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篇(1)

【關鍵詞】水文地質，勘察方法，找水，綜合運用

中圖分類號：P331文獻標識碼： A 文章編號：

一、前言

伴隨著現代科學技術的日新月異，水文地質勘察人員在工作中需繼承和發展傳統技術基礎上，也要關注并結合新技術、新理論，這樣才更有利于進行找水工作，才可以使找水技術不斷的更新發展。目前，我國人均淡水資料擁有量不足2 200m3，世界排名109位，而30年后，人均淡水資源擁有量將不足1 700 m3。因此用現代的水文地質勘查方法來找水減緩各區域供水壓力已成為當務之急。以下分別詳細介紹了遙感技術勘察法、地球物理測井勘察法、地面核磁共振勘察法的工作原理及在水文地質勘察工作中的具體應用。

二、現代水文地質勘察方法在找水中的應用

隨著我國經濟的快速發展，我國總體而言，水資源的利用形式逐漸嚴峻，以許昌市為例，許昌市水資源嚴重短缺,人均水資源量僅204立方米,相當于全國人均水平的1/10。市區由于過量開采地下水,已形成面積達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,地面最大沉降量超過277 mm。為了滿足城市居民生活和工農業生產用水需求,在許昌麥嶺水源地綜合運用現代水文地質勘察方法找水勘察,取得了多種地質信息,基本查清了供水目的層的埋藏條件、邊界條件以及地下水動態特征。筆者將從下面幾個方面簡述現代水文地質勘察方法在找水中的應用。

1.物探和鉆探

(一)物探。在水文地質調查的基礎上,結合研究區的水文地質情況,采用對稱四極電測深法對勘察區西部的補給斷面進行探測,共做電測深點203個,電測深剖面8條;利用EH-4電導率成像系統,對勘察區西部、南部邊界和北汝河河道進行了探測,共完成9條物探剖面, 96個物理點,剖面長度54.55km;對18眼探采結合井和4眼勘探井進行視電阻率和自然電位物探測井,劃分地層,進行排管。通過這些工作,基本查明了西、南邊界和北汝河河床的地層結構和含水層的分布規律,為擬建水源地的供水孔和布置鉆探工程量提供了科學依據。

(二)鉆探。根據遙感水文地質調查、物探資料,結合以往地質、水文地質資料,在補充分析勘察階段成果的基礎上布置鉆探工作量?？碧绞┕た碧匠樗?眼,進尺291.4 m;地質孔4眼,進尺362 m;觀測孔12眼,進尺1 071.55 m;探采結合井18眼,進尺2 242.2 m。共施工勘探孔和探采結合井38眼,總進尺為3 967.15 m。根據物探、鉆探工作分析,麥嶺水源地第四系孔

隙含水層的形成和分布受北西向的茨溝—姜莊凹陷和襄城大斷裂等構造控制。同時根據區域水文地質條件及水源地地層時代、巖性、成因及富水性,新近系湖積層及第四系下更新統冰水沉積層的富水性差,集中供水意義不大;中更新統埋藏型沖洪積卵礫石層顆粒粗,厚度大,富水性強,不易污染,是城市集中供水的理想水源地。

2.遙感技術在地下水資源勘察中應用

遙感技術即從遠處探測、感知特體各事物的技術，它技術先進、探測范圍大、信息量大，并可實施動態監測。遙感勘察方法就是在勘察區范圍內進行的航空遙感勘察,它是一種采用展片和航片目視解釋,結合野外驗證與水文地質補充調查的水文地質勘察方法。遙感勘察方法可分為4種：熱戲外監測法、水文地質遙感信息法、環境遙感信息分析法和遙感模型法。

（一）熱紅外監測法。熱紅外監測法主要就是用熱紅外波段的遙感圖像資料，通過測定地面溫度來確定地下水的存在。特別適應于干旱、半干旱地區的水資源的尋找。其工作原理是：地下水可在過毛細管作用、熱傳導作用及地表強烈蒸發作用下可導致干旱或半干旱地區的地表濕度和溫度發生變化，從而導致冷熱異常的現象，此現象便可在熱紅外遙感圖像上顯示出

來。利用紅外遙感數據再配合一定的航片作為基本的遙感資料便可實施地下水資源的探測工作。

（二）水文地質遙感信息分析法。水文地質遙感信息分析法就是運用水文地質理論對從遙感圖像獲取的地層巖性、構造、水文等水文地質信息進行分析，從而確定有利的蓄水構造，判斷地下水的貯存情況。

（三）環境遙感信息分析法。環境遙感信息分析法就是根據遙感圖像上提取的與地下水有關的植被、湖泊、水系等環境因子與地下水的依存、制約關系來判斷地下水系統的貯存情況。其工作原理是：在干旱區域，植被的生長狀態因受到氣候、性、地貌、水文地質條件等因素的制約，其中區域淺層地下水對植被的影響最大。地下水水水位埋深、礦化度、水化學類型控制著被群、植被覆蓋度?？赏ㄟ^這些信息來判斷地下水的排泄點(區)的水位埋深、礦化度和水化的學類型等相關信息。

（四）遙感模型法。

通過分析遙感圖像得知與地下水密切關系的水文因素狀況，并建立監測地下水位的定量評價模型，對地下水資源進行估測的方法叫遙感模型法，它是遙感與數學、模型學相結合的一種新的研究方法。此種方法主要用于評價地下水位分布狀況。

3.地球物理測井方法

地球物理測井是物探方法的一種，主要是配合地質鉆探對鉆孔內的水文地質狀況進行精確探測。地球物理測井方法是以嚴密的物理數學原理為基礎，主要用于分析地下水的分布，判斷地下水質量，探測巖溶洞，分析地層構造等。地球物理測井主要工作內容及工作原理如

下：

（一）正確地劃分含水層并確定層位及厚度，研究它們之間的相互關系。

（二）對地下水進行地下水礦化度進行測量。地層水的礦化度越高，地層電阻率值越低

（三）判斷裂隙及其泥質含量。裂隙存在的判斷標準：聲波時差較大，電阻率較小，密度偏低。如果裂隙存在，那么裂隙中填充的泥質越多，自然伽馬測井值就越大。

（四）巖溶水勘察。裂隙層位可由聲波曲線直接反映；當溶洞中含水時，自然伽馬曲線幅值略低，以此來可判斷其富水性；在巖溶、裂隙發育處，會出現井徑擴大的現象，因此，巖溶裂隙發育程度也可用井徑曲線來判斷。

（五）劃分鉆孔地層巖性。根據不同巖石的密度，電阻率，波阻抗，孔隙度等參數的差異，并綜合電阻率測井、聲波測井、密度測井、中子孔隙度測井等資料就可以劃分鉆孔的巖性剖面。

4.地面核磁共振法

地面核磁共振法就是利用不同物質原子核特性差異產生的核磁共振效應，通過觀測、研究地層中水質子產生的核磁共振信號的變化規律，來判斷探測區地下水的分布情況。它是目前世界上唯一可直接找水的地球物理方法,可量化含水層信息，勘探的深度?。壳白畲罂碧缴疃刃∮?50m），適合北方地表較干燥地區使用。其工作原理就是水中的氫核質子在地磁場的作用下，處在一定的能級上，再以具有拉摩爾頻率的交變磁場對地下水中的質子進行激發，這樣原子核能級間就會產生躍遷即產生核磁共振。核磁共振信號的強弱或衰減的快慢直接與含水層中氫質子的數量、含水層孔隙大小相關，核磁共振信號的幅值越大，所探測區域內水含量就越豐富。從而，可以根據由小到大的核改變激發脈沖矩來推斷由淺到深含水層的貯存狀況，達到實現直接尋找地下水的目的。

地面核磁共振法屬于直接找水法，在有效的勘探深度范圍內，有水就有核磁共振信號顯示，以此來探測各類型的地下水。主要用于探測其他物探方法難以尋找的地下水，主要應用在以下4個方面：黃土孔隙、裂隙水探測；尋找碎屑巖類淺層風化裂水和層間承壓裂隙水；確定基巖裂隙帶的富水性；判斷灰巖區溶洞、裂隙含水或是泥質充填。

三、結束語

隨著近年來科技的不斷發展，以及勘探技術的不斷提升，在繼承了老一輩水文勘探人員的技術和知識后，新一代的工作者更要與時俱進，不斷的研究并熟悉新的理論和技術，從而將新老結合，挖掘開拓出更加優良的勘探方法，從而方便找水工作，使得找水的相關技術得到不斷的提升和發展。

參考文獻：

[1]-張少勇，劉偉超，田慧娟，李倩倩 現代水文地質勘察方法在找水中的綜合運用[期刊論文] 《中州煤炭》 -2010年1期

[2]-鄒慧峰 找水中現代水文地質勘察方法的綜合應用[期刊論文] 《黑龍江科技信息》 -2011年12期

[3]-賢世榮 水文地質勘察方法在找水中的應用[期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2011年20期

[4]-趙實 現代水文地質勘察方法在找水中的綜合應用[期刊論文] 《技術與市場》 -2010年9期

篇(2)

[關鍵詞]潛山 儲集特征 遼河斷陷灘海區

[中圖分類號] P612 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-9-48-1

遼河斷陷灘海區位于渤海灣盆地北部，屬遼河斷陷陸上向海域的自然延伸。其地質特點與遼河斷陷陸上相似，具有典型的陸相斷陷盆地特征。區內油氣資源豐富，構造復雜，油氣藏類型多樣，并在新生界已找到非?？捎^的油氣儲量規模。在具備油源及蓋層條件下，潛山油氣藏主要受控于潛山孔縫的發育程度，所以探討潛山孔縫發育規律、尋找孔縫發育帶是潛山油氣藏研究的關鍵問題。

1潛山油氣藏勘探進展及研究現狀

潛山油氣藏由于其油源豐富、儲集條件好、圈閉容積大、單井產量高，正受到國內外石油地質學家的高度重視，而潛山油氣藏的研究是隨著其勘探開發進展而進行的。

1.1潛山油氣藏的概念和分類

潛山油氣藏是一種特殊類型的基巖油氣藏，是位于年輕沉積層底部的區域不整合面之下、地貌呈高斷塊或隆起的較老地層中的油氣藏。

1.2潛山油氣藏勘探進展及研究現狀

潛山油氣藏由于其油源豐富、儲集條件好、圈閉容積大、單井產量高，正受到國內外石油地質學家的高度重視，而潛山油氣藏的研究是隨著其勘探開發進展而進行的。

1.2.1國內潛山油氣藏勘探進展

我國最早發現的古潛山油田是1959年酒西盆地的鴨兒峽古潛山油田，儲層為志留系千枚巖、板巖及變質砂巖，潛山高度500 m，潛山項部風化殼較發育。渤海灣盆地不僅是我國東部盛產油氣的地區之一，而且以其富集高產的潛山油氣藏著稱于世。目前潛山油氣藏的勘探由尋找大型的、明顯的、簡單的高中潛山轉到尋找中小型的、隱蔽的、復雜的中低潛山，潛山油氣藏已成為我國重要的油氣勘探方向。

1.2.2潛山油氣藏研究現狀

潛山油氣藏的早期研究多為已發現油藏的坳陷或盆地的區域地質研究，其后則側重于潛山成藏條件及同類型坳陷或盆地的對比研究，以期發現新的潛山油氣藏。國外古潛山油藏注重于某一個盆地的潛山成藏條件、特點及分布規律，沒有形成一個系統理論。1960年，近年來，隨著潛山油氣勘探形勢越來越緊迫，國內外涌現了許多成型的潛山儲層研究技術和手段，如高分辨率地震勘探技術、地應力預測技術、5700測井成像技術、多地震屬性預測技三維可視化技術等，使潛山儲層預測研究日益深化、完善。這些新技術、新方法及新理論成藏動力學、含油氣系統的提出和應用，使潛山油氣藏研究提高到了一個新高度。

2變質巖儲層

2.1儲集空間類型

變質巖儲層幾乎都是裂縫型的，本區太古宇巖性是混合花崗巖，根據成因、形態，其儲集空間大致有以下幾類

（1）構造裂縫：太古宙巖石經受頻繁構造活動，形成構造裂縫創造了良好條件。特別是中、新生代劇烈的斷裂活動，為剛性較強的混合花崗巖形成構造裂縫創造了良好條件。據遼河斷陷變質巖潛山研究表明1mm，構造裂縫多受張性正斷層控制。其中高角度裂縫（與巖芯橫切面夾角大于75o）分布多與斷層走向平行，縫壁規則，開度多在l mm以上，延伸長；斜交裂縫（夾角在15o～75o之間）數量多，在構造裂縫中占70%以上，開度一般在0.01--1mm之間。這兩種裂縫是變質巖主要儲集空間。而低角度裂縫（夾角小于15o）多是在壓性應力作用下形成，開度多小于0.01mm，不發育，儲集性差。

（2）風化孔縫：太古宙巖石在漫長地史中多次處于抬升狀態，潛山頂部風化孔縫發育。多表現為裂縫錯綜，密度較大，網狀形態分布，多為溶縫式風化淋溶裂縫。

（3）溶孔：溶孔在變質巖儲層分布不普遍，發育程度差，大小不等，主要有粒間溶孔、晶內溶孔、蝕變溶孔等。

2.2儲層裂縫物性分析

2.2.1物性分析

有關資料顯示，變質巖儲層孔隙度一般都很低，約為1.7%--8%。遼河斷陷孔隙度平均值為2%--4%。通過物性的相關性分析，顯示裂縫開度與孔隙度關系不明顯，這可能是由于裂縫的隨機性及裂縫間距造成。從變質巖潛山油藏的試井資料到生產井的試采資料也都反映儲層產能與孔度關系不大，推測是因裂縫的高度連通性和巨大的總體容積空間而造成高產和較大的地質儲騷。顯示滲透率與孔喉半徑存在較為明顯的線性關系即滲透率隨著孔喉半徑的增大而增大，這就證明裂縫開度的大小是決定變質巖儲層性質的主要因素。

3碳酸鹽巖儲層

3.1儲集空間類型及物性

本區碳酸鹽巖儲集空間比較復雜，根據成因、形態，其儲集空間大致有以下幾類：

3.1.1構造裂縫：

A張裂縫：裂縫延伸較遠，鏡下寬度約0.03-0.08mm，多為方解石或泥質半充填。巖芯中可見長約8 cm、寬2～5mm的垂直層面張裂縫被方解石充填。這種高角度裂縫串通上、下層面，把各種類型的孔縫連通起來，有利于改善儲層物性。

B “X”型剪切裂縫：裂縫呈X型與層面斜交，縫面較平直，鏡下寬0.02-0.1mm。可見后裂開的一組切割先裂開的另一組，為方解石半充填。巖芯中也可見有兩組X相交的，共軛剪切裂縫，其中一組傾斜裂縫.與層面約40o～45o相交，與其共軛的另一組不發育。裂縫寬約2～8mm，比較平直，延伸長約10～15 cm。

3.1.2風化孔縫及洞穴：

風化裂縫網狀分布、縫擘不規則。裂縫寬窄不一，寬度0.01-0.1mm，延伸較遠，密度也較大，多為方解石全充填或半充填。

3.1.3溶蝕孔縫及洞穴：

一般較寬，縫壁不規則，呈彎曲狀延伸，鏡下寬度為0.05～0.1mm，呈半充填，充填物為方解石和石英。該類裂縫多在原有縫隙（如X型剪切裂縫、張裂縫或縫合線）基礎上局部溶蝕擴大而成。

參考文獻

[1]李文權.劉立.焦麗娟.王麗 遼河坳陷曙北地區新生代層序地層及沉積體系發育特征[期刊論文]-地質力學學報2004，10（2）.

篇(3)

美國放棄

1997年，美國加利福尼亞大學的4名學者聯名發表了《地震無法被預測》的論文。論文作者指出，在經歷了近30年的精心研究后，他們發現，地震是無法預報的，從事這方面的研究工作也是毫無希望的。

見預報無望，美國政府根本沒有設立專門的地震局，而是由研究龍卷風、熱颶風、火山爆發等自然災害的美國地質勘探局（USGS）兼顧監測和記錄地震活動?？上У氖?，壟斷著世界頂尖技術的美國地質勘探局，卻從未預報過地震的訊息。

雖然不能像預報天氣一樣預報地震，但美國地質勘探局并非毫無作為。借助地質活動數據，科學家可以計算出未來將發生地震的可能性。比如，科學家預測在未來30年內，舊金山灣區發生重大地震的概率為67%，而南加利福尼亞的概率是60%。因此，美國地質勘探局致力于通過提高基礎設施的安全等級，來減弱未來地震的危害性，而不是把精力放在研究短期預報上。

不過，就當全世界都打算放棄地震預報時，中國地震部門卻成功的預報了一次地震，這個奇跡就發生在遼寧海城。

1975年2月4日，在海城、營口縣附近發生了7.3級強烈地震。由于地震部門預報準確，人們獲得了兩個半小時的逃生時間，雖然仍有328人死亡，但對于一次7.3級的強烈地震，這已經是不幸中的萬幸了。

困難重重

海城地震預報是國際上承認的唯一一次成功的短臨預報。但是，就在人們以為海城地震預報模式可以推廣之時，1976年的唐山大地震卻沒有預報成功。這是因為地震的成因、發生機理和觸發條件等，是非常復雜多變。所以，《美國地震協會公告》曾評價說，“海城地震的預測，是結合了經驗主義、直覺判斷和好運氣，這只是預測地震的一次巧合。”

地震的難以預報體現在許多方面，主要有幾點。首先是，地球內部的情況難以知曉。地震多數發生在地下15公里以下的地殼里，這次蘆山地震就是發生在離地表16公里處。目前，人類對于地殼的研究極限是地下12公里，遠遠做不到直接觀察到地震孕育發生的全過程，只能在地表憑借有限的儀器設備，捕捉地殼內部結構和狀態變化的間接信息。因此，難以捕捉到地震的信息。

其次，人類對地質觀察的知識和數據積累并不全面。中國是世界上最早進行地震記錄的國家，早在公元前十七世紀的夏代末期，《竹書紀年》中就對地震做出記載。但由于缺乏精準、有效的測量儀器，兩千多年來，人類始終沒有獲得過一次地震的完整資料。

第三，人類對地球構造運動的理論還不成熟，認識才剛剛開始。即便有一些經驗和知識，也不能用于彼時，如海城的經驗無法用于唐山地震，也不可能完全應用于今天的汶川和蘆山地震，只能用作參考。

既然地震不能預報，要地震局來干什么？

其實，地震局對科研人員的工作已經有長篇描述，如開展地震數值預測理論與方法研究，對中期和長期地震危險趨勢做出定量化的預測，開展地震前兆機理研究，開展對構造活動、地震過程的觀測方法研究等。簡言之，地震局可以在地震時監測各項地震的指標，做出震級評估，震后災害預計等等，雖然不能提前預報，但是可以起到對地震記錄、分析等作用，為后人提供地震的資料。

長遠期望

美國地質勘探局的一些觀點已經表明，他們將放棄地震預報的研究，例如“在可預見的未來我們不知道如何預報，并且也不打算知道?！毕喾?，中國有一些研究人員認為，對于地震來講，現在不可知是正確的，但未來不可知，那就是錯誤的。至于未來有多遠，則要看研究人員的探索和社會各界的支持了。

美國地質勘探局放棄研究，不代表宣判地震預報研究的死刑，世界上還有相當多的科研人員在利用各種設備、技術和地震預兆進行地震預報研究。

中國研究人員從對地震的長期監測和研究中，對一些地震災情做出了長期預報。例如，1976年云南龍陵地震、1976年四川松潘地震和1976年四川鹽源地震，就成功的實現了長期預報。

地震預報是否有意義以及未來是否有突破，誰也沒有答案。不過，法國科學家法布爾的話最有啟示意義：不管我們的照明燈能把光投射多遠，照明圈外依然會死死圍擋著黑暗。我們的四周都是未知事物的深淵黑洞。我們都是求索之人，求知欲牽著我們的神魂。就讓我們從一個點到另一個點移動我們的提燈吧。隨著一個個局部被認識清楚，人們最終將了解世界的全貌。

篇(4)

（淮北礦業集團蘆嶺煤礦，安徽 宿州 234000）

摘　要：文章以礦井瞬變電磁法的扇形觀測系統在錢營孜煤礦西風井掘進巷道中的應用為例，分析了礦井瞬變電磁法在煤礦水文地質方面工作的作用，也闡述了扇形觀測系統與常規的觀測系統相比的優點。為礦井瞬變電磁方法的發展及在礦井水文地質工作中的推廣做出了一定的貢獻。

關鍵詞 ：礦井瞬變電磁；扇形觀測系統；水文地質；數據采集

中圖分類號：TD6文獻標志碼：A文章編號：1000-8772（2014）13-0203-01

1 礦井瞬變電磁法的基本原理

瞬變電磁法屬時間域電磁感應方法。其探測原理是：在發送回線上供一個電流脈沖方波，在方波后沿下降的瞬間，產生一個向回線法線方向傳播的一次磁場，在一次磁場的激勵下，地質體將產生渦流，其大小取決于地質體的導電程度，在一次場消失后，該渦流不會立即消失，它將有一個過渡（衰減）過程，該過渡過程又產生一個衰減的二次磁場向掌子面傳播，由接收回線接收二次磁場，該二次磁場的變化將反映地質體的電性分布情況。如按不同的延遲時間測量二次感生電動勢V（t），就得到了二次磁場隨時間衰減的特性曲線。如果沒有良導體存在時，將觀測到快速衰減的過渡過程；當存在良導體時，由于電源切斷的一瞬間，在導體內部將產生渦流以維持一次場的切斷，所觀測到的過渡過程衰變速度將變慢，從而發現導體的存在。瞬變電磁場在大地中主要以“煙圈“擴散形式傳播，在這一過程中，電磁能量直接在導電介質中傳播而消耗，由于趨膚效應，高頻部分主要集中在地表附近，且其分布范圍是源下面，較低頻部分傳播到深處，且分布范圍逐漸擴大[1-8]。

2 井下觀測系統布置

本次探測主要是探測巷道順層前方、頂板、底板的富水性，所以在測點上共布置三個探測方向，一個是線圈平面方向是平行巷道掌子面朝法線方向探測，一個方向是斜上45°方向探測巷道傾頂板方向，一個是斜下45°方向探測巷道傾底板方向。西三軌道山上山巷道迎頭立面較小，礦井瞬變電磁法的發射和接收線圈的幾何尺寸受到的一定的制約?，F場觀測系統布置時只能采用多匝小回線的發射和接收裝置形式，即邊長為2m。測點布置在巷道迎頭里面附近，從巷道迎頭左側開始，左右兩側各布置了3個測點，每個測點處在豎直方向上采集3組數據，依此為超前頂板、超前順層、超前底板，其中頂板和順層方向數據采集時天線法線方向約與迎頭立面成45°，順層方向天線與迎頭立面垂直。本次探測是軌道迎頭前方的電阻率變化情況，巷道設計在停頭位置做相應的變化，即在水平面內旋轉天線，使天線的法線方向與巷道的左側分別成60°、30°、45°和90°的夾角進行探測。當天線的法線方向與巷道迎頭界而垂直時，根據其主迎頭斷面的寬度布置4個測點；到巷道迎頭右側時類似左側方法分別成90°、30°、45°和60°的夾角進行探測、右幫布置3個測點，從而實現從多個角度采集數據，稱之為“扇形”測深系統技術。

3 結果解析及結論

由圖1可見迎頭前方的視電阻率剖面，從觀測系統中可以看出，本次探測的所有測點均分布在巷道平面上，為重點解釋區域；本次實際探測掘進巷道迎頭前方100m，解釋迎頭前方80m，盲區20 m。針對前方探測結果解釋如下：

（1）掌子面前方20-40m段范圍內頂板、順層與底板的視電阻率值較高，相對較高，該段巖性變化不大，不存在低阻異常；

（2）掌子面前方40-60m段范圍內頂板、順層與底板的視電阻率值均有所降低，與迎頭相比電阻率存在變化，相比巖性有所變化，注意支護；

（3）60m-100m左右，視電阻率的結果跳躍較大，特別是巷道的左上方及前方，推測是存在構造或者是破碎帶，掘進到此處時請注意支護與超前鉆孔探放水，以探查引起視電阻率變化的地質原因；

參考文獻：

[1] 武軍杰.瞬變電磁新技術在隧道超前地質預報中的應用研究.[碩士論文] 長安大學，2005.

[2] 李志聃.煤田電法勘探.徐州：中國礦業大學出版社，1990.

[3] 鄭永祥，郗金棟.礦井無線電透視法試驗研究.煤田地質與勘探.1978.03：22-31.

[4] 何峰，蔣維慶.礦井音頻電透視的應用.中國煤炭學會第六屆青年科技學術研討會論文集.2000.

[5] 于景邨.礦井瞬變電磁理論與應用技術研究.[博士學位論文] 中國礦業大學.1999.

[6] 岳建華，姜志海.礦井瞬變電磁探測與應用.能源技術與管理.2006（5）.

[7] 劉志新.礦井瞬變電磁場分布規律與應用研究.[博士學位論文]中國礦業大學.2007.

篇(5)

關鍵詞： 相干體； 正演； 產能建設； 產能

中圖分類號： TE21 文獻標識碼： A 文章編號： 1009-8631（2011）02-0054-02

1概述

1.1文西斷裂帶基本情況

文123塊位于東濮凹陷中央隆起帶文留構造西部，是文南油田地區增加動用儲量的有利地區目標之一。文西經過近三十年的開發，共發現六套含油氣層系（Ed、ES1、ES2下、ES3上、ES3中、ES3下）,其探明程度較低。

從1996年至今，該塊曾多次進行地震資料的處理，2003年又進行了地震資料的重新采集，進行了資料的多輪挖潛和目標區的滾動評價，并相繼鉆探了多口探井，但獲工業油井由于油層單一，產能低，雖然取得了一定的鉆探效果，但沒有發現規模油藏。這一方面顯示了該區仍具有較大的勘探開潛力，另一方面也表明該區存在著一定的地質難題有待于攻關。

1.2文西斷裂帶勘探開發存在的主要問題

1.2.1斷裂體系復雜、構造落實程度低

文西地區構造活動強烈，多期次構造活動形成的西傾、東傾的兩組斷裂在不同時期、不同層位交互切割，使文西斷裂帶的構造異常破碎、復雜多樣，造成區域構造規律性把握不清，構造落實程度低[1]。

1.2.2油氣成藏規律認識難度大，勘探風險大

文西地區構造復雜，斷層發育，油藏控制因素不十分清楚，油氣成藏規律認識難度大。并且該區已探明的油氣藏含油層段分散，含油高度小，規模小，油(氣)水關系復雜，造成了該區井位部署難度大、鉆探風險高。

1.2.3油藏埋藏深，儲層物性差，油藏類型復雜，儲量豐度低

文西地區儲層埋藏深(油藏埋深3300-3800米左右)、物性差(儲層平均孔隙度14%左右，平均空氣滲透率15.0毫達西)，儲層發育不穩定，縱橫向上變化大，砂體空間展布規律難以把握，儲量豐度低，開發成本高，開發難度大。

2 研究的主要內容

2.1開展區域構造整體研究，分砂組精細評價

文西地區特殊的地質條件，造就了文西構造復雜多樣、差異巨大。把文西斷裂帶作為整體構造單元進行研究評價，研究構造的發展演化和斷裂格局，從宏觀上把握整體規律，有效地指導了局部構造的研究。

通過精細研究，精確刻畫出了斷距大于10米的斷層，幅度大于30米的圈閉。例如：文123塊通過構造精細研究，認清了文123塊地層傾向扭轉，從而發現兩個局部高點，對后續井網的部署起到了指導作用。

2.2開展儲層精細研究，搞清儲層空間展布規律

文西地區儲層整體比較發育，但連續含油層段小，儲層變化大，儲層的分布發育對油氣藏的形成和儲量的品質有重要的影響[2]。

首先通過高分辨率層序地層學研究，確定層序地層格架，進行等時地層單元的對比；以取芯井單井沉積相分析為立足點，以連井沉積相分析為橋梁，以砂巖百分含量和砂泥比值為依據，由點到線，由線到面，定量編制不同時期的沉積體系平面分布圖，進而評價有利砂體的展布位置。

其次運用地球物理方法進行儲層預測評價，文西～劉莊地區沙三一、二段的主要儲集體為三角洲前緣環境下的分流河道、河口壩、前緣席狀砂和湖泥沉積，因此，儲層的縱橫向分布相對穩定性差。

目的層段埋藏深，地球物理信息衰減大，高頻信息小，整體速度大而砂泥巖速度差異小，由于研究區三維地震數據采樣率為1ms，為儲層預測工作提供了保障。為了得到較高精度的儲層反演結果。

2.3開展油藏綜合評價，優選富集區塊

文西地區緊鄰柳屯―海通集洼陷，是油氣的主要指向地區之一。文西地壘帶又是次級的復合式背斜[3]，尤其是沙三中層系，為一完整的復合式背斜形態，背斜近南北走向，軸部位于文123井附近，該背斜帶應是文西地區油氣富集地區。

文西沙二上段和沙一段以及沙三段鹽巖蓋層厚度大，分布穩定，封堵能力強，決定了沙二下上部，和沙三中上部油氣富集段。

綜觀前述油氣藏控制因素可以看出，在平面上文西復合式背斜北部的高點，是油氣成藏的理想場所；縱向上儲蓋層的組合決定油藏體系，沙二下頂部和文9鹽下沙三中2是成藏的最有利目的層。

2.4文123塊勘探開發一體化的主要做法及效果

以“探、評、建”一體化模式為指導，強化勘探開發的緊密結合，按照“整體部署、分批實施、跟蹤研究、及時調整”的原則，加快探明儲量向產能的快速轉化，提高勘探開發總體經濟效益。

2.4.1開展整體方案概念設計，指導一體化滾動勘探開發

按照“探、評、建”一體化的思路，根據文123塊構造特點和油氣富集規律研究結果，對文123塊沙三中1-2鹽間油藏進行滾動勘探開發方案整體概念部署。

方案初步估算區塊含油面積0.8km2，油層厚度15m，估算石油地質儲量70×104t左右，采用200-230m的不規則三角井網進行部署，初步部署新井10口，其中油井6口，水井4口。

2.4.2進行井別分類后分步實施，早期配套，實現區塊快速建產

根據文123塊沙三中2油藏的概念設計，按照滾動評價井鉆探構造高部位揭示油藏、油藏評價井落實產能和儲量、開發井進行產能建設的思路，對方案部署的新井進行井別分級后分批實施。

2.4.2.1優選實施滾動評價井，降低鉆探風險

為降低鉆探風險，減少投資，根據文123塊沙三中2油藏的概念設計，結合文123塊油藏油氣富集特點，首先選取區塊內的地質報廢井文123井側鉆為第一口滾動評價井，鉆探文123塊南部小斷塊構造高點，以揭示該區塊沙三中2的含油氣情況。

該井完鉆后在沙三上、沙三中鉆遇油層22.1m/10n、差油層13.1m/9n，油水同層8.9m/4n。其中沙三中2砂組電測解釋油層2.8m/1層，干層9.4m/6層。對該井沙三中2單獨試油，壓裂沙三中2砂組油、干層4.9m/4層，4mm油嘴，初期日產液95.7t，日產油42t，6mm油嘴試油8小時產油37.6t，折算日產油112.8t，沙三中2鹽間油藏取得突破。

2.4.2.2進行油藏評價，落實儲量規模

文123塊取得突破后，為進一步落實該區塊的儲量規模和產能情況，按原設計方案，又選取了北塊的文123-9井和南塊的123-13井做為評價井進行實施。文123-9鉆遇沙三中油層15m/4n，投產沙三中2砂組7層12.4m，初期日產油31.4t，日產氣7958m3；文123-13鉆遇油層19.2m/8n，油水同層8.9m/2n，投產沙三中2砂組1層6m，4mm油嘴生產，初期日產油36.2t，日產氣7945m3。

2.4.3實施整體部署、早期配套保持地層能量，快速建成產能

根據文南油田文123斷塊區油藏地質特征、試油試采情況，在開發時應遵循的原則：一是整體部署，分批實施，跟蹤分析，及時調整；二是早期注水，保持地層壓力開發。

根據儲層發育較穩定及含油層段集中的特點，區塊采用一套層系進行開發；并根據鄰區相似油田文266塊已有注水開發經驗，以及油藏構造形態，在區塊選用井距在200-230m左右的不規則三角形井網進行整體部署。方案整體部署油水井10口，其中利用老井3口，新鉆井7口，按整體部署，分批實施的原則進行實施。

按照早期配套的原則，區塊從2008年9月開始先后轉注了文123-14和文123-11，其對應油井文123-13和文123-12-10井陸續見到注水效果，初期日增油能力24.6t，當年累增油1445t。

在對區塊進行整體認識的基礎上，按照‘滾動評價、油藏評價、產能建設、早期配套’四位一體的工作思路，重點對文123塊沙三中進行產建一體部署，當年完成了區塊的“評、建”和注采配套工作。

3 取得的主要成果

3.1新井鉆探符合程度高，方案實施符合率高，油藏地質認識準確到位

從完鉆情況來看，部署井位均達到設計目的，實鉆油層厚度與設計相比，吻合度高達92%。如：評價井文123-9井，位于文123塊北部復雜帶，所處斷階帶東西寬約100m，經過精細井眼軌跡設計，鉆遇目的層12.4m/7n，初期日產油39.4t。

3.2滾、評、建一體化，快速建產能

文123塊經過勘探開發一體化的實施，形成了有效的產能接替區，勘探效果顯著。共實施評價井3口，單井平均鉆遇油層14.9m/6.3n，投產初期平均單井日產油47.9t。新增含油面積0.7km2，新增石油地質儲量60.24×104t，溶解氣地質儲量700×104m3。

3.3區塊實現當年配套、當年見效，保持高效穩產

區塊實現了“當年發現、當年配套完善、當年見效”，增加水驅控制儲量52.1×104t，增加水驅動用儲量35.5×104t，確保區塊的持續穩定開發。2008年區塊產量一直保持在120t左右，采油速度保持在4.5%左右。

4 認識與建議

在區帶整體評價的指導下，開展局部目標區塊精細研究，能夠深化對油氣藏規律性的認識，有效提高勘探成功率。

通過實行“探、評、建”一體化模式，加快勘探開發節奏，縮短勘探開發周期，能大幅度提高勘探開發效益。

優化綜合配套措施，精細生產管理，確保偏遠高含鹽油藏持續高效開發。

參考文獻：

[1] 李存貴，薛國剛等.文西斷裂帶高分辨率層序地層學特征[J].斷塊油氣田，2005.

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【關鍵字】工程地質勘探；鉆探工程；相關技術

前言

鉆探工程是為了進行工程地質勘察而進行的，它的本質是通過鉆探取樣、樣品分析、現場工程地質測試程序來獲得建筑基礎的地質資料和巖土層參數，提供出選擇修建地點，基本處理方式、明確建筑類型和合理施工方法的依據。

1、作為基本常用的勘探手段，工程地質鉆探在地質勘查中其特點和適用條件中被廣泛應用。鉆探法適用于不同類建筑物、不同勘察階段、不同工程地質條件下需要部署勘探工作的地段。和地質找礦鉆探比較，工程地質鉆探具有不同的特點：（1）在勘探工程鉆孔布置時，要考慮自然地質條件，還要充分結合工程類型和特點。例：水壩的布孔是順壩軸線布置的，工業與民用建筑則是按建筑物的輪廓線布孔。（2）排除大型水利工程，深埋隧道和專門的地質問題鉆探外，鉆進孔深均為10余米至數10米，經常使用簡易鉆探法和輕便鉆機。（3）鉆孔具有需查明地層巖性、地質結構、水文地質條件、長期觀測等綜合性目的。鉆進過程所以比較緩慢。（4）工程地質鉆探對鉆進方法、鉆進過程中的觀測編錄和鉆孔結構都有特殊的要求。鉆探工作可以在多種環境中進行，地形地質條件不會對其產生限制。工程地質鉆探可以直接采樣觀察巖心，勘探精準性高。鉆探深度大還不受地下水的限制，鉆進速度也較快。

2、因為工程地質鉆探是為工程建筑物的設計、施工服務，故而具有綜合目的，在鉆進方法、鉆孔結構、鉆進進程中的觀測編錄等方面均有特殊要求。它對采芯率的要求較高，一般不可低于百分之八十；軟弱夾層和斷層破碎帶采芯率也不能低于百分之六十。根據不一樣的勘探鉆探對象用相對應的鉆進方法來確保取得較高的巖心采取率。如果在軟弱地層或斷層破碎帶中鉆進，要利用沖洗液或用干鉆，降低鉆速，縮短鉆程，最好采用雙層巖心管。為確保精準測定地下水位以及水文地質實驗正常運作，一定要按含水層的位置和試驗工作的要求，來確定孔身結構及鉆進方法。針對不同的含水層要換徑并分層止水，加以隔離。含水層愈多，換徑和分層止水的次數就愈多。工程地質鉆孔終孔直徑通常為91毫米，依照換徑次數和位置，便能夠確定孔身結構。如果在基巖面以上的砂卵石層中作抽水試驗干鉆，必須不使用泥漿加固孔壁的辦法。一般鉆孔要直，不能發生彎曲；孔壁要求光滑規則，同一孔徑段應大小一致。在鉆探操作工藝上如上要求得到了滿足。借鉆孔水文地質觀測了解巖層透水性的變化，會發現含水層和其近似水位并掌握各含水層之間的水力聯系等。在外鉆進過程中做好孔中水位測量應按水文地質鉆探的要求去做。堅硬巖石的取樣可利用巖心，而其中的軟弱夾層和斷層破碎帶取樣時，一定要采用特殊措施。配備專門的取土器才能夠獲得質量可靠的原狀土樣，并要注意取樣方法和操作工序，來避免土樣不受或少受擾動。為達到上述的特殊要求，鉆探人員應嚴格按規定操作，不能盲目追求進尺。

3、通常鉆探方法和設備自然地質條件相當復雜，不同鉆探方法和設備其使用條件不同，在選擇時必須按照鉆探的目的和地質條件來選取。沖擊鉆探、回轉鉆探、沖擊回轉鉆探和振動鉆探是目前常用四種鉆探方法。工程地質勘探主要采用沖擊鉆探和回轉鉆探。機械回轉鉆探鉆以其高效，孔深大，又能采取巖心在工程地質勘探中被普遍使用。當下，大興鉆探技術的革新，革新方向是全液壓驅動、儀表控制、勘探與測試相結合。工程地質勘探中探究工程土體的物理力學性質要結合勘探工作采取原狀土樣。

原狀土樣的采取方法有如下三種：擊入法、壓入法、振動法。為確保土樣的質量，除了對取土器和取土方法進行選擇外，還應注意鉆探方法、鉆、孔結構、清除孔內殘土、操作方法和土樣封存及運輸等各頂問題。

4、工程地質勘探鉆孔類型和它適用條件鉆孔的類型指的是鉆孔的角度及其方向。鉆機的立軸鉆桿與地平線的夾角稱為鉆孔的角度，也叫鉆孔傾角。以鉆孔傾角角度和變化情況，能把鉆孔分為四種：鉛直孔、定向孔、斜孔、水平孔。為了更好的工程地質勘探，而又

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關鍵詞:地質工程;地球物理勘探;教學;改革

從20世紀50年代我國地球物理教育起步至今,幾十年來,我國的地球物理勘探教育取得了巨大的進展。然而,在目前的地質工程專業中,應用地球物理僅被作為一類技術方法而不是作為一個有著系統理論體系的學科來看待,這就極大地限制了應用地球物理學科專業的建設和發展,也使得地球物理勘探課(以下簡稱“物探課”)教學產生一定的問題。首先,地質工程專業下的物探課程包含重、磁、電、震、放射性等眾多內容,涉及面廣,但課時設置相對較少,使得課程沒有重點和針對性,缺乏深度。其次,地質工程專業物探課程的實驗課課時僅為4個學時,實踐環節的缺失造成學生實際應用能力不強。最后,物探課的教學方法和教學手段單一,難以激發學生的興趣。以上這些問題嚴重影響了物探課教學的效果,必須對其進行改革。

一、重新定位,突出特色教育

1.重新定位教學目標,確立培養“一專多能”的人才培養模式

地質工程專業學生就業面比較廣,涵蓋了鐵路、公路、港口、水利、水電等系統。因此,在教學指導思想上,要確立以工科為主、理工結合的施教思想。地球物理學涉及大量的數學物理方程,比較抽象,邏輯性也強。但是,地質工程專業的學生很多并不具備地球物理專業的數理基礎,因此,在教學內容上應重視培養學生的應用能力,而避免把重點放在煩瑣的公式推導上。在課程內容的選取上,應當體現地質工程專業物探學的“一專多能”,做到“突出重點,兼顧全面”。“一?！焙汀爸攸c”是指物探課教學應突出地質工程專業的特點,“多能”和“全面”是指兼顧其他領域的工程物探,并了解資源和礦產方面的物探知識。

2.優化教學內容,突出工程物探特色

盡管工程物探與常規物探的基本理論相近,但二者的工作方法和要求卻有所不同。一般情況下,工程物探要求的精度和分辨率更高,由于工程地質任務和工作條件的特殊性,工程物探的方法選擇又有特殊的要求,通常是幾種物探手段綜合應用。因此,在物探課教學中要將工程物探和常規物探的教學區分開來,教學中應充分利用學生掌握的物探知識,突出工程物探特色。

3.兼顧行業,突出特色教育

由于開設地質工程專業物探課的高校主要服務的行業不同,因此,高校應根據自身的實際情況,考慮行業的實際需要,突出物探課的特色教育。以筆者所在的華北水利水電學院為例,學校具有水利水電行業特色,同時考慮到工程物探課只是華北水利水電學院地質工程專業的一門專業選修課,總學時少,課程涉及內容較多,因此應突出重點,主要講授水利水電工程常用的物探方法,包括淺層反射地震勘探技術、高密度電法勘探技術、瞬態面波勘探技術、聲波勘探技術、層析成像技術、水聲勘探技術、地質雷達技術和樁基無損檢測技術等,而對放射性、重力、地溫、磁法勘探等基本原理及工程應用只作簡要介紹。在物探技術的應用上,華北水利水電學院在教學中增加了水文地質參數測試、質點振動參數測試、巖體質量檢測、洞室松動圈探測、防滲墻質量檢測、滑坡體探測等內容。由于目前工程物探的教材大部分只涉及一些普適性的理論與方法,針對性不強,不太適合華北水利水電學院地質工程專業學生的學習,因此在課程講授中,筆者大量吸收物探方面的新理論、新成果、新信息,加強對工程物探新方法與裝備技術的介紹和講解,并結合工程實例加以說明。此外,為拓寬學生的知識面,筆者還簡單介紹了物探在資源礦產勘查、交通、海洋、國防安全等方面的應用以及當代物探的新技術、新方法。在課堂教學中引入國內外水利水電物探專家的最新科研成果充實教學內容,既拓寬了學生的知識面,又增強了知識的適用性,效果非常好。

二、優化教學手段,增加課程的直觀性和可理解性

1.借助多媒體,實施案例教學

教學方法和手段改革是教學改革的重要方面,是培養學生創新精神、實踐能力和學習能力的有效舉措,是提高教學質量、提升辦學水平的“催化劑”。工程物探教學中有很多感性認識的內容,應多借助多媒體進行教學。例如:講述地震勘探的野外觀測系統時,涉及炮間距、道間距、排列長度、偏移距、覆蓋次數等概念,講起來很空洞,學生不容易理解,這時候就可以借助錄像或動畫進行講解,學生非常喜愛。再如,在講授基樁高應變檢測的時候,播放一段高應變實測過程的錄像,學生印象很深,很容易就記住了教學內容。

2.舉辦專題講座,深化專業學習

工程物探課教學應增進學術交流,努力做到“走出去”與“請進來”相結合。以華北水利水電學院為例,借助成為河南省政府與水利部共建地方高校的契機,華北水利水電學院把任課教師送到工程單位學習,在生產一線經受鍛煉。學院還邀請國內外知名學者、專家來校講學、作學術報告,教師和學生從中受益匪淺。此外,學院還經常舉辦物探儀器展銷活動,開闊學生的視野;工程物探專業研究生的論文選題報告和畢業論文答辯也對本科生開放,鼓勵本科生參加并討論,增強專業吸引力,深化專業學習。

三、加強實踐教學,增強學生動手能力

提高學生解決實際問題的能力,加強實踐環節教學,要立足于實驗室建設和實踐基地建設兩個方面。

1.加強實驗室建設

為了解決學生多、野外實習機會少的矛盾,保證教學效果,實現教學目標,就要把加強教學試驗環節作為課程改革的工作重點,在現有的學時中增加實驗教學的學時。例如:華北水利水電學院投入巨資建設了217平方米的工程物探實驗室,購置了一批工程物探和工程檢測儀器,配備有低頻組合、100Mhz和900Mhz天線類型的美國SIR3000地質雷達1套,60道高密度電法儀、48道淺層地震儀各1套,DDC-6電子自動補償儀10臺,α射線快速測量儀1套,中國科學院武漢巖土所生產的RSM-24FD樁基動測儀、靜力載荷儀、智能聲波探測儀各1套,具備了進行聲波檢測、地震勘探、電法勘探和雷達探測等新技術實驗的能力。學院的物探實驗課內容包括聲波波速測試、聲波跨孔測試、場地高分辨率地震勘探實驗、場地地質雷達探測實驗和高密度電法勘探實驗等內容。先進實驗室的建成,極大地豐富了教學內容,開闊了學生的眼界,使學生有機會操作各種工程檢測儀器,增強了實踐能力,避免了“眼高手低”現象的產生。

2.建設校外教學實踐基地

通過實驗室中各種實驗的鍛煉,學生提高了動手能力。但是,純粹的實驗室教學是無法培養出杰出的地質工程人才的。因為實際的工程環境是千差萬別的,沒到過工地去體驗,學生還只是儀器操作員而已。野外實習能夠提升學生處理工程實際問題的能力,然而野外實習需要很大的成本,而且學生的安全也是學校最為擔心的一個問題。建設固定的校外教學實踐基地能夠較好地解決野外實習學生的安全問題,而且成本也較低。如為加深學生對管網探測技術的了解,在實踐基地埋設不同材質、不同管徑、不同深度的管道,采用管網探測儀探測研究。另外,利用學院新校區建設樁基工程,組織學生進行現場觀摩、實際操作,然后進行交流討論,大大提高了學生的實踐能力。校外教學實踐基地建設要堅持“產、學、研”相結合的原則,以學校與社會結合為前提,以充分利用社會資源為基礎,以提高教學質量為首要目的,以有效措施為保障,努力做到既有利于加強實踐教學,培養學生的創新精神和實踐能力,又有利于教學科研活動和實踐教學體系的建設和完善。

參考文獻:

[1]阮百堯,沈云發,朱曉媚等.挪威地球物理勘探教學對我國勘查技術與工程專業教學的啟發[J].中國地質教育,2004,(3).

[2]王大順.教育心理學[M].蘭州:蘭州大學出版社,2006.

[3]王君恒,范振林.地球物理學課程學習動機激發策略實踐[J].中國地質教育,2009,(3).