电法勘探 勘探 物探
1.2 电阻率剖面法
电阻率剖面法简称电剖面法。该方法在工作中是采用不变的电极距。并使整个装置沿着观测剖面移动。逐点观测视电阻率s ρ的变化。由于电极距固定不变。勘探深度就保持在同一个范围内。因而s ρ值沿剖面的变化可以把地下某一深度以上具有不同电阻率的地质体沿剖面方向的分布情况反映出来。
根据电极排列方式的不同，电剖面法又有许多变种。目前常用的有二极剖面法、三极剖面法、联合剖面法，对称四极剖面法，中间梯度法和偶极剖面法等。
由于电极排列方式的差异，各种电剖面法所解决的地质问题也就不同。由于变种方法较多，因此适应各种地电条件的能力较弱，应用范围较广。它不仅能有效地寻找金属矿和非金属矿，还可以进行地质填图，解决地质构造等问题，并且在水文地质和工程地质调查中，也获得了广泛应用。
1.2.1 电阻率剖面法的常用装置类型与特点
在电法勘探中，为了解决不同的地质问题，常采用不同的装置。所谓装置乃是指一定的电极排列形式和移动方式。目前，我国常用的电阻率装置类型有二极装置、三极装置、联合剖面装置、对称四极装置以及中间梯度装置等。 一、剖面法常用装置类型及特点 （1）二极装置(AM )
如图1.4.1所示，这种装置的特点是供电电极B 和测量电极N 均置于“无穷远”处接地。这里所指的“无穷远”具有相对概念：若B 极在M 点产生的电位或A 极在N 点所产生的电位相对于A 极在M 点所产生的电位可忽略不计时，便可认为B 极或N 极位于“无穷远”。因此，二极装置实际上是一种测量电位的装置。其中S ρ表示式为
图1.4.1 二极装置
s AM M
AM U K I
ρ=?
（1.4.1） 其中装置系数
2AM K AM =π (1.4.2)
二极装置通常取AM 中点作为记录点。电极距L=AM 。
(2)三极装置(AMN)
图1.4.2 三极装置
如图1.4.2所示，当只将供电电极B 置于“无穷远”，而将AMN 沿测线排列进行逐点观测时，便称为三极装置。其中s ρ表示式为
AMN MN
s AMN U K I
ρ?=?
（1.4.3） 其中
2AMN AM AN
K MN
π
?= (1.4.4)
三极装置取MN 中点为记录点。
上述装置将B 极置于无穷远，称为三极正装置，记为AMN ∞；反之，若将A 极置于无穷远，称为三极反装置，记为MNB ∞。
MNB MNB MN
s U K I ρ?=?
2MNB
MM BN
K MN
π
?= 同样取MN 中点为记录点。
(3)联合剖面装置(AMN ∞MNB)
图1.4.3 联合剖面装置
如图1.4.3所示，它由两个对称的三极装置联合组成，故称联合剖面装置。其中电源负极接到置于“无穷远”处的C 极，正极可分别接至A 极或B 极。其S ρ与三极装置的相同，分别为
I U K A MN
A
A S
?=ρ （1.4.5）
I U K B MN
B
B S
?=ρ （1.4.6）
其中
MN AN
AM K A ??
=π2 (1.4.7)
MN BN
BM K B ??
=π2 (1.4.8) 且A
B K K
=
联合剖面装置仍取MN 中点作为记录点。
(4)对称四极装置(ANMB)
图1.4.4 对称四极装置
如图1.4.4所示，这种装置的特点是AM NB =，记录点取在NM 的中点，其S ρ表达式为
AB MN
s AB U K I
ρ?=?
(1.4.9) 其中
AB AM AN
K MN
π?=?
(1.4.10)
当取a AM NM NB ===时，这种对称等距排列称为温纳(Wenner)装置。其装置系数为
2W K a π= (1.4.11)
当a MN =，=a AM NB n =，称为温纳—施仑贝谢装置，其装置系数为
(1)W S K n n a π-=+
)(2
1B s A s AB s ρρρ+=
(5)偶极装置(ABMN)
图1.4.5 偶极装置
如图1.4.5所示，这种装置的特点是供电电极AB 和测量电极NM 均采用偶极，并分开有一定的距离。由于四个电极都在一条直线上，故又称轴向偶极。其S ρ表达式为
'
'
OO MN
S OO U K I
ρ?=?
(1.4.12) 其中
'2()
OO AM AN BM BN
K MN AM AN BM BN π????=
?-? (1.4.13)
如果取AB MN =，则
'
21OO AM K AM MN π??
??=?-?? ???????
(1.4.14)
当取AB MN a ==及BN na =(n 为正整数)时，则
(1)(2)OO K an n n π'=++ (1.4.15)
式中a 称为偶极长度，n 称为电极的间隔系数。偶极装置常取OO '中点为记录点(O 为AB 中点，O '为MN 中点)，()1OO n a '=+。
（6）中间梯度装置
图1.4.6 中间梯度法装置
如图1.4.6所示。中间梯度法的装置是将供电电极A 和B 固定在相距很远的地方。测量电极MN 在AB 中段1/3的范围内逐点观测。在半无限介质的条件下，AB 中部三分之一范围内电场可近似地认为是均匀的。由于在测量中AB 固定不变，MN 沿剖面移动，所以其视电阻率曲线反映了地电断面沿水平方向的分布情况。中间梯度法虽然在测量过程中，不是整个装置都移动，只有MN 移动，这里仍将中间梯度法归入到电阻率剖面法中。S ρ表达式为
MN MN
s MN
U K I
ρ?= (1.4.16) 其中主测线上装置系数为
2()
MN AM AN BM BN
K MN AM AN BM BN π???=
?+? (1.4.17)
此外，中间梯度装置的MN 极还可以在离开AB 连线一定距离(6AB 范围内)且与之平行的旁测线上进行观测，其装置系数的一般表达式为
3/23/22
2221
2222MN K AB AB MN
x x AB AB x y x y π
=
?+-+????????
++-+ ?????
???????????
(1.4.18)
式中x 为MN 中点的横坐标，y 为纵坐标，坐标原点取在AB 中点处。
除上述几种常用的装置外，根据不同地质条件和不同地电条件，还可以将电极排列成其它的装置类型，这里就不一一列举了。
二、几种常用装置视电阻率表达式之间的关系
根据电场叠加原理，不同装置测量得到的视电阻率之间存在一定的关系。 （1）三级与对称四极的关系 由对称四极，三极装置的S ρ公式：
AB
AB
S
AB
U K I
ρ
?= A
A S
A U K I
ρ?=
B
B S
B U K I
ρ?=
因 AB
A B U U U ?=?+?
故 A B AB S
AB U U K I
I ρ
????=+ ???
又由于A
A S A U K I ρ?=和B
B
S B U K I
ρ?=
，故有关系
A B
AB S S S
AB A B K K K ρρρ
??=+ ???
(1-58)
在均匀介质情况下应有AB A B
S S S ρρρ=+，于是
A B
AB A B
K K K K K =
+ (1-59)
将 (1-59) 式代入 (1-58) 式，则有
1A B A B A B AB S S
B S A S S S A B S
A B A B A B K K K K K K K K K K ρρρρρ?ρρ
?
??++=+=
= ?+++?? (1-60) 式中 A
B
K K ?=
(1-61) (1-60) 式即为三极与四极之间AB
S ρ与A
S ρ和B
S ρ的联系公式。对于对称四极装置而言，因A B K K =，故1?=。于是 (1-60) 式简化为
)(2
1B s A s AB s ρρρ+= (1-62)
(1-62) 式表明，对称四极剖面法的AB
S ρ值，恰等于联合剖面法A
S ρ和B
S ρ的平均值。 （2）偶极与三极的关系
由于偶极装置的MN 极在AB 极的外面，且B 极与MN 的距离比A 极更近些，故有
OO B A U U U '?=?-?
按上述同理可得
1
B A OO S S S
?ρρρ
?'-=- (1-63)
式中?仍由 (1-61) 式表达。
（3）三极与二极的关系
三极与二极之间S ρ也有一定联系关系。由于三级装置的S ρ表达式为
2AMN MN
S U AM AN MN I
ρ?=π
它可写成 2AMN
N M S
U U AM AN MN I I ρ??
=π
- ???
(1-64)
当将三极装置看作是由2个二极装置组成时，则因
2AM M
S
U I ρ
AM
=π或2AM S M U I ρAM =π 2AN
N
S
U I
ρ
AN
=π或2AN S N U I ρAN =π 代入 (1-64) 式则有
()1
222AM AN AMN AM AN S S S
S S AM AN AN AM MN MN
ρρρ
ρρAM AN ??=π-=- ?
ππ?? (1-65) 可见，尽管剖面法的装置类型很多，但其间之视电阻率却有一定的内在联系。明确了上述各装置之间的关系，无论做理论计算或进行异常解释都是有用的。
实际上，所有装置的视电阻率都可用二极装置的视电阻率合成，但各装置的特点是不一样的，地质效果也不同。
1.2.2中间梯度法
中间梯度法（以下简称为中梯法）是电阻率剖面法中一种常用的重要方法。由于中梯法两个供电电极Ａ、Ｂ相距很远、固定不动，而观测是在其中间三分之一地段进行，在地下岩石为均匀、各向同性的情况下，该地段电场可近似地看着均匀电场。因而，计算中梯法的视电阻率异常，可归结为研究均匀电流场中赋存有电性不均体时所产生的视电阻率异常。
给定地电断面，求解视电阻率的理论值或理论曲线就是电法勘探中的正演问题。正演是解反演问题的基础和前提。为了便于对实测资料进行正确的推断解释，只有认识了大量不同条件下的正演结果，才能掌握不同变种方法解决地质问题的能力和特点。由于只有某些规则形体具有解析解，因此我们首先讨论几种典型地电断面上的视电阻率异常特征。
一、球体上视电阻率异常
自然界中存在的近等轴状地质体（如囊状矿体、地下溶洞等），可近似地看为球体。研究球体的视电阻率异常，不光有实质的地质意义，而且有助于对电场空间规律的认识。 （一）视电阻率表达式
如图３．１－４８所示，设在均匀各向同性、电阻率为ρ1无限岩石中，有一电阻率为ρ2、半径为0r 的球形矿体，均匀电流场的电流密度为0j 。有球体存在时，球内和球外电位均由两部份电位叠加而成，即
101101a a
U U U U U U ?=+?
?=+??
球内球内球外球外 （３．１－１５５）
图 ３．１－４８ 均匀电流场中的球体
式中Ｕ0为均匀电流场的正常电位；1a U 球内为球内一次场的异常电位；1a U 球外
为球外一次场的
异常电位。
如图３．１－４８所示，选取球极坐标系，取原点于球心，使极轴x 和均匀电流场0j 方向一致。当取球心电位为零时，均匀电流场的正常电位表达式可写为
001cos U j r =-ρθ
于是，以下问题便归结为如何求得一次场的异常电位1a U 球内、1a
U 球外
。由于球内、外的电位具有轴对称性，故其分布与?角无关，且满足球坐标系的拉普拉式方程
21sin 0sin U
U r r ??????
??
+?=
? ???????
??
θγθθθ （３．１－１５６）
用分离变量法求解（３．１－１５６），得异常电位1(,)a U r θ的通解为
()(1)1,(cos )(cos )n n a n n n n U r A r P B r P -+=+θθθ （3． 1－１５７）
式中n P 为cos θ的n 阶勒让德多项式；Ａn 和Bn 为待定系数。 根据异常电位1(,)a U r θ应满足的极限条件：
球内电位1(,)a U r 球内θ处处有限；球外1(,)
0a r U r →∞
=球外θ。于是，由式（３．１－１５
７）可知，球内异常电位1(,)a U r 球内θ应取Ｂn ＝０；球外异常电位1(,)a U r 球外
θ应取Ａn=0。
这样球内、球外异常电位一般解可写为
()()10(1)10
,(cos )
,(cos )
n a
n n n n a
n n n U r A r P U
r B r P ∞
=∞
-+=?=??
??=??
∑∑球内
球外θθθθ （３．
１－１５８） 根据式（３．１－１５５），可将球内、球外电位的一般表达式写成
()()1100(1)1100
,cos (cos )
,cos (cos )
n a
n n n n a
n n n U r j r A r P U
r j r B r P ∞
=∞
-+=?
=-+??
??=-+??
∑∑球内
球外θρθθθρθθ （３．１－１５９）
为了确定待定系数Ａn 和Ｂn ，将（３．１－１５９）式代入球体与围岩分界面上电位和电流密度法线分量连续的衔接条件
()()0
111112(,)
(,)
,,11r r r r U r U r U r U r r r
θθθθρρ==?=??
????=??????
球内球外球外球内 （３．１－１６０） 便可求出待定系数
21
0121(1)20(1)
n j n A n -?-
=?+=??≠?ρρρρρ
321
01021
(1)20(1)
n j r n B n -?-
=?+=??≠?
ρρρρρ
将Ａn 和Ｂn 代入式（３．１－１５９）便可得到均匀场中球内、球外电位表达式
21101
213
02110121(,)1cos 2(,)1cos 2U r j r U r j r ???
-=-+???+???
???-???=-+?? ??+???????
球内球外
ρρθρθρρρρθρθρρ （３．１－１６１） 式中第二项为球内、球外异常电位和。
由于地面地法勘探的供电和测量工作均在地面进行，讨论半无限天空的电场分布，特别是球外的电场分布更有实际意义。
如图３．１－４９所示，在地下半空间条件下，可按镜像法原理将半空间映射为全空间，用地面上方的一个镜像球代替地面影响。若球心深度（0h ）相对球体半径（0r ）较大，即球体埋藏比较深时，可忽略球体与地面以上镜像的相互作用。于是，利用全空间球外电位表达式中异常部分加倍的方法，可求得地面电位（为简单起见，以下用Ｕ１表示）的一级近似解为
3
021*******cos 2r U j r ??-??=-+?? ?+?????
?ρρρθρρ
（３．１－１６２）
式中r 为地面观察点M 与球心的距离。
图 3.1-49 地下半空间均匀电流场中的球体
若以球居高不下地面投影点O 为原点，Z 轴垂直向下，地面观察点坐标为(),,0M x y ,球心坐标为()00,0,h 。则（３．１－１６２）式中r 和cos θ分别为
r = ,
cos =
θ
地面上任一点(),,0M x y 的电场强度x 分量为
222301211001
2225/22102122()x h y x U E r j x h y x ??+-?-=-=+???+++??
ρρρρρ （３．１－１６３）
由式（３．１－１６２）和（３．１－１６３）可见，均匀场中有球体存在时，球外电场的异常分布与地下水平电流偶极子的电场等效，其等效偶极距为
3
2100121
2
2M r j -=+ρρρρρ
可见，偶极矩的大小与球体的体积成正比，还与球体相对于围岩的电阻率比值21ρρ有关。
根据10
x
s E j ρ=的关系式（中梯法由此得名），中间梯度法在球体上的视电阻率解析表达式为
2223021102
225/22102122()s h y x r h y x ??
+--=+??+++??
ρρρρρρ （３．１－１６４）
当上式中的0y =时，可得主剖面上的s ρ表达式其相对形式为
22
30202
25/2
120211221()s h x r h x --=+++ρμρμ （３．１—１６５） 式中221μρρ=
(二)视电祖率剖面曲线
（1）视电阻率剖面曲线特征
图３．１—５０为按式（３．１—１６５）计算的球体主剖面上中梯法s ρ曲线。球体的半径为0r ，埋深为002h r =，相对于围岩的电阻率分别为20.1μ=和210μ=。
由图可见：当球体为低阻（20.1μ=）时，在球心正上方s ρ有极小值，两侧则有1
s >ρρ的极大值；当球体为高阻时(210μ=)，在球心正上方s ρ有极大值，两侧有1s <ρρ的极小值；无论高阻还是低阻球体，其上的视电阻率剖面曲线皆左右对称。因此，根据s ρ主极值点的坐标，可确定球心在地面的投影位置。
视电阻率的变化，反映了地下不均匀岩石电场分布的情况，因此，我们可以用水平电流偶极子的电场分布规律解释上述低阻球体和高阻球体上的s ρ异常特征。因为在中梯装置情况下有球体存在时，地中总的电流场是正常的均匀电流场与水平电流偶极子电流场的叠加。对图３．１－５０中的s ρ曲线，不难用关系式（３．１－１５）并根据地面各测点处MN j 的变化，定性地说明其异常特征。
（2）s ρ异常与相对电阻2μ的关系
图3.1-50 球体上剖面上中梯法的s ρ曲线 图3.1-51 球顶上中梯法s ρ异常与2μ的关系曲线 (a)210μ=；20.1μ=；002h r =
当0x =时，根据（３．１－１６５）式可写出曲线主极值处的相对视电阻率表示式
3
021*******s r h ρμρμ??-=+ ?+??
（３．１－１６６） 当00r h 一定时，按上式可计算出如图３．１－５１所示的1s ρρ与2μ的关系曲线。 由（３．１－１６６）式和图３．１－５１可见：当21μ＜时，1s <ρρ，()s 1s 11=ρρρρρ?-相对异常为负；
当20μ→时，s 1=0.25ρρ?-；当21μ=时，1s =ρρ无异常；而当21μ＞时，1s >ρρ，s 1ρρ?相对异常为正；当2μ→∞时，s 1=0.125ρρ?。
以上情况表明，无论是高阻球体还是低阻球体，其s ρ异常均匀不随电阻率差的增大而无限变大。二者最后均达渐近值或饱和值。且理想导电球体（20μ→）的异常（s 1ρρ?）为绝缘球体（2μ→∞）异常幅值的两倍。因此，用中间梯度法找寻良导电球体比找寻高阻球体有利。计算结果表明，球体与围岩电阻率的差异不需很大，视电阻率的相对异常便已接近饱和值。如当2=10μ时，s 1ρρ?约为2μ→∞时的0.68倍；2=0.1μ时，s 1ρρ?约为20μ→时的0.75倍。由此可见，只要矿体与围岩有一个级次以上的电阻率差异，用电阻率法即可获得明
显异常，电阻率差异再大，异常不再有显著增加。 （3）利用s ρ曲线确定球心深度的方法
为了确定球心深度，可利用３．１－５０中所示s ρ曲线的下述特征参数作半定量解释。
这种反演解释方法称为“特征参数法”。
(a) 用s ρ曲线与背景（1ρ）线两交点间距（x ?）求0h
如图３．１－５０所示，由于两点的坐标位置为x =，故0h 与x ?有关系
2
0x h ?=
（３．１－１６７）
在对实测曲线作解释时，量出x ?后代入（３．１－１６７）式便可求得球心深度0h 。 (b) 用s ρ曲线半极值点间的弦长（q ）求0h
如图３．１－５０所示，设2x q =±时，s ρ值与1ρ之差等于s ρ极值与1ρ差值的二分之一，即
()[]()21012
1
q x s x s ==-=-ρρρρ
将s ρ表示式（３．１－１６５）代入上式，经整理后可得
522
001202q q h h ??
????
++-=?? ? ???????
?
? 求解上式，可得
0 1.3h q ≈ （３．１－１６８）
（c ）用s ρ曲线过拐点的弦切距（m ）求0h
将（３．１－１６５）式对x 求二阶导数，并令其为零，便可解得s ρ曲线拐点坐标为
00.35x h =。
将拐点坐标代入式（３．１－１６５）对x 的一阶导数中，便可求出拐点处s ρ曲线的斜率为
m
x
x s h x s )
0(135.00
=±=-=
??ρρρ
即得 02h m = (３．１－１６９)
二、脉状体上视电阻率异常
图３．１－５４为用边界元法计算的不同产状（9060300α=，
，，）的高阻脉状体上
中梯法视电阻率s 1ρρ剖面曲线。
由图可见，由于位于均匀电流场中不同产状的高脉状体对电流0j 具有不同程度的排斥作用，因而，脉状体上均有大于背景值1ρ的高阻异常。直立（90α=）脉状体对电流0j 的
排斥能力越强，其上获得了对称的最大视电阻率异常值（曲线１）；倾斜（6030α=，
）脉状体，则随着倾角α的减小，排斥电流0j 的能力逐渐减弱，致使其上的电阻率异常值变小，且曲线不对称性增大。极大值位于脉状体顶部稍偏离倾斜方向，而在倾斜方向s 1ρρ变化较缓，且出现明显极小值（曲线２，３）；水平（0α=）脉状体排斥电流0j 的能力最弱，故所获得的s 1ρρ曲线异常幅值最小，但异常宽度变大（曲线４）。
U
MN
图3.1-54 用边界元法计算产状不同高阻脉状体上的s 1ρρ曲线
1—90α=；2—60α=；3—30α=；4—0α=
显然，可根据上述视电阻率异常特征定性地判断脉状体的位置和产状。
不难理解，对于均匀电流中不同产状的低阻脉状体，由于它对电流0j 具有不同程度吸引作用，在其上方将会有小于背景值1ρ的低阻异常。随着倾角α的变小，低阻脉状体吸引电流0j 的能力逐渐增加，异常幅值也变大。
可见，用中间梯度法寻找高阻直立脉状体和低阻水平或缓倾斜良导脉状体最有利，而寻找高阻水平脉和直立良导脉状体则不利。
为了对脉状体上的s ρ异常作半定量解释，仍可用s ρ曲线的半极值点间弦长q 和拐点弦
切距m 。对于直立高阻薄脉而言，求其顶端埋深h 时，可利用由模型实验总结出的近似关系式0.5h q ≈和0.6h m ≈。
学学期《电法勘探原理与方法》
成都理工大学2014—2015学年 第一学期《电法勘探原理与方法》考试试卷 注意：所有答案请写在答题纸上，写在试卷上无效。 一 、名词解释（共5小题，每小题2分，总10分） 1、接地电阻 2、电磁波波数 3、正交点 4、视极化率 5、静态位移 二 不定项选择题（共20小题，每小题 1分，总20分） 1、影响视电阻率的因素有（ ） A 地形 B 装置 C 测点位置 2、利用自然电位法勘探某金属矿，在其上方中心处通常能观测到（ ） A 明显的正异常 B 明显的负异常 C 正负异常伴生 3、激发极化法可解决下列地质问题（ ） A 寻找浸染矿体 B 寻找水 C 寻找碳质、石墨化岩层 4 、电磁偶极剖面法中，哪些装置能观测纯异常（二次场）（ ） A （X ，X ） B （X ，Z ） C （Z ，Z ） 5、下列方法中受地形影响最小的方法是（ ） A 电阻率法 B 激发极化法 C 电磁感应法 得分 得分
6、本学期《地电学》课程实习“电阻率测深仪器及装置认识实习”过程中，采用电源电瓶最高供电压档位为（） A 63伏 B 90伏 C 120伏 7、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习“电偶极子场特征认识”过程中，实习要求中，要求同学们完成的图件有（） A 电位图 B 电阻率图 C 电场强度图 8、本学期《地电学》课程实习“电测深正演模拟”实习过程中， 给出地电模型是（） A 二层模型 B 三层模型 C 四层模型 9、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习过程中，学习了绘制二维电阻率异常剖面图的软件是（） A SURFER软件 B GRAPHER 软件 C GEOPRO 软件 10、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习“仪器及装置认识实习”过程中，采用的装置有（） A 中间梯度装置 B 对称四极装置 C 偶极装置 11、中间梯度法理论上在勘探哪些电性和产状的矿体能产生明显的异常（） A 陡立低阻矿体 B 陡立高阻矿体 C 水平的高阻矿体 12、联合剖面法理论上在勘探哪些电性和产状的矿体能产生明显的异常（） A 直立的低阻矿体 B 直立的高阻矿体 C 水平的低阻矿体 13、下列方法能有效勘探产状较陡的良导矿体的有（） A中梯法 B联剖法 C 回线法 14、用联合剖面法工作时电阻率异常曲线能看到高阻正交点的有（）
电法勘探 勘探 物探
1.1.2 均匀介质中的稳定电流场 一、稳定电流场的性质 （一）稳定电流场中的欧姆定律 在稳定电流场中的任意点上，电流密度矢量j 与电场强度E 在数量上成正比，比例系 数为该点岩石的电阻率，即 σρ==E j E (1.2.1) 这便是稳定电流场欧姆定律的微分形式。无论介质均匀与否，这个公式都适用。因为在 介质不均匀的情况下，我们总能选取一个足够小的体积元，并将其电阻率看作不变。在各向 同性介质中，ρ为标量。 （二）稳定电流场电流的连续性 对于稳定电流场，包含电流为I 的电流源的任意闭合面的通量表达式为 d s S Ι?=? j n (1.2.2) 式中S 为包围电流源的闭合曲面，n 为面元的单位法向矢量。如果S 中不包含电流源，上式 成为 d s S 0?=? j n (1.2.3) 此式是电流连续性的积分表达式。即除去场源点外，流入流出任一闭合面的电流的代数和为 零。它说明在稳定电流场中电流是连续的。其微分形式为 div 0=j (1.2.4) 它表明，电流密度矢量j 沿空间直角坐标系的三个方向的变化率的总和为零。即在稳定电流 场中，不含电源的任一点处不会有正或负电荷的堆积；或者说，电流线总是连续的，不会在 场中无原处消失，也不会无源而生。 （三）稳定电流场的势场性质 从稳定电场的上述性质可知，电流在空间的分布是稳定的，即不随时间而改变。因此， 它和静电场一样是一种势场。在稳定电场中任一点M 处的电位U ，等于将单位正电荷从M 点移到无限远处，电场力所做的功： d M U ∞ =? E l (1.2.5) 故电场强度与电位有关系： grad U =-E (1.2.6) 势场是一种无旋场，在地中由导电岩石组成的任一闭合回路中，电流场所做的功恒等于 零，即
物探工作方法技术
1:5000激电中梯剖面测量 1:5000激电中梯剖面测量采用长导线，针对重要异常带、矿化带进行，为寻找隐伏矿提供依据。 1、1:5000剖面敷设 剖面端点用全站仪或GPS RTK布设，用木桩标记；测点采用GPS RTK分段控制、罗盘定向、测绳量距布设，用带有编号的红布标记。质量检查按“一同三不同”的原则进行，检查点在空间上、时间上大致均匀，总检查量不低于5%，精度要求达到“B级”精度要求，即在相应比例尺图上平面点位限差＜±2.5mm，点位中误差不超过12.5m；相邻点距误差限差10%，均方相对误差不超过5%。 2、野外工作方法 激电剖面法采用中间梯度装置，AB＝1200米，MN=40米，点距=20米。 采用时间域激电测量，正反向标准直流脉冲供电，脉冲宽度2秒。 以上参数可根据野外实际情况，通过现场试验进行适当调整。 激电观测参数为一次电位Vp、供电电流强度I及视充电率Ms，计算视电阻率ρs。观测时，测量电极MN在供电电极AB的2/3区间移动，旁线距小于AB/5。全区装置大小、观测参数设置应保持一致。一条剖面不能在一个供电装置内完成时，每个装置接头处应有三个以上的重复观测点。供电电流应使二次电位观测值大于最小可靠值，一般应使一次电位观测的观测值绝大部分在30mV以上。野外要经常检查仪器、导线的漏电情况，对突变点、异常点应进行重复观测和加密观测，确保观测数据可靠。 3、电性参数测定 电性参数测定主要采用露头法测定，有条件时，应采集一定的岩矿石标本，用标本法测定，并分别统计。每类岩（矿）石标本不少于30块，参数测定的质量评定应以采用某一种岩性测定的全部标本检查结果来衡量，即用基本观测统计出来的常见值与检查观测结果统计出来的常见值相对误差不得超过20%。 4、质量标准 视电阻率观测精度（＜±7％），视充电率观测精度（＜±12％），达到B 级精度；电性参数总平均相对误差≤±20%。
石油地质基础知识
石油勘探开发全流程 油气田勘探开发的主要流程：地质勘察—物探—钻井—录井—测井—固井—完井—射孔—采油—修井—增采—运输—加工等。这些环节，一环紧扣一环，相互依存，密不可分，作为专业石油人，我们有必要对石油勘探开发的流程有一个全局的了解！ 一.地质勘探 地质勘探就是石油勘探人员运用地质知识，携带罗盘、铁锤等简单工具，在野外通过直接观察和研究出露在地面的底层、岩石，了解沉积地层和构造特征。收集所有地质资料，以便查明油气生成和聚集的有利地带和分布规律，以达到找到油气田的目的。但因大部分地表都被近代沉积所覆盖，这使地质勘探受到了很大的限制。地质勘探的过程是必不可少的，它极大地缩小了接下来物探所要开展工作的区域，节约了成本。 地面地质调查法一般分为普查、详查和细测三个步骤。普查工作主要体现在“找”上，其基本图幅叫做地质图，它为详查阶段找出有含油希望的地区和范围。详查主要体现在“选”上，它把普查有希望的地区进一步证实选出更有力的含油构造。而细测主要体现在“定”上，它把选好的构造，通过细测把含油构造具体定下来，编制出精确的构造图以供进一步钻探，其目的是为了尽快找到油气田。 二.地震勘探 在地球物理勘探中，反射波法地震方法是一种极重要的勘探方法。地震勘探是利用人工激发产生的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘测地下地质情况的方法。地震波在地下传播过程中，当地层岩石的弹性参数发生变化，从而引起地震波场发生变化，并发生反射、折射和透射现象，通过人工接收变化后的地震波，经数据处理、解释后即可反演出地下地质结构及岩性，达到地质勘查的目
的。地震勘探方法可分为反射波法、折射波法和透射波法三大类，目前地震勘探主要以反射波法为主。 地震勘探的三个环节： 第一个环节是野外采集工作。这个环节的任务是在地质工作和其他物探工作初步确定的有含油气希望的探区布置测线，人工激发地震波，并用野外地震仪把地震波传播的情况记录下来。这一阶段的成果是得到一张张记录了地面振动情况的数字式“磁带”，进行野外生产工作的组织形式是地震队。野外生产又分为试验阶段和生产阶段，主要内容是激发地震波，接收地震波。 第二个环节是室内资料处理。这个环节的任务是对野外获得的原始资料进行各种加工处理工作，得出的成果是“地震剖面图”和地震波速度、频率等资料。 第三个环节是地震资料的解释。这个环节的任务是运用地震波传播的理论和石油地质学的原理，综合地质、钻井的资料，对地震剖面进行深入的分析研究，说明地层的岩性和地质时代，说明地下地质构造的特点；绘制反映某些主要层位的构造图和其他的综合分析图件；查明有含油、气希望的圈闭，提出钻探井位。 三.钻井 经过石油工作者的勘探会发现储油区块, 利用专用设备和技术，在预先选定的地表位置处，向下或一侧钻出一定直径的圆柱孔眼，并钻达地下油气层的工作，称为钻井。 在石油勘探和油田开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。诸如寻找和证实含油气构造、获得工业油流、探明已证实的含油气构造的含油气面积和储量，取得有关油田的地质资料和开发数据，最后将原油从地下取到地面上来等等，无一不是通过钻井来完成的。钻井是勘探与开采石油及天然气资源的一个重要环节，是勘探和开发石油的重要手段。
工程物探
地球物理勘探 一、物探及其分类 二、物探方法简介 三、物探方法的特点: 四、物探方法的应用范围与应用条件 五、物探在工程勘探中的应用
一、物探及其分类 1、地球物理勘探 地球物理勘探，简称物探，是以地下岩体的物理性质的差异为基础，通过探测地表或地下地球物理场，分析其变化规律，来确定被探测地质体在地下赋存的空间范围（大小、形状、埋深等）和物理性质，达到寻找矿产资源或解决水文、工程、环境问题为目的的一类探测方法。 物理性质：岩体的物理性质主要有密度、磁性、电性、弹性、放射性等。主要物性参数密度、磁场强度、磁化率、电阻率、极化率、介电常数、弹性波速、放射性伽马强度等。 地球物理场：物理场可理解为某种可以感知或被仪器测量的物理量的分布。地球物理场是指由地球、太空、人类活动等因素形成的、分布于地球内部和外部近地表的各种物理场。可分为天然地球物理场和人工激发地球物理场两大类。 天然场；天然存在和形成的地球物理场主要有地球的重力场、地磁场、电磁场、大地电流场、大地热流场、核物理场（放射性射线场）等 人工场：由人工激振产生弹性波在地下传播的弹性波场、向地下供电在地下产生的局部电场、向地下发射电磁波激发出的电磁等，发球人工激发的地球物理场。人工场源的优点是场源参数书籍、便于控制、分辨率高、探测效果好，但成本较大。
地球物理场还可分为正常场和异常场。 正常场：是指场的强度、方向等量符合全球或区域范围总体趋势、正常水平的场的分布。 异常场：是由探测对象所引起的局部地球物理场，往往叠加于正常场之上，以正常场为背景的场的局部差异和变化。例如富存在地下的磁铁矿体或磁性岩体产生的异常磁场，叠加在正常磁场之中；铬铁矿的密度比围岩的密度大，盐丘岩体的密度比围岩的密度小，分别引起重力场局部增强或减弱的异常现象。 2、地球物理勘探分类 二、物探方法简介 1、重力勘探 重力勘探是研究地下岩层与其相邻层之间、各类地质体与围岩之间的密度差而引起的重力场的变化（即“重力异常”）来勘探矿产、
石油基础知识.
第一章、绪论 一、基本概念 1.石油 答：石油是储藏在地下岩石空隙内的不可再生的天然矿产资源，主要是以气相、液相烃类为主的、并含有少量非烃类物质的混合物，具有可燃性。（P1 ） 2.石油的基本性质（主要化学成分、常温常压下状态、密度、粘度、凝固点、闪点、燃点、自然点、溶解性、原油中的有害物质） 3.天然气（成分、比重） 答：主要以气体形式存在的石油叫天然气。天然气的主要化学成分是气态烃，以甲烷为主，其中还有少量的C2～C5烷烃成分及非烃气体。 4.天然气水合物 答：甲烷与水在低温和高压环境下相互作用可形成一种冰样的水合物，称为天然气水合物，亦称可燃冰。 5.液化天然气（LNG） 6.天然气分类（气藏气、油藏气、凝析气藏气、干气、湿气、酸气、净气） 按照矿藏特点可分为气藏气、油藏气、凝析气藏气。按烃类的组成可分为干气、湿气、酸气、净气 7.石油工业 答：通常说的石油工业指的是从事石油和天然气的勘探、开发、储存和运输的生产部门。（P5 ） 8.对外依存度 对外依存度是各国广泛采用的一个衡量一国经济对国外依赖程度的指标 9.储采比 储采比又称回采率或回采比。是指年末剩余储量除以当年产量得出剩余储量按当前生产水平尚可开采的年数 10.油气当量 二、问答题 1.石油工业的行业特点。 高风险、高投入、周期长、技术密集的行业。 2. 请画出石油行业产业链结构图。P4 3. 世界石油工业的迅速兴起是在哪个国家，第一口现代石油井的名称是什么？ 世界石油工业的迅速兴起是美国. 第一口现代石油井的名称是德雷克井 4. 一般认为中国石油工业的开端是指的那个油田？产量最高的油田？行业精神代表和人物？ 答：一般认为中国的石油工业应以1939 年甘肃玉门老君庙油田的发现和开发作为开端 5. 中国原油资源集中分布在哪八大盆地？ 渤海湾、松辽、塔里木、鄂尔多斯、准噶尔、珠江口、柴达木和东海陆架八大盆地 6. 中国天然气资源集中分布在哪九大盆地？ 塔里木、四川、鄂尔多斯、东海陆架、柴达木、松辽、莺歌海、琼东南和渤海湾九大盆地7. 中国能源发展的基本原则有哪些？ 能源安全原则、能源可持续利用原则、能源与环保协调原则。 8. 中国可行的能源供应路线是什么？阐述其具体原因。 固体燃料----- 多元化能源---- 可再生能源为主新型能源供应路线 就可持续原则来讲，中国今后不能走“以煤为主”的能源供应路线，资源分布及环境保护要
物探电法野外工作方法
第一章野外工作方法和技术 3.1频率域激电工作程序 3.1.1 踏勘 根据地质任务在选择测区时，应组织力量进行踏勘，踏勘的目的在于了解测区的地质特点和地球物理前提以及接地条件、干扰水平、生活驻地、交通运输等情况。 3.1.2试验工作 对新的工作测区，在编写设计时应在典型的地质剖面上或具有代表性的地段，做一定数量的试验工作，具体实验工作量以能对测区的地球物理特征有一定的了解为宜。 3.1.3草查与普查 对于１:５万～１:２.５万的大面积草查与普查时，其工作方法的选择以偶极法或近场源法（ＡMＢN）为宜。就某一具体测区而言，应根据地质任务，通过分析所掌握的地质及以往的物化探资料或通过试验，确定一个适当的极距进行面积性的工作，以迅速得到面积性的资料，达到发现异常的目的。 3.1.4 详查 在普查所发现异常的基础上，开展１：１万～１：２千的详查工作，这时可用中梯装置扫面。建议采用一线供电多线测量的工作方式，以便在短时间内圈出异常的形态、做出成果的解释推断以及对异常进行轻型山地工程揭露。 对精测剖面，可采用偶极装置，根据不同极距（一般４－６个）
的观测结果勾绘出断面图，以判断矿体的埋深、倾向和形态，然后根据综合解释结果建议施钻验证，进而达到对异常的再解释。 在上述工作的同时，还要进行岩矿石物性测定和幅频特性的研究。 一、联合剖面法 图2-10 联合和剖面装置 如图2-10所示，装置系数计算方法和三极装置相同 联合剖面法是两个三极排列AMN∞和MNB∞的联合。所谓三极排列是指供电电极之一位于无穷远的排列。采用联合剖面装置时，可以用A电极，也可以用B电极供电，而A和B有一个共同的无穷远电极C。也就是当A或B供电时，供电迴路中另一电极C位于无穷远。如果以O表示测量电极M和N的中点，则在联合剖面装置时，四个电极A、M、N和B极位于同一直线上（这条直线就是测线），且AO=BO。无穷远极C一般铺设在测线的中垂线上，与测线之间的距离大于AO的五倍（CO＞5AO） 工作中将AMNB四个电极沿测线一起转动，并保持各电极间距离不变，中点O就作为测点的位置。在每个测点上分别测出AMN∞排列和MNB∞排列Fs、ρs。对于同一极化体，AMN、BMN的测量结果将在极化体上方形成交点。利用这种交点性质和曲线的不对称性可判断极化体的产状、形态。
物探工作方法
5.3 物探工作 5.3.1 激电测量 布置于面积性异常查证区内，1：1万测量网度为100×40m，1：2万测量网度为200×40m。采用中梯（短导线）装置，极距AB＝1000-1500m、MN＝40m。观测范围限于AB极距2／3以内，测线长度大于2／3AB时，相邻测段需有2—3个重复观测点。一线供电多线观测时，主测线距旁测线间距应小于AB距的1／5，可以用时间域激电也可以采用双频激电。 1、时间域激电 具体要求如下： （1）参数选择 采用双向短脉冲供电方式，占空比为1：1，供电周期、延时、采样宽度通过该地区实验确定。 （2）发电、整流、发射与接收仪器校验 正式生产前，首先对生产设备进行技术校验，待所有参数满足要求后方可投入生产。要求发电机必须运转正常，输出电压变化不得超过5％；整流器和假负载工作正常；发射机输出功率必须稳定，电流显示应高于±1个字；接收机应性能稳定，抗干扰能力强。正式观测前应进行生产仪器的一致性对比试验，满足要求后方可投入生产。 （3）测量方法 观测参数为一次场电位差（ΔV1）、视极化率（ηs），发射机直读并记录供电电流（I），通过计算装置系数（K），最后用公式ρs=K×△V1/I计算出视电阻率（ρs）。 （4）技术要求 每日开工前与收工后要对供电电极、接收电极、接收线、发射线进行检查，确保不漏电、连接完整；每日供电前或每次布极后，检测AB两极的接地电阻，一般在1000欧姆米时开始供电；遇河流、水塘处导线必须悬空架设，不得放入水中；供电电极入土深度应保证在0.5m以上，测量电极必须接地良好；供电电流、总场电位差、视极化率必须保证三位有效数字；当观测困难时，应检查设备是否正常，查明原因后再继续工作；在野外观测中发现视极化率突变点或极化不稳时应进行重复观测，以合格观测结果的算术平均值作为最终观测结果。参与平
油气勘探开发中地球物理勘探技术的应用
油气勘探开发中地球物理勘探技术的应用 发表时间：2018-10-01T16:58:26.257Z 来源：《基层建设》2018年第26期作者：王建伟 [导读] 摘要：地球物理勘探技术在油气的勘探与开发中有着十分重要的意义，对于新的油气数量的发现有极大的帮助，同时能够在现有储量的基础上进行更好地开发。 江苏华东八一四地球物理勘查有限公司 212002 摘要：地球物理勘探技术在油气的勘探与开发中有着十分重要的意义，对于新的油气数量的发现有极大的帮助，同时能够在现有储量的基础上进行更好地开发。目前，我国与国际上在油气勘探开发方面采用了不同的技术，这些技术在油气勘探中发挥着十分重要的作用，是油气的勘探与开发过程里坚实的技术基础。 关键词：油气的勘探开发；技术需求与应用：勘探案例 自进入工业革命之后，人类对能源的依赖逐渐加大，作为目前人们十分重要的生产生活的供能物，石油已经成为我们赖以生活的能源之一。我国目前处在经历的高速发展期，某种程度上可以说这种高速发展是建立在对能源的巨大消耗上的。作为世界上重要的石油进口国家，我国受到原油价格的影响十分明显，无论从经济的发展还是从国家安全的层面来看这种影响都是糟糕的。为了能够摆脱这种糟糕的影响，实现油气勘探开发技术的提升乃至突破，对于我国经济的发展以及国家的安全都是有着一定积极意义的。要想实现石油勘探开发技术的突破，就要重点对地球物理勘探技术进行深入研究。这是提升石油生产过程中效益成本比的有效途径之一。 一、我国油气勘探开发中存在的一些技术问题以及解决方向 现阶段，我们国家的油气田勘探中存在的问题主要集中在三个方面。首先由于剩余油其本身的分布十分分散，而现有的监测油藏技术较为落后，使得老油气田的采收率较低；其次，因为我国各种地形地貌兼备，对于多种不同地表条件的勘测，所需要用于应对的技术手段也相应不同，对于一些特殊的地形条件，现有的技术还存在一些困难；最后，老油气田周围存在的新油气田由于勘探技术不够全面而难以被检测到。为了解决这些问题，提升现有的监测技术，对于全地貌、复杂地形条件下进行补充性的技术开发就显得尤为重要。 二、地震勘探技术在我国油气勘探开发中的应用 通常情况下地下介质弹性和密度存在着一定的差异。利用这一特点，我们进行大地对人工地震波的响应的观测与分析，从而可以判断地下岩层的性质及形态，这就是地震勘探技术。其中代表性的技术如高密度空间采样、多波多分量勘探、时移地震勘探及井中地震勘探等，将这些技术分别对应不同地形地貌，不同施工条件，结合其自身的技术特点，有效提升了复杂情况下我国的油气勘探能力。 2.1高密度空间采样技术的应用 所谓高密度空间采样，是指通过野外采集来进行地震波场的空间采样。这一技术提高了地震资料的分辨率和信噪比。另一方面，由于其不组合其他信号的激发与接受，保证了在记录过程中信号的真实性，不对信号进行改写，避免了有效波受到影响。通过这一技术，我们可以从横向、纵向两种方向提升地震资料的分辨率。在通过不同方式进行野外采集时，小面元的采集结果要好于大面元，这是因为小面元采集可以极大的减缓反射波的干扰，与此同时也起到促进成像和压制干扰的作用。现阶段，高密度空间采样经过长期的发展，已经成为一项足够可靠的技术，在勘探过程中发挥了十分重要的作用。 2.2多波多分量勘探技术 所谓多波多分量勘探技术，就是采用多分量激发和接收，综合利用纵波、横波以及转换波等多重好地震波反馈的信息，对构造成像进行改善，检测储层裂缝以及预测油气等的地震技术。其中转换波的使用极大地提升了这项技术的价值。事实上，在仅仅使用纵波进行勘探的情况下，勘探的操作十分简单，成本也低，但随之也带来了无法辨别亮点存在以及进行油气田的预估等问题，引入转换波之后，操作以及成本的提升都不大，但对于上述问题的解决却有着十分重要的意义，相比之下显示出更为广阔的应用价值。 2.3时移地震技术 时移地震技术是指对不同的时间内的地震资料进行处理，在此基础上结合相关的学科对这些资料进行分析，从而推断油气田内的油气分布状况等关键信息，如储层流体变化、油气流向、剩余油分布等。但是由于这项技术本身的特点，它要求储层孔隙吼道中的流体成分以及饱和度的物性参数有明显变化，于是，它的应用范围比较有限，需要使用对象需要具备一些特定的条件。 2.4井中地球物理勘探技术 这项技术主要包括了两种方法。其中，垂直地震技术由于表现优异的勘探效果而常常得到使用，而另一种方法及水平地震技术使用则较少。井中地球物理勘探技术主要由新一代裸眼井测井、套管并测井、随钻测井以及井中地震等多方面的技术组成，对于评价油气层、发现油气藏并对其特性进行描述等能力有较大的提升作用，同时也从整体上提高了油气勘探和开发工作水平。常用于追踪裂隙、研究油藏研究储集层物性等方面。 2.5综合解释方面的技术 所谓综合解释，是指在我们通过各项技术取得地震资料之后，如何对其进行分析整理、如何运用与之关联的理论知识，结合计算机软件技术建模来进行相关的解释，从而为油气的勘探提供理论支持。习惯上，地震地质综合解释技术可以分为三个部分，首先是利用地震勘探所得各项资料，对研究区域的沉积相的种类进行判断，以期为接下来的研究工作的展开提供依据；其次是沉积体系以及储层地震相应特征的研究，依次进行相分析、等时地层格架构建，并对构建得到的构架进行分析，从而获取响应特征；最后是融合多种单一的地震解释技术（如多属性分析技术、神经网络技术等），综合地质模型以及上述两个部分的研究结果，以完整呈现出研究区域的地质结构全貌。 三、勘探案例 为了探究其实际的应用价值，我们选取扶余油田的改造性勘探开发，来进行研究。 之所以选择扶余油田，也是因为它有着足够的代表性。复杂的地表结构、较大的采集难度等。在整个开发过程中，我们综合采集、处理以及解释等进行深入分析，并采取相应的技术措施，保证了地震资料的质量，为未来高难度油田的开发提供了重要的参考。按照地震资料分析，可以知道油田有着清晰的构造，确定了油田剖面的断层以及断电，为之后油气田的快速开发打下了坚实的基础。 四、总结 总的来说，地球物理勘探技术的日趋成熟，带来的是油气勘探开发过程中人们对从以前的一些不确定因素的掌握。各项综合技术与学科知识相互融合，对地球物理勘探技术进行更加深入的完善，是当下油气勘探开发的重要举措。
常用物探方法的工作原理
常用物探方法的工作原理 1、瞬变电磁法： 时间域电磁法（Time domain Electromagnetic Methods）或称瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Methods），简写为TEM。它是利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。其数学物理基础都是基于导电介质在阶跃变化的激励磁场激发下引起的涡流场的问题。其工作原理为：通过地面布设的线圈，向地下发射一个脉冲磁场（一次场），在一次场磁力线的作用下，地下介质将产生涡流场。当脉冲磁场消失后，涡流并没有同步消失，它有一个缓慢的衰减过程，在地表观测涡流衰减过程所产生的二次磁场，即可了解地下介质的电性分布。该二次场衰减过程是一条负指数衰减曲线，如图1所示。 图1 二次场衰减曲线图 一般来说，对于导电性差的地质体，二次场初始值较大，但衰减速度较快；反之，导电性良好的地质体，二次场初始值小，但衰减速度慢（图2)。瞬变电磁场这一特性构成了TEM区分不同地质体的基本原理。二次场的衰减曲线早期主要反映浅层信息，晚期主要反映深部信息。因此，观测和研究大地瞬变电磁场随时间的变化规律，可以探测大地电位的垂向变化。 图2 瞬变电场随时间衰减规律与地质体导电性的关系 仪器野外工作方法及原理见图3。主机通过发射线圈向地下发射烟圈状磁脉冲，当磁脉冲遇到不均匀导电介质时形成涡流场，仪器断电后，涡流场衰减过程中形成的二次场以烟圈状辐射，接收线圈接收到返回地面的二次场信号并将其传输给主机进行处理、显示。
图3 仪器工作原理图 瞬变电磁法的特点表现为可以采用同点组合进行观测，使与探测目的物耦合最紧，取得的异常响应强，形态简单，分层能力强；在高阻围岩区不会产生地形起伏影响的假异常，在低电阻率围岩区，由于是多道观测，早期道的地形影响也较易分辨；线圈点位、方位或接发距要求相对不严格，测地工作简单，工作效率高；有穿透低电阻率覆盖层的能力，探测深度大；剖面工作与测深工作同时完成，提供了更多有用信息。 瞬变电磁法可用于确定岩溶构造的含水性，了解地下水的活动规律。 常用仪器有MSD-1瞬变电磁仪，GDP —32，V8仪等。 2、 激发极化法： 激发极化（induced polarization,缩写IP ）是发生在地质介质中因外电流激发而引起介质内部出现电荷分离，产生一个附加的“过电位”（over voltage ）的一种物理化学现象。在电法勘探的实践中，通过某一电极排列向地下供电的瞬时，我们可以观测到测量电极间的电位差1U ?（称为一次场电位差）随着供电时间的增加逐渐增大。当供电数分钟后，这个电位差趋于某一稳定的饱和值U ?（称为极化场或总场的电位差）。当断开供电电路后，在测量电极之间仍然观测到随时间衰减的电位差2U ?（称为次生极化电位差或二次场电位差）。这种在电流场作用下产生二次电位差的现象在物探中称为激发极化现象或激发极化效应，所形成的电场成为二次场或激发极化场。激发极化效应是地下岩、矿石及其中所含的水溶液在外电流场作用下所发生的复杂的电化学过程的结果。 激发极化法（简称激电法）是根据岩、矿石之间激发极化效应的差异，在人工电场的作用下，观测和研究激发极化电场以达到找矿或解决其他地质问题的一种电法勘探。观测参数为视极化率s η、视电阻率s ρ。剖面法可用于圈定区域内岩溶构造的大致分布范围、规模、走向、和产状，可结合音频大地电磁法的成果进行对比分析，提高解释成果的可靠性。电测深装置用于局部精细验证物探异常，确定异常埋深等情况。 双频激电仪及V8仪SIP 法都是属于利用岩（矿）石的激电效应，观测和研究激发极化电场以达到找矿或解决其他地质问题。
油气资源勘探开发中的信息一体化管理--杨晓柏
油气资源勘探开发中的信息一体化管理 姓名：杨晓柏
油气资源勘探开发中的信息一体化管理 摘要：勘探开发一体化是适应知识化与信息化时代，加速油气资源开发，提高投资效率和增加企业总体效益的必然趋势，已引起石油企业的广泛关注。同样，加快油田信息化建设、数字油田建设如今在国内外油田企业已经成为发展方向。本论文提出了勘探开发信息一体化管理要解决的首要问题就是信息孤岛、部门壁垒，核心是对油田企业历史数据的整合、信息及各信息系统的集成以实现勘探开发信息一体化管理的目标——信息资源共享。石油企业信息化建设的重点就是数字油田建设、数字油田建设的重点是勘探开发信息一体化管理。详细说明了数字油田建设的模型与作用和认识结论，介绍了实施勘探开发信息一体化管理的架构、模式和运行机制。 关键词：勘探开发一体化；数字油田；信息一体化管理 The information in the integrated management of Oil and gas resources exploration and development Abstract: Exploration and development of integration is a new business concept to adapt to the era of knowledge and information to accelerate the development of oil and gas resources,and to improve investment efficiency and increase the overall effectiveness and it has caused widespread concern in the oil industry. Similarly, to speed up the information technology field, the number of oil field construction business is now at home and abroad has become a common aspiration. In this paper, We think that proposed exploration and development of integrated management information to address the primary problem is the “information islands”, “sector barriers, ” The core business of oil field integration of historical data, information and integrated information systems in order to achieve the integration of exploration and development of information management objectives - the sharing of information resources. Oil company’s focus on information technology is the digital oilfield construction, the construction of the digital oil field exploration and development focused on the integrated management of information. This paper details the construction of the digital oil field models and the role and understanding of the conclusions on the implementation of the integrated management of exploration and
油气资源评价基础知识
1.油气藏的形成原理 生油层：具有良好的油气源岩是沉积盆地形成油气聚集的首要条件。通常将能够生成石油和天然气的岩石，称为生油岩，由生油岩组成的地层称为生油层。 储集层：能够储存和渗滤油气的岩层，它必须具有储存空间(孔隙性)和储存空间一定的连通性(渗透性)。储集层中可以阻止油气向前继续运移，并在其中贮存聚集起来的一种场所，称为圈闭或储油气圈闭。 盖层：盖层是指位于储集层之上能够封隔储集层使其中的油气免于向上逸散的保护层。不同研究者从不同角度将盖层分为不同类型。一般是根据盖层的岩性、分布范围、成因、均质性和组合方式等进行分类。 2 油气藏类型 2.1 构造油气藏：造油气藏是指构造运动使储油层发生褶皱、断裂等形变，从而形成了圈闭条件的油气藏。由于这种圈闭较易于用地质测量和地球物理勘探方法确定，因此，这种油气藏发现的较早，研究也较充分，是目前已发现的油、气藏中的主要类型。常见的构造油气藏有背斜油气藏、断层油气藏等。 2.2 地层油气藏：地层圈闭是指储集层由于纵向沉积连续性中断而形成的圈闭，即与地层不整合有关的圈闭。在地层圈闭中的油气聚集，称为地层油气藏。 地层圈闭与构造圈闭的区别：构造圈闭是由于地层变形或变位而形成；地层圈闭则主要是由于储集层上、下不整合接触的结果，储集层遭风化剥蚀后，又被不渗透地层所超覆，形成不整合接触。 2.3 岩性油气藏：由于储集层岩性变化而形成的圈闭，其中聚集了油气、就成为岩性油气藏。储集层岩性的纵向变化可以在沉积作用过程中形成，也可以是成岩作用过程中形成。但是大多数岩性圈闭是沉积环境的直接产物。由于沉积环境不同，导致沉积物岩性发生变化，形成岩性上倾灭及透镜体圈闭。 2.4 水动力油气藏：由水动力或与非渗透性岩石联合圈闭，使静水条件下不能形成圈闭的地方形成油气圈闭，称为水动力圈闭。其中聚集了商业规模的油气后，称为水动力油气藏。这类油气藏易形成于地层产状发生轻度变化的构造鼻和挠曲带、单斜储集层岩性不均一和厚度变化带以及地层不整合附近。在这些部位，当渗流地下水的动水压力和油气运移的浮力方向相反、大小大致相等时，可阻挡和聚集油气，形成水动力油气藏。 2.5 复合油气藏：油气圈闭受多种因素的控制。当多种作用起大体相同的作用时，就成为复合圈闭，即如果储集层上方和上倾方向是由构造、地层、岩性和水动力等因素中两种或两种以上因素共同封闭而形成的圈闭，可称为复合圈闭。在其中形成的油气藏称为复合油气藏。从勘探实践来看，大量出现的主要是构造-地层、构造-岩性等复合油气藏。特殊情况下也可以形成地层或岩性-水动力油气藏。 3油气资源评价 油气资源量：在特定时期内所估算的地层中已发现（包括已采出）和待发现的油气聚集的总量。 油气储量：已发现的储层中原始存在、可能采出的油气总量，通常表示资源量中的已发
地震勘探基础知识
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1. 有关地震勘探的一些基本概念 1.1 地震勘探是勘探石油的有效方法 勘探石油的方法和技术，按其勘探手段划分，可分为地质法、物探法和钻探法三种基本类型。 地球物理勘探法（物探法）运用物理学的原理和方法，即利用地壳中岩石的物理性质（如岩石的弹性、密度、磁性和电性）上的差异来研究地球，了解地下岩层的起伏情况和组成情况，从而达到寻找储油构造以勘探石油的一种勘探方法。 依据研究对象的不同，物探法主要分为以下几种： 地震勘探（利用岩石的弹性差异） 重力勘探（利用岩石的密度差异） 磁法勘探（利用岩石的磁性差异） 电法勘探（利用岩石的电性差异） 在石油勘探中，最经济的方法是物探法。首先用物探法对工区的含油气远景作出评价，为钻探提供探井井位。然后钻探法通过实际钻进，以对物探法进行验证。如果构造含油，又可根据物探资料和探边井计算出含油面积和地质储量。 在我国，陆上是广大的地表松散沉积（如松辽平原、华北平原等）和沙漠覆盖区（如塔什拉玛干大沙漠），海上是被辽阔的海水所覆盖的“一片汪洋”，已看不到岩层的地面露头的出露。而钻井法成本高、效率低。如何解决这些地区的地质构造和地质储量问题呢？在这时就充分显示了物探法应用的威力。 在各种物探方法中，地震勘探具有精度高的突出优点，而其它物探方法都不可能象地震勘探那样详细而准确地了解地下由浅至深一整套地层的构造特点。因此，地震勘探已成为石油勘探中一种最有效的方法。 1.2 地震勘探基本原理 地震勘探是利用人工激发地震波的方法引起地壳的振动，并用仪器把来自地下各个地层分界面的反射波引起地面上各点的振动情况记录下来。利用记录
电法勘探课本重要知识点期末考试复习资料
《电法勘探》知识点 电阻率法 何为电法勘探？ 电法勘探的地球物理学基础是地壳中多数岩矿石之间存在的电学性质的差异，它是通过观测和研究由电性质差异引起的人工或天然电磁场的空间和时间分布规律及其变化特点，从而达到查明地下地质构造或矿产分布的一组勘探方法的总称。 矿物如何按导电机理进行划分？ 按导电机理将矿物分为金属导体，半导体，固体电解质 影响岩石和矿石电阻率的因素？ 1 岩石和矿石电阻率与成分和结构的关系 岩石和矿石电阻率与所含水分的关系，含盐分越多(矿化度越高)电阻率值越低，含水量大的岩石电阻率较低，而含水量小或干燥岩石的电阻率较高。 3 岩石和矿石电阻率与温度的关系，一般表现为温度升高，电阻率降低。 三大岩类的电阻率如何变化？ 火成岩与变质岩的电阻率值较高，通常在102～105 ?.m范围内变化；沉积岩电阻率值一般较低 何为非各向同性系数？如何表征这 各向同性指物体的物理、化学等方面的性质不会因方向的不同而有所变化的特性，即某一物体在不同的方向所测得的性能数值完全相同，亦称均质性。 针状和片状结构的岩石和矿石电阻率具有明显的方向性，即非各向同性。 为了表征层状岩石的非各向同性程度和平均的导电性，定义其非各向同性系数λ和平均 电阻率ρm 分别为： 岩石和矿石标本电阻率的测定方法有哪些？ 露头法、电测井、（岩芯）标本测定法 电法勘探进行正演问题数值模拟时，一般会采取哪几种方法？每种方法的特点 是什么？ 已知地电模型和场源分布，求解场的分布规律，称为电法勘探的正演问题。在学习电法勘探时，我们经常先对一些典型的地质模型进行正演模拟，从而建立地质模型与场分布特征之间的关系。因此，正演问题是学习电法勘探的重要基础。 解电阻率法正演问题有两个途径：一是通过物理模拟，即通过模型实验直接测量得到某种介质和场源条件下稳定电流场的分布情况；二是通过数学模拟途径，即寻求满足表1.1-5
石油勘探开发全流程
石油勘探开发全流程（经典再现、珍藏版）油气田勘探开发的主要流程：地质勘察—物探—钻井—录井—测井—固井—完井—射孔—采油—修井—增采—运输—加工等。这些环节，一环紧扣一环，相互依存，密不可分，作为专业石油人，我们有必要对石油勘探开发的流程有一个全局的了解！ 一.地质勘探 地质勘探就是石油勘探人员运用地质知识，携带罗盘、铁锤等简单工具，在野外通过直接观察和研究出露在地面的底层、岩石，了解沉积地层和构造特征。收集所有地质资料，以便查明油气生成和聚集的有利地带和分布规律，以达到找到油气田的目的。但因大部分地表都被近代沉积所覆盖，这使地质勘探受到了很大的限制。地质勘探的过程是必不可少的，它极大地缩小了接下来物探所要开展工作的区域，节约了成本。 地面地质调查法一般分为普查、详查和细测三个步骤。普查工作主要体现在“找”上，其基本图幅叫做地质图，它为详查阶段找出有含油希望的地区和范围。详查主要体现在“选”上，它把普查有希望的地区进一步证实选出更有力的含油构造。而细测主要体现在“定”上，它把选好的构造，通过细测把含油构造具体定下来，编制出精确的构造图以供进一步钻探，其目的是为了尽快找到油气田。 二.地震勘探 在地球物理勘探中，反射波法地震方法是一种极重要的勘探方法。地震勘探是利用人工激发产生的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘测地下地质情况的方法。地震波在地下传播过程中，当地层岩石的弹性参数发生变化，从而引起地震波场发生变化，并发生反射、折射和透射现象，通过人工接收变化后的地震波，经数据处理、解释后即可反演出地下地质结构及岩性，达到地质勘查的目的。地震勘探方法可分为反射波法、折射波法和透射波法三大类，目前地震勘探主要以反射波法为主。 ?地震勘探的三个环节： 第一个环节是野外采集工作。这个环节的任务是在地质工作和其他物探工作初步确定的有含油气希望的探区布置测线，人工激发地震波，并用野外地震仪把地震波传播的情况记录下来。这一阶段的成果是得到一张张记录了地面振动情况的数字式“磁带”，进行野外生产工作的组织形式是地震队。野外生产又分为试验阶段和生产阶段，主要内容是激发地震波，接收地震波。 第二个环节是室内资料处理。这个环节的任务是对野外获得的原始资料进行各种加工处理工作，得出的成果是“地震剖面图”和地震波速度、频率等资料。 第三个环节是地震资料的解释。这个环节的任务是运用地震波传播的理论和石油地质学的原理，综合地质、钻井的资料，对地震剖面进行深入的分析研究，说明地层的岩性和地质时代，说明地下地质构造的特点；绘制反映某些主要层位的构造图和其他的综合分析图件；查明有含油、气希望的圈闭，提出钻探井位。
勘探常识
石油 石油是一种液态的，以碳氢化合物为主要成分的矿产品。原油是从地下采出的石油，或称天然石油。人造石油是从煤或油页岩中提炼出的液态碳氢化合物。组成原油的主要元素是碳、氢、硫、氮、氧。 石油成因的学说 主要有无机成因和有机成因学说。多数学者认为石油主要是有机成因的。 生油岩 按照有机成因学说，大量的微体生物遗骸与泥砂或碳酸质沉淀物埋藏在地下，经过长时期的物理化学作用，形成富含有机质的岩石，其中的生物遗骸转化为石油。这种岩石称为生油岩。 储集层 是指能够储存和渗滤油气的岩层，它必须具有储存空间(孔隙性)和储存空间一定的连通性(渗透性)。储集层中可以阻止油气向前继续运移，并在其中贮存聚集起来的一种场所，称为圈闭或储油气圈闭。 油气藏 圈闭内储集了相当多的油气，就称为油气藏。 油气田 在地质意义上，油气田是一定(连续)的产油面积内各油气藏的总称。该产油面积是受单一的或多种的地质因素控制的地质单位。 油气聚集带 油气聚集带是油气聚集条件相似的、位置邻近的一系列油气藏或油气田的总和。它具有明确的地质边界区，形成年产原油430万吨和天然气3.8亿立方米生产能力。 含油气盆地 在地质历史上某一时期的沉降区，接受同一时期的沉积物，有统一边界，其中可形成并储集油气的地质单元，称做含油气盆地。 生油门限 生油岩在地质历史中随着埋藏在地下的深度加大，受到的压力和温度增加，其中的有机质逐步转变成油或气。当生油岩的埋藏到达大量生成石油的深度(也是与深度相应温度)时，叫进入生油门限。 油气地质储量及其分级 油气地质储量就是油气在地下油藏或油田中的蕴藏量，油以重量(吨)为计量单位，气以体积(立方米)为计量单位。地质储量按控制程度及精确性由低到高分为预测储量、控制储量和探明储量三级。地处豫西南的南阳盆地，矿区横跨南阳、驻马店、平顶山三地市，分布在新野、唐河等8县境内。已累计找到14个油田，探明石油地质储量1.7亿吨及含油面积117.9平方公里。1995年年产原油192万吨。 油(气)按储量可分 按最终可采储量值可分成4种：特大油(气)田：石油最终可采储量大于7亿吨(50亿桶)的油田。天然气可按1137米3气=1吨原油折算。大型油(气)田：石油最终可采储量0.7～7亿吨(5～50亿桶)的油(气)田。中型油(气)田：石油最终可采储量710～7100万吨(0.5～5亿桶)的油(气)田。小型油(气)田：石油最终可采储量小于710万吨(5000万桶)的油(气)田。 按圈闭类型划分油气藏 有构造油气藏、地层油气藏和岩性油气藏三大类。后两类比较难于发现，勘探难度大，称为隐蔽圈闭油气藏。