测与应用.能源技术与管理.2006(5).

[7] 刘志新.矿井瞬变电磁场分布规律与应用研究.[博士学位论文]中国矿业大学.2007.

篇(5)

关键词: 相干体; 正演; 产能建设; 产能

中图分类号: TE21 文献标识码: A 文章编号: 1009-8631(2011)02-0054-02

1概述

1.1文西断裂带基本情况

文123块位于东濮凹陷中央隆起带文留构造西部,是文南油田地区增加动用储量的有利地区目标之一。文西经过近三十年的开发,共发现六套含油气层系(Ed、ES1、ES2下、ES3上、ES3中、ES3下),其探明程度较低。

从1996年至今,该块曾多次进行地震资料的处理,2003年又进行了地震资料的重新采集,进行了资料的多轮挖潜和目标区的滚动评价,并相继钻探了多口探井,但获工业油井由于油层单一,产能低,虽然取得了一定的钻探效果,但没有发现规模油藏。这一方面显示了该区仍具有较大的勘探开潜力,另一方面也表明该区存在着一定的地质难题有待于攻关。

1.2文西断裂带勘探开发存在的主要问题

1.2.1断裂体系复杂、构造落实程度低

文西地区构造活动强烈,多期次构造活动形成的西倾、东倾的两组断裂在不同时期、不同层位交互切割,使文西断裂带的构造异常破碎、复杂多样,造成区域构造规律性把握不清,构造落实程度低[1]。

1.2.2油气成藏规律认识难度大,勘探风险大

文西地区构造复杂,断层发育,油藏控制因素不十分清楚,油气成藏规律认识难度大。并且该区已探明的油气藏含油层段分散,含油高度小,规模小,油(气)水关系复杂,造成了该区井位部署难度大、钻探风险高。

1.2.3油藏埋藏深,储层物性差,油藏类型复杂,储量丰度低

文西地区储层埋藏深(油藏埋深3300-3800米左右)、物性差(储层平均孔隙度14%左右,平均空气渗透率15.0毫达西),储层发育不稳定,纵横向上变化大,砂体空间展布规律难以把握,储量丰度低,开发成本高,开发难度大。

2 研究的主要内容

2.1开展区域构造整体研究,分砂组精细评价

文西地区特殊的地质条件,造就了文西构造复杂多样、差异巨大。把文西断裂带作为整体构造单元进行研究评价,研究构造的发展演化和断裂格局,从宏观上把握整体规律,有效地指导了局部构造的研究。

通过精细研究,精确刻画出了断距大于10米的断层,幅度大于30米的圈闭。例如:文123块通过构造精细研究,认清了文123块地层倾向扭转,从而发现两个局部高点,对后续井网的部署起到了指导作用。

2.2开展储层精细研究,搞清储层空间展布规律

文西地区储层整体比较发育,但连续含油层段小,储层变化大,储层的分布发育对油气藏的形成和储量的品质有重要的影响[2]。

首先通过高分辨率层序地层学研究,确定层序地层格架,进行等时地层单元的对比;以取芯井单井沉积相分析为立足点,以连井沉积相分析为桥梁,以砂岩百分含量和砂泥比值为依据,由点到线,由线到面,定量编制不同时期的沉积体系平面分布图,进而评价有利砂体的展布位置。

其次运用地球物理方法进行储层预测评价,文西~刘庄地区沙三一、二段的主要储集体为三角洲前缘环境下的分流河道、河口坝、前缘席状砂和湖泥沉积,因此,储层的纵横向分布相对稳定性差。

目的层段埋藏深,地球物理信息衰减大,高频信息小,整体速度大而砂泥岩速度差异小,由于研究区三维地震数据采样率为1ms,为储层预测工作提供了保障。为了得到较高精度的储层反演结果。

2.3开展油藏综合评价,优选富集区块

文西地区紧邻柳屯―海通集洼陷,是油气的主要指向地区之一。文西地垒带又是次级的复合式背斜[3],尤其是沙三中层系,为一完整的复合式背斜形态,背斜近南北走向,轴部位于文123井附近,该背斜带应是文西地区油气富集地区。

文西沙二上段和沙一段以及沙三段盐岩盖层厚度大,分布稳定,封堵能力强,决定了沙二下上部,和沙三中上部油气富集段。

综观前述油气藏控制因素可以看出,在平面上文西复合式背斜北部的高点,是油气成藏的理想场所;纵向上储盖层的组合决定油藏体系,沙二下顶部和文9盐下沙三中2是成藏的最有利目的层。

2.4文123块勘探开发一体化的主要做法及效果

以“探、评、建”一体化模式为指导,强化勘探开发的紧密结合,按照“整体部署、分批实施、跟踪研究、及时调整”的原则,加快探明储量向产能的快速转化,提高勘探开发总体经济效益。

2.4.1开展整体方案概念设计,指导一体化滚动勘探开发

按照“探、评、建”一体化的思路,根据文123块构造特点和油气富集规律研究结果,对文123块沙三中1-2盐间油藏进行滚动勘探开发方案整体概念部署。

方案初步估算区块含油面积0.8km2,油层厚度15m,估算石油地质储量70×104t左右,采用200-230m的不规则三角井网进行部署,初步部署新井10口,其中油井6口,水井4口。

2.4.2进行井别分类后分步实施,早期配套,实现区块快速建产

根据文123块沙三中2油藏的概念设计,按照滚动评价井钻探构造高部位揭示油藏、油藏评价井落实产能和储量、开发井进行产能建设的思路,对方案部署的新井进行井别分级后分批实施。

2.4.2.1优选实施滚动评价井,降低钻探风险

为降低钻探风险,减少投资,根据文123块沙三中2油藏的概念设计,结合文123块油藏油气富集特点,首先选取区块内的地质报废井文123井侧钻为第一口滚动评价井,钻探文123块南部小断块构造高点,以揭示该区块沙三中2的含油气情况。

该井完钻后在沙三上、沙三中钻遇油层22.1m/10n、差油层13.1m/9n,油水同层8.9m/4n。其中沙三中2砂组电测解释油层2.8m/1层,干层9.4m/6层。对该井沙三中2单独试油,压裂沙三中2砂组油、干层4.9m/4层,4mm油嘴,初期日产液95.7t,日产油42t,6mm油嘴试油8小时产油37.6t,折算日产油112.8t,沙三中2盐间油藏取得突破。

2.4.2.2进行油藏评价,落实储量规模

文123块取得突破后,为进一步落实该区块的储量规模和产能情况,按原设计方案,又选取了北块的文123-9井和南块的123-13井做为评价井进行实施。文123-9钻遇沙三中油层15m/4n,投产沙三中2砂组7层12.4m,初期日产油31.4t,日产气7958m3;文123-13钻遇油层19.2m/8n,油水同层8.9m/2n,投产沙三中2砂组1层6m,4mm油嘴生产,初期日产油36.2t,日产气7945m3。

2.4.3实施整体部署、早期配套保持地层能量,快速建成产能

根据文南油田文123断块区油藏地质特征、试油试采情况,在开发时应遵循的原则:一是整体部署,分批实施,跟踪分析,及时调整;二是早期注水,保持地层压力开发。

根据储层发育较稳定及含油层段集中的特点,区块采用一套层系进行开发;并根据邻区相似油田文266块已有注水开发经验,以及油藏构造形态,在区块选用井距在200-230m左右的不规则三角形井网进行整体部署。方案整体部署油水井10口,其中利用老井3口,新钻井7口,按整体部署,分批实施的原则进行实施。

按照早期配套的原则,区块从2008年9月开始先后转注了文123-14和文123-11,其对应油井文123-13和文123-12-10井陆续见到注水效果,初期日增油能力24.6t,当年累增油1445t。

在对区块进行整体认识的基础上,按照‘滚动评价、油藏评价、产能建设、早期配套’四位一体的工作思路,重点对文123块沙三中进行产建一体部署,当年完成了区块的“评、建”和注采配套工作。

3 取得的主要成果

3.1新井钻探符合程度高,方案实施符合率高,油藏地质认识准确到位

从完钻情况来看,部署井位均达到设计目的,实钻油层厚度与设计相比,吻合度高达92%。如:评价井文123-9井,位于文123块北部复杂带,所处断阶带东西宽约100m,经过精细井眼轨迹设计,钻遇目的层12.4m/7n,初期日产油39.4t。

3.2滚、评、建一体化,快速建产能

文123块经过勘探开发一体化的实施,形成了有效的产能接替区,勘探效果显著。共实施评价井3口,单井平均钻遇油层14.9m/6.3n,投产初期平均单井日产油47.9t。新增含油面积0.7km2,新增石油地质储量60.24×104t,溶解气地质储量700×104m3。

3.3区块实现当年配套、当年见效,保持高效稳产

区块实现了“当年发现、当年配套完善、当年见效”,增加水驱控制储量52.1×104t,增加水驱动用储量35.5×104t,确保区块的持续稳定开发。2008年区块产量一直保持在120t左右,采油速度保持在4.5%左右。

4 认识与建议

在区带整体评价的指导下,开展局部目标区块精细研究,能够深化对油气藏规律性的认识,有效提高勘探成功率。

通过实行“探、评、建”一体化模式,加快勘探开发节奏,缩短勘探开发周期,能大幅度提高勘探开发效益。

优化综合配套措施,精细生产管理,确保偏远高含盐油藏持续高效开发。

参考文献:

[1] 李存贵,薛国刚等.文西断裂带高分辨率层序地层学特征[J].断块油气田,2005.

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【关键字】工程地质勘探;钻探工程;相关技术

前言

钻探工程是为了进行工程地质勘察而进行的,它的本质是通过钻探取样、样品分析、现场工程地质测试程序来获得建筑基础的地质资料和岩土层参数,提供出选择修建地点,基本处理方式、明确建筑类型和合理施工方法的依据。

1、作为基本常用的勘探手段,工程地质钻探在地质勘查中其特点和适用条件中被广泛应用。钻探法适用于不同类建筑物、不同勘察阶段、不同工程地质条件下需要部署勘探工作的地段。和地质找矿钻探比较,工程地质钻探具有不同的特点:(1)在勘探工程钻孔布置时,要考虑自然地质条件,还要充分结合工程类型和特点。例:水坝的布孔是顺坝轴线布置的,工业与民用建筑则是按建筑物的轮廓线布孔。(2)排除大型水利工程,深埋隧道和专门的地质问题钻探外,钻进孔深均为10余米至数10米,经常使用简易钻探法和轻便钻机。(3)钻孔具有需查明地层岩性、地质结构、水文地质条件、长期观测等综合性目的。钻进过程所以比较缓慢。(4)工程地质钻探对钻进方法、钻进过程中的观测编录和钻孔结构都有特殊的要求。钻探工作可以在多种环境中进行,地形地质条件不会对其产生限制。工程地质钻探可以直接采样观察岩心,勘探精准性高。钻探深度大还不受地下水的限制,钻进速度也较快。

2、因为工程地质钻探是为工程建筑物的设计、施工服务,故而具有综合目的,在钻进方法、钻孔结构、钻进进程中的观测编录等方面均有特殊要求。它对采芯率的要求较高,一般不可低于百分之八十;软弱夹层和断层破碎带采芯率也不能低于百分之六十。根据不一样的勘探钻探对象用相对应的钻进方法来确保取得较高的岩心采取率。如果在软弱地层或断层破碎带中钻进,要利用冲洗液或用干钻,降低钻速,缩短钻程,最好采用双层岩心管。为确保精准测定地下水位以及水文地质实验正常运作,一定要按含水层的位置和试验工作的要求,来确定孔身结构及钻进方法。针对不同的含水层要换径并分层止水,加以隔离。含水层愈多,换径和分层止水的次数就愈多。工程地质钻孔终孔直径通常为91毫米,依照换径次数和位置,便能够确定孔身结构。如果在基岩面以上的砂卵石层中作抽水试验干钻,必须不使用泥浆加固孔壁的办法。一般钻孔要直,不能发生弯曲;孔壁要求光滑规则,同一孔径段应大小一致。在钻探操作工艺上如上要求得到了满足。借钻孔水文地质观测了解岩层透水性的变化,会发现含水层和其近似水位并掌握各含水层之间的水力联系等。在外钻进过程中做好孔中水位测量应按水文地质钻探的要求去做。坚硬岩石的取样可利用岩心,而其中的软弱夹层和断层破碎带取样时,一定要采用特殊措施。配备专门的取土器才能够获得质量可靠的原状土样,并要注意取样方法和操作工序,来避免土样不受或少受扰动。为达到上述的特殊要求,钻探人员应严格按规定操作,不能盲目追求进尺。

3、通常钻探方法和设备自然地质条件相当复杂,不同钻探方法和设备其使用条件不同,在选择时必须按照钻探的目的和地质条件来选取。冲击钻探、回转钻探、冲击回转钻探和振动钻探是目前常用四种钻探方法。工程地质勘探主要采用冲击钻探和回转钻探。机械回转钻探钻以其高效,孔深大,又能采取岩心在工程地质勘探中被普遍使用。当下,大兴钻探技术的革新,革新方向是全液压驱动、仪表控制、勘探与测试相结合。工程地质勘探中探究工程土体的物理力学性质要结合勘探工作采取原状土样。

原状土样的采取方法有如下三种:击入法、压入法、振动法。为确保土样的质量,除了对取土器和取土方法进行选择外,还应注意钻探方法、钻、孔结构、清除孔内残土、操作方法和土样封存及运输等各顶问题。

4、工程地质勘探钻孔类型和它适用条件钻孔的类型指的是钻孔的角度及其方向。钻机的立轴钻杆与地平线的夹角称为钻孔的角度,也叫钻孔倾角。以钻孔倾角角度和变化情况,能把钻孔分为四种:铅直孔、定向孔、斜孔、水平孔。为了更好的工程地质勘探,而又

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关键词:地质工程;地球物理勘探;教学;改革

从20世纪50年代我国地球物理教育起步至今,几十年来,我国的地球物理勘探教育取得了巨大的进展。然而,在目前的地质工程专业中,应用地球物理仅被作为一类技术方法而不是作为一个有着系统理论体系的学科来看待,这就极大地限制了应用地球物理学科专业的建设和发展,也使得地球物理勘探课(以下简称“物探课”)教学产生一定的问题。首先,地质工程专业下的物探课程包含重、磁、电、震、放射性等众多内容,涉及面广,但课时设置相对较少,使得课程没有重点和针对性,缺乏深度。其次,地质工程专业物探课程的实验课课时仅为4个学时,实践环节的缺失造成学生实际应用能力不强。最后,物探课的教学方法和教学手段单一,难以激发学生的兴趣。以上这些问题严重影响了物探课教学的效果,必须对其进行改革。

一、重新定位,突出特色教育

1.重新定位教学目标,确立培养“一专多能”的人才培养模式

地质工程专业学生就业面比较广,涵盖了铁路、公路、港口、水利、水电等系统。因此,在教学指导思想上,要确立以工科为主、理工结合的施教思想。地球物理学涉及大量的数学物理方程,比较抽象,逻辑性也强。但是,地质工程专业的学生很多并不具备地球物理专业的数理基础,因此,在教学内容上应重视培养学生的应用能力,而避免把重点放在烦琐的公式推导上。在课程内容的选取上,应当体现地质工程专业物探学的“一专多能”,做到“突出重点,兼顾全面”。“一专”和“重点”是指物探课教学应突出地质工程专业的特点,“多能”和“全面”是指兼顾其他领域的工程物探,并了解资源和矿产方面的物探知识。

2.优化教学内容,突出工程物探特色

尽管工程物探与常规物探的基本理论相近,但二者的工作方法和要求却有所不同。一般情况下,工程物探要求的精度和分辨率更高,由于工程地质任务和工作条件的特殊性,工程物探的方法选择又有特殊的要求,通常是几种物探手段综合应用。因此,在物探课教学中要将工程物探和常规物探的教学区分开来,教学中应充分利用学生掌握的物探知识,突出工程物探特色。

3.兼顾行业,突出特色教育

由于开设地质工程专业物探课的高校主要服务的行业不同,因此,高校应根据自身的实际情况,考虑行业的实际需要,突出物探课的特色教育。以笔者所在的华北水利水电学院为例,学校具有水利水电行业特色,同时考虑到工程物探课只是华北水利水电学院地质工程专业的一门专业选修课,总学时少,课程涉及内容较多,因此应突出重点,主要讲授水利水电工程常用的物探方法,包括浅层反射地震勘探技术、高密度电法勘探技术、瞬态面波勘探技术、声波勘探技术、层析成像技术、水声勘探技术、地质雷达技术和桩基无损检测技术等,而对放射性、重力、地温、磁法勘探等基本原理及工程应用只作简要介绍。在物探技术的应用上,华北水利水电学院在教学中增加了水文地质参数测试、质点振动参数测试、岩体质量检测、洞室松动圈探测、防渗墙质量检测、滑坡体探测等内容。由于目前工程物探的教材大部分只涉及一些普适性的理论与方法,针对性不强,不太适合华北水利水电学院地质工程专业学生的学习,因此在课程讲授中,笔者大量吸收物探方面的新理论、新成果、新信息,加强对工程物探新方法与装备技术的介绍和讲解,并结合工程实例加以说明。此外,为拓宽学生的知识面,笔者还简单介绍了物探在资源矿产勘查、交通、海洋、国防安全等方面的应用以及当代物探的新技术、新方法。在课堂教学中引入国内外水利水电物探专家的最新科研成果充实教学内容,既拓宽了学生的知识面,又增强了知识的适用性,效果非常好。

二、优化教学手段,增加课程的直观性和可理解性

1.借助多媒体,实施案例教学

教学方法和手段改革是教学改革的重要方面,是培养学生创新精神、实践能力和学习能力的有效举措,是提高教学质量、提升办学水平的“催化剂”。工程物探教学中有很多感性认识的内容,应多借助多媒体进行教学。例如:讲述地震勘探的野外观测系统时,涉及炮间距、道间距、排列长度、偏移距、覆盖次数等概念,讲起来很空洞,学生不容易理解,这时候就可以借助录像或动画进行讲解,学生非常喜爱。再如,在讲授基桩高应变检测的时候,播放一段高应变实测过程的录像,学生印象很深,很容易就记住了教学内容。

2.举办专题讲座,深化专业学习

工程物探课教学应增进学术交流,努力做到“走出去”与“请进来”相结合。以华北水利水电学院为例,借助成为河南省政府与水利部共建地方高校的契机,华北水利水电学院把任课教师送到工程单位学习,在生产一线经受锻炼。学院还邀请国内外知名学者、专家来校讲学、作学术报告,教师和学生从中受益匪浅。此外,学院还经常举办物探仪器展销活动,开阔学生的视野;工程物探专业研究生的论文选题报告和毕业论文答辩也对本科生开放,鼓励本科生参加并讨论,增强专业吸引力,深化专业学习。

三、加强实践教学,增强学生动手能力

提高学生解决实际问题的能力,加强实践环节教学,要立足于实验室建设和实践基地建设两个方面。

1.加强实验室建设

为了解决学生多、野外实习机会少的矛盾,保证教学效果,实现教学目标,就要把加强教学试验环节作为课程改革的工作重点,在现有的学时中增加实验教学的学时。例如:华北水利水电学院投入巨资建设了217平方米的工程物探实验室,购置了一批工程物探和工程检测仪器,配备有低频组合、100Mhz和900Mhz天线类型的美国SIR3000地质雷达1套,60道高密度电法仪、48道浅层地震仪各1套,DDC-6电子自动补偿仪10台,α射线快速测量仪1套,中国科学院武汉岩土所生产的RSM-24FD桩基动测仪、静力载荷仪、智能声波探测仪各1套,具备了进行声波检测、地震勘探、电法勘探和雷达探测等新技术实验的能力。学院的物探实验课内容包括声波波速测试、声波跨孔测试、场地高分辨率地震勘探实验、场地地质雷达探测实验和高密度电法勘探实验等内容。先进实验室的建成,极大地丰富了教学内容,开阔了学生的眼界,使学生有机会操作各种工程检测仪器,增强了实践能力,避免了“眼高手低”现象的产生。

2.建设校外教学实践基地

通过实验室中各种实验的锻炼,学生提高了动手能力。但是,纯粹的实验室教学是无法培养出杰出的地质工程人才的。因为实际的工程环境是千差万别的,没到过工地去体验,学生还只是仪器操作员而已。野外实习能够提升学生处理工程实际问题的能力,然而野外实习需要很大的成本,而且学生的安全也是学校最为担心的一个问题。建设固定的校外教学实践基地能够较好地解决野外实习学生的安全问题,而且成本也较低。如为加深学生对管网探测技术的了解,在实践基地埋设不同材质、不同管径、不同深度的管道,采用管网探测仪探测研究。另外,利用学院新校区建设桩基工程,组织学生进行现场观摩、实际操作,然后进行交流讨论,大大提高了学生的实践能力。校外教学实践基地建设要坚持“产、学、研”相结合的原则,以学校与社会结合为前提,以充分利用社会资源为基础,以提高教学质量为首要目的,以有效措施为保障,努力做到既有利于加强实践教学,培养学生的创新精神和实践能力,又有利于教学科研活动和实践教学体系的建设和完善。

参考文献:

[1]阮百尧,沈云发,朱晓媚等.挪威地球物理勘探教学对我国勘查技术与工程专业教学的启发[J].中国地质教育,2004,(3).

[2]王大顺.教育心理学[M].兰州:兰州大学出版社,2006.

[3]王君恒,范振林.地球物理学课程学习动机激发策略实践[J].中国地质教育,2009,(3).