井中物探激电知识讲解
5电法勘探5激发极化法
①直流激发极化法的仪器装备
直流（时间域）激电仪分为供电和测量两部分。供电部分使用导 线将供电电源、发射机和供电电极相连而成
直流电源
供电控制单元
供电程序 控制电路 发射机
其中直流电源用于提供电流，
A 一般使用小功率发电机；发
射机由供电控制单元和供电
B 程序控制电路组成。供电控
制单元控制电源的接通、切 断以及换向，供电程序控制 电路是供电控制单元的指挥 机构，根据设计的程序，使 供电控制单元按规定的时间 和顺序向地下供电，从而实 现野外供电自动化
增大；供入交流电时，频率的
磁铁矿
高低就反映了导体单向充电
黄铜矿
（半周期）时间的长短。频率 越低，单向充电时间越长，界
石墨
面上产生的双电层电位差越大，
f
观测到的总场电位差幅值△Uf 也就越大
Ⅲ激发极化法测定的参数 1.极化率和频散率 时间域中，采用“极化率”来衡量岩、矿石的激发极化效应
(T ,t) U2 (T ,t) 100%
激发激化法也存在一些问题。例如，不易区分有工业意义的 异常和无工业意义的异常（由黄铁矿化、磁铁矿化、炭质或石墨 化岩层引起）。交流激发激化法还不可避免受到电磁耦合的干扰， 等等
（1）激发极化法的理论基础
向地下供入稳定电流，可观测到测量电极MN间的电位差是 随时间而变化的（一般是变大），并经相当时间（一般约几分钟） 后趋于某一稳定的饱和值；在断开供电电流后，测量电极MN间的 电位差在最初一瞬间很快下降，之后便随时间相对缓慢的下降， 并在相当长时间后（通常也约几分钟）衰减接近于零
应用人工直流电场或低频交变电场都可以研究岩矿石的激发 极化效应，因此对应有直流（时间域）激发激化法和交流（频率 域）激发激化法两种
激电法找油的原理及应用
断块油气田第10卷第1期FAU LT-BLOCK OIL&GAS FIELD2003年1月激电法找油的原理及应用高军强1 李书忠2 李油建2(1 中原油田分公司勘探开发项目经理部 2 中原石油勘探局地质录井处)摘 要 激电法是非地震物探手段中的一种,由于油气在向上渗透的过程中会与地层发生一系列的生物、化学反应而形成次生黄铁矿,激电法正是通过发现油气藏上方形成的次生黄铁矿晕来寻找油气的一种间接找油方法。
通过详细介绍激电法寻找油气的基本原理、仪器设备等,从实践角度论述了激电法在油田勘探开发中的应用范围及其特点,最后通过举例说明了其良好的应用效果。
关键词 激电 电阻率 油气藏 黄铁矿引言激电法(全称激发极化法)是电法勘探中的一种,也是众多非地震物探手段中的常用方法之一。
由于其不受纯地形起伏及围岩电阻率不均匀性影响,数十年来被广泛应用于寻找油气资源的勘探工作中。
世界上最早在油气田上开展激电实验并取得成效的是20世纪60年代初苏联在已知油气田上获得明显异常后,在某一油田附近的隆起区查明了一个非构造油田。
我国的地面激电找油实验,始于1976年冀中任丘油田并取得了明显异常,以后的20多年来在河北、新疆、四川、江苏、青海等20多个油气藏上方取得了明显的试验效果,并获得了不少勘探成果。
在激电工作者不断的探索和实践过程中,激电法寻找油气从理论到技术都逐渐成熟和完善。
它不但能够发现一些构造圈闭型的油气藏,还能很好地解决非圈闭型的油气藏的勘探,较好地弥补了地震法的不足。
由于其在油气勘探中成本低、周期短、见效快,且应用广泛,效果显著,在国内外的油气勘探中越来越受到重视。
1 仪器设备简介激电法目前使用的比较先进的仪器为多功能激电仪,如北京地质仪器厂生产的DDJ-1型多功能激电仪。
该仪器主要由主机、电源、导线电极系和计算机组成;主机体积260mm 255m m 180mm,重约5kg,具有发射、接收、贮存、连续测量、数据打印和成图等功能。
物探设计激电中梯与激电测深
物探设计激电中梯与激电测深激电法是常用的物探方法之一，主要用来测量地下电阻率变化，从而推测地下结构和矿体存在的可能性。
激电法可以分为激电中梯和激电测深两种方法。
激电中梯是一种相对简单的测量方法，适用于浅部地下结构的探测。
其测量原理基于地下物质对射频电流的阻抗作用。
在测量中，首先需要选择一个合适的频率范围，并将电极插入到地面或井孔中，形成一个闭合的电路。
然后，通过改变电极间的距离，并记录相应的电阻抗数据。
根据电阻抗随电极间距离的变化，可以推断出地下结构的存在与否。
激电中梯的设计需要考虑以下几个因素：1.电极布置：电极布置的合理性对测量结果有很大的影响。
合适的电极布置可以提高信号的稳定性和可靠性。
通常，可以选择直线排列或成环布置电极。
2.频率选择：频率的选择应根据需要探测的深度和地下结构的电阻率范围来确定。
较低的频率适合浅部结构的探测，而较高的频率适合较深的探测。
3.数据采集和处理：数据采集时应控制测量环境的稳定性，减小干扰源对数据的影响，如尽量选择无干扰的测量地点、减少电源杂波等。
数据处理方面，应选择合适的滤波和去噪方法，以提高数据的质量和准确性。
激电测深是一种用来测量地下电阻率随深度变化情况的方法。
其测量原理基于地下物质对射频电流的阻抗作用，并结合了测井技术中的电阻率测量原理。
相对于激电中梯，激电测深具有较高的分辨率和深部探测能力。
在测量中，通常使用一根长电极作为发射极，将电流注入地下，同时在测量点处使用接收极观测电压的变化。
通过测量电极间的电压随深度的变化，可以推断出地下结构的存在与否。
激电测深的设计需要考虑以下几个因素：1.电极布置：电极布置的合理性对测量结果有很大的影响。
通常，可以选择直线布置电极，或者使用特殊布置电极来减小背景杂音的影响。
2.电极长度：电极长度也会对测量结果产生较大的影响。
电极长度过短会导致较低的分辨率，而电极长度过长会导致测量结果的失真。
因此，应选择合适的电极长度来实现较好的深部探测能力。
浅谈井中物理探矿技术方法
浅谈井中物理探矿技术方法[摘要]近几十年来，我国井中物理探矿工作得到了迅猛的发展。
物理探矿工作的规模越来越大，技术水平越来越高，探矿的效率也越来越高。
因此，这门过去冷门的学科在当今社会获得了重生。
常见的物探矿技术方法包括井中磁测、井中激发极化法、井中（坑道）充电法、坑道（井中）自然电位法以及井中电磁法，这五种技术在井中探矿的工作中发挥了至关重要的作用。
本文主要介绍了这五种方法的原理以及优势，并就井中（坑道）充电法做了应用实例的分析。
[关键词]井中物探方法技术原理为了满足当今社会经济发展的需要，矿产资源的消耗日益增加。
社会经济发展和矿产资源紧缺之间的矛盾日益加剧。
为了缓解这种矛盾，除了倡导节约矿产资源外，还应加大对深部矿产资源的开发和开采。
井中物理探矿技术是井中找矿工作中最常用的一种手段，越来越受到人们的关注。
井中物理探矿技术是指在钻井、坑道或者钻孔中放入勘探仪器，激发和观测物理场的勘探方法。
要想提高井中探矿工作的效率，降低发掘难度，就要对物理探矿技术有充分的了解。
1井中物理探矿技术的概述井中物理探矿技术主要用于探测钻孔、钻井或坑道周围的地质问题，如果发现其周边有矿产资源，就要确定矿产的具体位置，包括离井或孔的水平距离、深度以及方位等等。
随后就划定矿产的范围，并研究矿产资源在圈定范围内是否连续。
井中物理探矿技术与常规的测井技术和地面物理探矿技术的原理基本上相似，但是在探测精度、范围、对象、分辨率等方面上的差异还是很大的。
常规测井技术的探测分辨率与精度是三者中最高的，但是探测范围比较小，探测对象在尺寸上也有一定的限制。
井中物理探矿技术的分辨率和精度介于两者之间，但是探测的范围很大，可以到达井周围的200-300米。
综合对比，井中物理探矿技术比另外两种都要好。
当前常用的物探矿技术方法包括井中磁测、井中激发极化法、井中（坑道）充电法、坑道（井中）自然电位法以及井中电磁法等。
下面将逐一详细介绍。
1.1井中磁测井中磁测主要是通过测量没有套管的钻孔中的地磁场的分布情况，对比岩石、金属矿石的磁性特征，得出钻孔周围矿体的分布情况。
井中磁测及地下物探介绍
井中三分量磁测仪器
我国采用垂向与轴向组合的系统。以前是 通过偏心摆锤使Ｙ元件保持指向仪器倾斜 方向，Ｚ元件保持垂直向下，Ｘ与Ｙ在水 平面中且互相垂直，Ｘ指向Ｙ的右侧，采 用二次谐波测磁原理进行磁场测定。
现在的仪器结构基本相同，但其优点是采 用高精度重力传感器定位，可同时获得轴 向和垂向两个座标系统的分量数据。
ΔT⊥ ΔT⊥
发收 散敛 矢矢 量量 的正 反方 方向 向一 通般 常指 指示 示矿 矿头 尾方 方向 向，
ΔT⊥ 矢量图
磁方位异常判定异常指向
矿体在东或西侧的判断
根据磁异常矢量判断矿体走向
根据磁异常矢量正反交点与勘探剖 面的相对位置,可确定真正垂直矿 体走向的方位。
重新确定的A方位计算并得出 ΔT⊥ΔT∥磁异常矢量分布图,则只有 ΔT⊥呈现收敛、发散分布特征。
-5000
-3000 -1000
1000 3000
5000 7000
9000
11000 13000 15000 17000 19000 21000 23000 25000
20
20
40
40
60
-41度剖面面矢量 擧49 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580
-4-2740000 -45-2020000 -430-200000-4100-108000-39000-1600-307000-140-3050000 -12-3030000 -1-3010000
-2890000
-2-67000
-2-45000
-23-20000 -201000
激电法在天井窝多金属矿勘测中的应用
激电法在天井窝多金属矿勘测中的应用摘要激电在我国金属矿产资源探测中得到了广泛的运用。
激电法是以岩、矿石的激电效应差异为物质基础，通过观测和研究地下介质的激电效应分布规律，达到勘查地下地质体分布的一种电法勘探方法。
本文以江西省崇义县天井窝矿区使用激电法对钨矿的勘探作为工作实例，介绍激电法勘测应用。
关键词激电法；视电阻率；激电异常一、激电法的基本原理及装置1、基本原理激电法是以岩、矿石的激电效应差异为物质基础，通过观测和研究地下介质的激电效应分布规律，达到勘查地下地质体分布的一种电法勘探方法。
2、中间梯度装置本文主要介绍激电法中梯装置对钨锡矿的勘探，布置了6条激电中梯剖面，测线总长度计3.6千米，252个测点,圈定视极化率异常3处，视电阻率低阻异常带1条，视电阻率高阻异常带2条，推断断裂带2条、地质界线2条，并大致圈定了其范围、走向、及在地表出露位置。
激电测深采用现场结合激电中梯工作发现时的异常情况布设激电测深工作，激电测深点点距20m，使用对称四极装置，最小供电极距AB=6m，最大供电极距AB/2=225m。
激电测深点6个。
二、工作区域地球物理特征1、地质概况本矿区地层简单，主要为震旦系上统老虎塘组和奥陶系上统古亭灰岩，二者为断层接触。
震旦系上统老虎塘组分布于测区南部。
为一套次深海泥质陆源碎屑的类复理石建造。
岩性简单，主要为千枚岩，千枚状板岩、粉砂质板岩、变余石英细砂岩，局部夹凝灰岩。
上部为粉砂质板岩、变余长石石英砂岩、板岩、含炭质硅质板岩等，下部为古亭组灰岩、或不纯灰岩。
多以单斜岩层产出，地层走向多为北西西或北北西，倾向南西，倾角30°-50°。
局部地段灰岩或钙质砂岩与花岗岩接触部位，已交代形成以石榴子石为主的矽卡岩类岩石，大部分灰岩已大理岩化。
第四系全新统沿山坡或山沟零星分布，厚度一般1-5米不等。
堆积类型有残积、冲积、坡积、洪积等。
物质组分为褐黄色亚粘土。
腐植土化亚砂土、砂、砾等混杂堆积物。
井中激电地_井方式井旁球体正反演_周峰
第32卷第3期物 探 与 化 探V o l.32,N o.3 2008年6月G E O P H Y S I C A L＆G E O C H E M I C A LE X P L O R A T I O N J u n.,2008 井中激电地-井方式井旁球体正反演周峰1,2,潘和平1,吴国平2,徐健2,陈滢2(1.中国地质大学地球物理与空间信息学院,湖北武汉 430074;2.中国地质大学信息工程学院,湖北武汉 430074)摘要:以激发极化法中的地-井方式中的体极化球形体作为研究对象,采用解析法对地下半空间的电位场进行求解,利用提取出的井中二次场异常电位差进行反演,得出极化球体的球心离井的距离和球心的埋深。
通过计算机进行正反演模拟,验证了进行正反演计算的解析式的正确性,并从物理意义上对正反演过程中出现的现象进行分析。
最后给出该方法的适用条件以及注意事项。
研究对激发极化法地下勘探目标的定量分析具有明确意义。
关键词:井中激发极化;井旁球体正反演;二次场异常电位差中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2008)03-0321-05 井中激发极化法(简称井中激电),是在钻孔中进行激发极化测量的工作方式。
在国内外的一些铜矿、多金属矿以及某些弱金属矿或磁性铁矿的普查和勘探工作中,井中激电得到越来越广泛的应用,并取得较好的地质效果,对于地形复杂区构造油气藏应用井中激发极化法指示油气富集中心和油气藏大致范围、识别和预测油气藏边界、评价相邻断块含油气性也具有现实的意义。
对于规模较小且横向变化大的油气地质目标也适用,可以用较少的投入来确定油气藏范围和边界及相邻圈闭或断块的含油性,从而减少探井数目,为开发井网的部署提供依据。
井中激发极化法在油气藏应用中,受控条件较少,应用范围较广,性价比高,可以极大地提高开发的效率[3-4]。
在查明井旁盲矿并确定其空间位置时,主要采用地-井方式。
目前,开展较多的是地面激发极化法的研究,井中激发极化的研究相对滞后,1965年,L.O.B a c o n[5]利用井中激电寻找地下隐伏铜矿取得一定成功,国内黄智辉等人[2]于1979年做了对井旁三维椭球体的正反演研究,蔡柏林等人[1]在1983年对某些规则极化体的正反演问题做了一定的尝试,此后国内对井中激电正反演的研究进展缓慢。
关于电法激电法课件
由于不同的岩石矿石的衰减速度不同，因此在断电后同一时间测出的 二次场电位差也不相同。一些金属矿物二次场衰减慢，非金属矿物二 次场的衰减快。利用这一特性，即可以区分不同的岩石矿石。
（2）时间制式
时间域激发极化法供电方式有单向长脉宽和双向短 脉宽两种。在普查和大部分详查区应采用双向短脉 宽供电方式。研究异常或解决某些特定的问题时， 也可采用长脉宽供电方式。
一般供电时间5秒，周期20秒，断电延时200 ms （具体情况具体设置）
（3）工作精度
无位差（无点位误差），是U、I 的观测误差和其他误差的叠加 有位差（有点位误差）是装置误差和无位误差的叠加
Ⅱ、Ⅲ号锰矿体，地表由 一系列老采硐组成，矿体 较为连续，规模较大。矿 体呈不规则扁豆状、似脉 状。主要矿物有硬锰矿、 软锰矿、赤铁矿、方铅矿、 闪锌矿。
（6）电性参数
样品测定数量应视需要而定，应系统测 定的岩（矿）录及野外草图
观测结果应在野外绘制草 图，并应注明剖面号和测 深点号、电极排列方向、 各组MN值、观测日期、操 作者和记录者的姓名
中等硬度的铅笔
（7）野外观测质量检查
应占总工作量的3-5 % 。当不能对质量作 出肯定的评价时，应增加检查工作量，但 增至总工作量的20 %，而质量仍不符合要 求时，则相范围内的原始观测资料应作废 品处理
缺点： 常见的黄铁矿化、石墨化、磁铁矿化或其他分散 的金属矿化，同样可产生激电异常
4 具体操作
（1）装置形式(不仅仅是中梯法!!)
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进行地—井方式时，应在r=0地—井方式ηs曲 线上选取背景值，也可用r=0的ηs曲线为背景来处 理各方位测得的ηs曲线。
质量评价
观测的数据必须符合一定精度要求,各种 误差是影响观测精度的主要因素，明确主要 误差来源有利于保证质量。
V
a 2
一般应提交下列图件：
（1）工区地质和钻探工程分布图。 （2）激电测井和地—井方式单孔图，包括钻孔地 质部分和激电参数（ηs、ρs、 ）V 2a ，并作出技术 说明布极示意（A极方位、MN等等）。（见下图示意） （3）地质物探综合剖面图；
图件
资料解释
利用地—井方式方位测量资料判定异常体的位置。
选择工作参数，包括： ①测量装置和点距选择； ②最佳r与方位数确定； ③定无穷远B极距离； ④选定参数和背景值。
确定测量装置和点距
常用梯度装置，一般取MN=5～10m，只 有当二次场电位差太小才加大极距。 点距： 一般取点距等于MN距，或取MN距之半。 根据情况在极值点、拐点、0值点进行加密 探测。
成
正比，且与供电UU1方2 向无U2关T。因此，在地面电法通常 采U T 用 的 U 电1 流 U 2 T 密度范围内，体极化效应实际上是线性的。为此引入一个称为极化
率
的参数，来表征体极化介质的激电性质，其 值的计算公
式为
T,t和
均与供电电流成正比（线性关系），故极化率是
与电流T 无,t关 U 的U 2T T 常,t 数10 ,% 但0极化率与供电时间T和测量延迟时间t有关。 地U下T体 极化岩U2、T,t矿石的极化率主要决定于其中所含电子导电矿物的
其特点是： ①利用钻孔使测量电极接近被探测的目标体，
而使激电异常明显； ②可通过A极设置于不同位置来改变对目标体
的极化方向和强度。
地-井方式井场工作示意图
图
一.地—井方式的工作方法技术
将供电电极A、B置于地面，其中A距井口距离为r 米处和在r=0m的井口；B 极置于∝处。测量电极 M、N置于井中探测。
井中物探 简介
（2）
(杨 坤 彪)
井中物探
(2)
井中激发极化法
井中激发极化法是地面激发极化法在钻孔中的应用，其物理基础和探测对
象与地面方法相同，方法技术类似。 早期（五十年代）是保持供电电流不变记录断电后的激发极化二次场电位
差,用于油田、煤田勘探校验井剖面。其缺点特别是金属矿区因受电性影响这种 方式因而作用不大。
极在测量点产生的极化场电位与A极在该产生的极化场电位的百分
比，则有：
Rb h
1
2 3
Ra h
2
1 1
Ra为A极离井口的距离，
地—井方式探测常用两个参数：视极化率ηs和二次
参异数常和电位背差景。 值的选择
ηs=△V2/△V×100％；
V
a
2
—视极化率背景值，
V2aV2BV
V2—实测的二次场电位差，
容，计算ηs， 绘制ηs 草图或极化场电位差草
图。以便指导井场工作，如发现畸变点、疑问点便 于及时复查与加密。根据草图作出初步推断解释。 2.室内最终整理：包括对原始资料验收，各参数计 算、复算及绘制图件。
成果图示
图件内容与格式根据规范和地质任务确定。正 式图件应在观测资料和计算数据合格的基础上进 行。包括计算后的主要参数、辅助参数、推断解释 成果和必要的地质资料，随同文字报告提交 。
方位测量最佳r和方位数的确定
地—井方式激电异常的幅值与r有关，通常r大时，方位探测范围
也大，但非正比关系。通常：孔深500m以内r取100～300m；孔 深
为500～1000m，r取300～500m。
方位一般按勘探剖面方向取定四个正交方位，至少主反方位和r=0
的必测。
用梯度装置，设Rb为无穷远处B极距离，h为探测的井深δ为B
的误差等等。
质量要求
工作时下放电缆做原值测量 ，提升重复检查观测。
ηs大于3 ％用A 相对误差 衡量，不大于3 ％用
绝对误差1 ss2 1 s10000 A 1s s2
要求满足误差＜5％～10％；要求工作量大于 原值的10％。（井中激发极化法技术规程DZ/T 0204）
资料整理
1.井场实时整理：完整无误地计录井场所需项目内
被激发极化后，供电时间
为T时观测到的电位差为 U1
和 U2之T和称为总场电位差 U T U 1 U 2 T
(b)中的虚线b，便是按 U 2 T U T 式 得U 出0 的 充电曲线U2T， c为
实测放电曲线,在地面电法通常采用的电流密度范围
内，体极化效应实际上是线性的。为此引入一个称为极化率 T,t
体积百分含量及其结构。不含电子导电矿物的岩石，其极化率通常
很小,激电效应随岩、矿石中电子导电矿物含量增高而增强的物性
是电法成功应用于金属矿普查找矿的物理—化学基础。
井中激发极化法工作方式
地—井方式的工作方法 将供电电极A、B置于地面，其中A距井口距离 为r米 B置于∞处，测量电极M、N置于井中探测。
六十年代进而发展了时间域和频率域采用电位差比值的井中激发极化测 量。随着普查勘探隐伏矿体的需要, 按供电和测量装置所在位置不同,逐渐形成一 套井中激发极化法的工作方式。
该方法在用于发现井旁盲矿,定其空间位置以指导钻探施工圈定和追索矿 体、矿化带等方面取得实效；在油田生产井中利用井中激电测量预测远景区,研 究水淹层;水文地质定含水层含水性。
主要误差来源如下：
（1）无穷远B极在观测点产生的电位引起的误差。 （2）仪器器件、线路造成的误差。因而要求仪器高灵
敏又稳定。 （3）点位不准确引起的误差。因而必须对准点位。 （4）工作过程中供电电流变化引起的误差。应注意检
查电流。 （5）观测人员的视差。 （6）自然电位、电极电位的变化，以及外来干扰引起
存在的主要问题是仪器、方法都有待发展。 井中激发极化法包括激电测井和井中激电。激电测井与电阻率等地球物理测 井一样,只解决井壁的有关物性问题；井中激电则解决井周存在的问题。
激发极化机体
测量体极化标本激电性质的装置 （a）一块黄铁矿化岩石标本 的测量结果 （b）a—实测充电曲线；
b—换算的充电曲线； c—实测放电曲线