地球物理勘探专业介绍

一、油气勘探方法与程序
在前人研究的基础上，R.Tompkins提出了关于烃类直接 测位技术的一种统一原理，即“氧化～还原灶”原理。 由于岩层微裂隙的存在，地下烃类有可能渗泄或排放到 表层。实验表明：当粘土矿物浸入原油时会产生负电荷， 即物质失去电子，处于还原环境，当储层较深时，由于 缺氧使储层处于“裂解带”的阴极包围之中，形成一定 范围的阴极包络带；而近地表由于游离氧等的稳定补给， 则处于相对强氧化条件，发生阳离子作用，形成实际上 的阳极。这样在深部阴极包络带与近地表阳极之间产生 一个电流柱，这就是“氧化～还原灶”。
一、油气勘探方法与程序
使用的地球物理方法—重磁电勘探方
法、折射波法、反射波法地震勘探，地 球化学勘探等，主要作地震普查。 区域研究的成果—绘制基底构造图； 主要沉积层序构造图；构造岩相模式； 提出参数井钻探方案，并得到参数井的 综合地质柱状剖面图。
一、油气勘探方法与程序
（2）圈闭预探阶段——主要任务是在上一阶段 的基础上，进行以发现油气田为目标的钻探工 作，探明圈闭的含油气性，推算含油气边界， 对钻探井作进一步的评价。 使用的地球物理方法—以反射波法地震勘探为主， 为地震详查阶段。 提交的成果—各目标层高精度的地震构造图；标 明目的层层位的探区地层剖面图；储层分布图； 圈闭评价及资源量估算；预探井井位建议方案。
1361319km2
南方
501020km2
总面积4580945km2
20000 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
1996年
万吨
1978年
一、油气勘探方法与程序
（3）地球化学(化探)方法（Geochemistry）： 这是对岩石、土壤、地下水、地表水、植 物、水系以及湖底沉积物等天然产物中一 种或几种化学特征作测定，再根据测定结 果所发现的化探异常，实现找矿之目的， 包括岩石地球化学方法（金属量测量）、 水化学方法和生物地球化学方法等。
近地表土壤中次生成岩磁场是氧化～ 还原灶区域内磁性矿物蚀变的产物 地表环境中相对于氧化～还原灶的阳 离子运动使某些元素浓度增大，形成 放射性等大地辐射现象 同上 成因尚不清楚 普通物探的基本原理
航测、高灵敏度 磁法勘探 土样筛分分析
放射性异常
放射性测量
氡异常 浅地温异常 其它异常 氡测量 地表地温测量
一、油气勘探方法与程序
中国含油气盆地 分布略图
一、油气勘探方法与程序
区域研究的目的—以“四史”(埋藏史、充填 史、发育史和油气生成聚集史)分析为基础， 以二级构造带为基本研究单元，分层组系统地 对盆地进行整体解剖和综合研究，揭示构造活 动与沉积体系的内在联系，确定构造岩相带类 型及其在空间和时间上的展布规律，阐明在不 同构造背景下，构造型式、岩相组合、形成机 制及其与油气生成、运移和聚集的关系，建立 构造岩相模式进而预测含油气远景，指明油气 勘探的有利地区。
激发极化法 电阻率法
航测或地表测量
孔底采样瓶的α读数 卡测定
浅井热敏仪测量
普通物探的野外作 业方法
一、油气勘探方法与程序
（4）钻探法（Drilling）：一点、直接勘探 钻探法是为勘查地下含油气情况所钻的油气 探井，有4大类：⑴参数井：了解盆地或凹陷 中生油岩和储集岩存在和分布情况的井；⑵预 探井：了解圈闭中是否含油气和储集岩分布情 况的井；⑶评价井：在预探井发现含油气储集 层后，为探明该圈闭或油气藏含油气面积和地 质储量所钻的井；⑷资料井：为获得油气藏油 层参数(钻井取心，供检测与分析)所钻的井。
一、油气勘探方法与程序
2、油气勘探程序 （1）区域勘探 （2）圈闭预探 （3）油气田评价勘探 （4）油藏描述
阶段 断 块 油 田 滚 动 勘 探 开 发 程 序
要求
任务
一、油气勘探方法与程序
（1）区域勘探阶段——主要任务是对整个盆地、 坳陷或凹陷作整体地质调查，查明区域地质和 石油地质的基本条件，进行早期含油气远景评 价和资源量估算，评选出最有利的凹陷和构造 带，提出预探方案，为进一步开展油气勘探工 作做好准备。 在选凹定带过程中需查明的地质问题是： 地层情况—盆地埋藏史分析；沉积情况—盆地 沉积充填史分析；构造情况—构造发育史分析； 烃类情况—油气生成聚集史分析；基底研究。
浅孔井底土样采集、 分析化验
水文气测量
土壤气测量
ΔC 晕
金属晕 和碘异常 短波长磁异常
ΔC 法
地下烃气在地表中的氧化产生CO2， 被地表吸收形成碳酸钙，使ΔC 增大
近地表中相对于氧化～还原灶的阳离子运动 使某些元素相对富集
野外采集土样 光谱分析
野外采集土样 光谱分析
微量元素分析
微地磁测量
页岩归一化含量 分析
一、油气勘探方法与程序
东营凹陷WJG剖面电磁测深定量及地质解释图
一、油气勘探方法与程序
d．地震勘探（Seismic exploration）－利用专 门仪器并按特定方式观测岩层间波阻抗差异， 进而研究地下地质问题；地震勘探是利用人工 方法激发的波动在地下岩层中传播的规律来确 定地下矿藏的方法。实践表明，地震勘探的投 资回报率很高，几乎所有的石油公司都依赖地 震勘探资料来确定勘探和开发井位。三维地震 勘探技术能提供丰富的地质细节，极大地发掘 了油藏工程的潜力。
应用化学专业油田生产认识实习
4）每一种物探方法都有它的应用条件和使用范围。 由于矿床地质、地球物理特征及自然地理条件经常因 地而异，故影响方法的有效性或某种地球物理方法在 解决地质问题时存在局限性。 5）每一种物探方法都要经历资料的观测或采集、数 据的整理或处理、资料的分析与解释这三大环节。地 球物理资料的观测必须使用相应的观测仪器和观测方 式，观测数据的处理和解释必须使用相应的设备和专 用软件。 6）地球物理观测资料中既包含丰富多彩的地质信息， 但又可能受各种干扰因素的影响或存在人为的观测误 差。
s2 s1
震源
v0
v1 v2
地震波波动过程
一、油气勘探方法与程序
e ．矿场测井 ( Well log ) －利用井 下仪器观测井筒周围岩层的地球 物理异常 ,进而研究其地质问题。 地球物理测井是用多种专门仪器 放入井内 ,沿井身测量钻井地质剖 面上地层的各种物理参数 ,研究地 下岩石物理性质与渗流特性 ,寻找 和评价油气及其它矿藏资源的一 门应用技术学科 ,现已广泛地用于 油气、金属矿、煤田、工程及水 文地质等许多方面。
典型的地面地震勘探野外工作示意图
一、油气勘探方法与程序
此外，地震勘探方法在寻 找地下水资源和民用工程 建设中发挥着重要作用， 尤其是建造高楼、堤坝、 公路及海港等大型建筑物 时，利用工程地震勘探可 以测量基岩深度，探测建 筑物下面是否有溶洞或松 软地质体，探测核电站周 围是否存在断层，以免形 成潜在的危险。
一、油气勘探方法与程序
地球物理勘探方法包括： a．重力勘探（Gravity）－利用专门仪器并按特 定方式观测岩层间密度差异，进而研究地下地质 问题；重力勘探是研究反映地下岩石密度横向差 异引起的重力变化，用以提供构造和矿产等地质 信息。根据万有引力定律，在接近较大密度的物 体时，其引力增大，反之引力减小，由此在地表 上引起的重力变化称为重力异常。异常的规模、 形状和强度取决于具有密度差的物体大小、形状 及深度。
1960-2005 年全国历年石油产量
500 400
亿立方米
300 200
100
0
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
1960-2005 年全国历年天然气产量
应用化学专业油田生产认识实习
一、油气勘探方法与程序 1、油气勘探的方法 2、油气勘探的程序
一、油气勘探方法与程序
应用化学专业油田生产认识实习
地球物理勘探方法的特点
1 ）物探方法的理论基础是物理学。将物理学原理和 方法应用于地学，发展成了地球物理学；而其应用于找 矿和勘探，又发展成了应用地球物理学。具体说来其基 础理论包括：地磁场、地电场、重力场、弹性波、放射 性同位素等理论。地球物理勘探方法研究的是地球物理 场或某些物理现象，而不是直接研究岩石或地层，这是 完全不同于地质方法的。地球物理勘探方法不仅可了解 地表或近地表的地质现象，而且通过场的研究，还可获 得深部地质现象的信息。
1、油气勘探的方法－地质方法、物探方法、 化探方法和钻探方法
（1）地质方法（Geological） ：在矿产调查中，地质方 法是研究成矿的地质条件、地质环境和地质作用，从而 进行找矿的一种方法。
一、油气勘探方法与程序
（2）地球物理方法 (Geophysical Prospecting) ：它是根 据地下岩石或矿体的 物理性质差异所引起 的某些物理异常现象 的变化去判断地质构 造或发现矿体的一种 方法，包括地震、重 力、磁力、电法及地 下地球物理测量等。
应用化学专业油田生产认识实习
地球科学与技术学院 地球物理系:王永刚 2014年7月
应用化学专业油田生产认识实习
一、油气勘探方法与程序
二、地震勘探工作流程 三、地球物理勘探发展历程
全国五大油气区区划示意图
西部
1389473km2 276000km2
中部
东部
1053133km2
201304km2
海域
一、油气勘探方法与程序
相对于油气勘探中最有效的技术——地震勘探而言，非 地震勘探技术一般是指地球化学、重力、磁法和电法 等几种主要的勘探方法。与地震勘探技术一样，它们 分别在不同的地质条件下发挥出极其重要的作用，并 与地震方法相结合，成为油气勘探的综合技术方法。
地球物理勘探方法
重力法（Gravity）—岩石密度差异 普通物探 方法 磁法（Magnetometry）—岩石磁性差异 电法（Electricity）—岩石电性差异 地球化学法（Geochemistry）—岩土水化学特征 地球物理测井（Well log）－岩石声放电等差异 地震法(Seismic exploration)—岩石弹性或波阻抗差异
一、油气勘探方法与程序
c．电法勘探（Electricity）－利用专门仪器并按特定方 式观测岩层间电性差异，进而研究地下地质问题；电法 勘探就是利用人工或天然产生的直流电场或电磁场在地 下的分布规律来研究地球结构、地质构造及找矿的一种 物探方法。电法勘探是以岩石或矿石的电性差异位基础 的，主要研究的电性差异参数包括：电阻率（ρ）、激 发极化率（η）、介电常数（ε）、导磁率（μ）、电 化学活动性等。电法勘探的内容十分丰富，它们广泛应 用于金属及非金属、石油、工程地质、水文地质等勘探 研究工作中。电法勘探的每种方法，几乎都有各自的一 套数理基础、专用仪器设备、野外施工方法和解释方法。
重力异常
重力资料 反演结果
109.0地震剖面-234.6km
德州凹陷Biblioteka Baidu
宁津凸起
无棣凸起
磁镇洼陷
林樊家洼陷
东营凹陷
一、油气勘探方法与程序
b．磁法勘探（Magnetic） －利用专门仪器并按 特定方式观测岩层间磁性差异，进而研究地下地 质问题；在自然界中，由于受到地球磁场的作用， 许多岩石或矿石都不同程度地被磁化而具有磁性。 具有磁性地质体所产生的磁场迭加在正常地磁场 之上的异常磁场。磁法勘探的主要任务就是测定 和分析研究各种磁异常，找出磁异常与地下岩石、 地质构造及有用矿产的关系，作出地下地质情况 和矿产分布等有关结论。
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2 ）用物探方法解决一项地质任务时，要实现两个转 化，即先将地质问题转化为地球物理的问题，再使用物 探方法观测地质现象所反映的物探异常，最后根据观测 数据或物理现象与地质体间存在的特点关系，把物探结 果再转化为地质语言或图示，并赋予地质含义，肯定其 地质效果。 3 ）物探方法的观测结果存在多解性，表现在：其一， 不同地质体可能有相同的物理场；其二，地质体的大小、 形状、深度与产状等参数的不同组合，可能引起相同的 异常现象。
油气化探异常 的主要类型有： 多环状(a)； 环状(b)； 块状(c)； 串珠状(d)； 如右图所示。
放射性 晕圈异 常的理 论模型
一、油气勘探方法与程序
异常现象 方法 传感器测量 烃类异常 物理化学过程 来自地下储层的烃类微渗漏使油田上 方地表土壤中的烃气相对富集 野外作业 遥感技术
水文直接采样，实 时分析