勘查技术与工程

勘查技术与工程

勘查技术与工程

什么是勘查技术与工程

我们伟大的祖国复原辽阔，在960万平方公里的土地和一望无垠的沿海大陆架上，蕴藏着丰富的石油和天然气资源。东北、华北的大庆、胜利，西南山区的四川油气区；西北山间盆地的新疆、塔里木；内蒙古草原上的二连；河西走廊戈壁的延长；鄂尔多斯黄土高原的长庆；海上的渤海油区及东海、南海、黄海油气区。大江南北，黄河上下，锦绣中华遍开“石油之花”。但是当你看到一口口油井时，是否有过类似的疑问：这深埋于地下几千米的油气宝藏究竟是怎样被发现的呢？

根据石油地质理论，油气是在富含有机质的细粒烃源岩层中生成的，主要储藏在那些具有相互连通的孔隙或裂缝的岩层内。富集油气的封闭构造称为油气藏。发现油气藏最准确的方法首先应该是钻井，也就是通过钻头对地层的钻进直接判断是否有油气产生。但目前钻一口油井少则上百万，多则数千万，成本极高，而且打井只能是“一孔之见”，难以全面掌握地下地质情况。

第二类方法即地质法，通过观测、研究裸露在地面的地层、岩石，对地质资料进行综合分析，了解一个地区有无生成油

气和储存油气的条件，最后提出对该地区的含油气评价。但在地表为松散沉积和沙漠覆盖的地区或被海水覆盖的海洋上，地面和海面上看不到岩石，地质法又受到很大的限制。第三类方法即物探（也称勘查地球物理），依据就是组成地壳的各种岩石或组成地质构造的各个岩层具有不同的物理

性质，因而不同岩石或地下构造对地面上的物理仪器就有不同的作用。根据测量的原理不同，物探方法分为四类：以岩石的密度差别为依据的重力勘探、以岩石的磁性差别为依据的磁法勘探、以岩石的电性差别为依据的电法勘探以及最有效的地震勘探，也就是通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层中的传播，进而查明地下地质构造。目前，几乎所有的石油公司都要靠地震勘探资料来确定每一口探井和采

油井的位置，世界上绝大多数油气田也都是先由地震工作找到含油气构造，再由钻井发现。井壁取芯获得岩样在钻井过程中发现油气以后，应立即查清油层的层数、深度、厚度，并要搞清油层的岩性和其他物理性质。测井行业诞生以前，主要通过井壁取芯器在裸眼井的欲取芯层位，通电点燃火药包，将岩芯筒打入井壁地层，由活动电缆拉出岩芯筒，通过获取的岩芯了解地下的情况，但此过程不仅耗资巨大，而且只能得到某一深度处的离散资料，这对于分析一口井的储集性能显然是不够的。

在信息技术发展和油气勘探开发需求的推动下，一种获取井

下连续的地质资料和地球物理资料、经济实用的学科—测井学应运而生。测井（也称矿场地球物理）就是利用各种原理（电、声、核等等）的电子仪器测量井下地层的。如电阻率、横波速度、热中子宏观吸收截面等物理参数，评价储集层的岩性、储集性(孔隙度、渗透率)、含油性，进而估算油气含量，尽快为随后的完井与射孔决策提供依据。在石油勘探领域被形象地称之为“眼睛”。

物探和测井均属工科地质类专业，曾被合并为应用地球物理，1998年更改为勘查技术与工程。专业名称的变化也体现了

国家对专业人才培养宽口径、厚基础和强适应的基本要求。培养什么样的人

通过四年的学习，勘查技术与工程专业的目标是培养具有扎实的数理基础和较强实践能力、能够系统地应用地球物理学和地质学等基本知识和技能，从事勘查工程领域的应用基础、测量方法、仪器设备、测量工艺、信息处理以及资料解释方面的科研、教学和生产等工作的地球物理工程师。具体工作主要包括地震勘探资料和测井资料的采集、处理和解释三个方面。

人们对石油行业的总体印象首先是艰苦。石油的生产要经过勘探、开采、炼化、加工等多个阶段。在工作环境方面，炼化和加工与现代工业并无本质差别。而勘探和开采则需要在野外流动作业，工作环境随作业工地的自然环境变化而变化，

可能是遥远的沙漠，可能是陡峭的山地，可能是荒芜的戈壁。由于野外数据采集确实需要大批的操作员，因此大多数刚刚毕业的大学生（尤其是男生）都需要去一线也就是小队锻炼。但这也绝不是坏事。首先，通过现场操作把老师讲授的理论和实际联系起来，不再纸上谈兵；其次，掌握了第一手资料的来源，无论以后从事测量方法研究、仪器或工艺改进以及资料解释都能做到心中有数；再次，在基层锻炼中可以积累生产生活经验，杀娇气、磨傲气，学会以苦为乐，这种历练对日后工作和个人成长都大有帮助。图4 井场测井车作业物探小队的工作主要是在地震勘探的工作面，沿着工程设计的路线，钻浅井孔，埋炸药和检波器，然后在地震资料采集处理车里通过各种仪器监测路面噪声、发出地震指令、接收地震信号、得出检测结果。他们随着测线工作面走到哪里就住到哪里。一般情况下，这些野外工作人员必须完成阶段工作（从几个月到半年不等）后才能回到基地。工作期间就只能风餐露宿。平时所需生活用品物资均由基地定期（一般三到五天）供给。虽然现在“冬天像冰窖、夏天如火炉”的简易野营房已经不复存在，住宿条件、生活供给都随着营房车的引进而大为改善，但仍然比较艰苦，特别是在沙漠中作业。必须要面对最恶劣的三大自然环境：严寒（最低温度达到零下35度）、酷暑（最高地表温度达到70多度）和风沙。

在一线是钻井说了算，一口井需要数月，完井之后要及

时测井，所以很多时候测井时间取决于钻井队的工期快慢。但是只要有测井任务，测井小队不论白天黑夜、双休日还是节假日都要上井。测井人员到达井场首先需要搬运、串接仪器，安装天地滑轮，通过滑轮和电缆将长长的测井仪器起吊并在井口完成下井。测井期间要一直呆在仪器车里，检测测井曲线是否出现异常，防止仪器遇卡，直至测井完成。

可以说，在祖国的神州大地上，到处都有身着绚烂“石油红”的勘探人驻足，留下矢志找油找气的决心和勇气。所以生活在繁华都市的人们，请不要忘记在难以想象的工作环境和条件下有这样一群默默奉献的石油人。

当然，无论是物探还是测井也有大量的室内工作，主要是对采集的资料进行数据处理、解释和仪器维修。以地震资料处理和解释为例，野外采集的地震记录仅仅是把来自地下地层的各种信息以数码形式记录在磁带上或光盘上，不能直接反映出地下地层的埋藏深度及起伏变化情况，需要将地震记录拿到室内，通过高性能计算机系统进行反复计算和分析。专业上把反映地层的埋藏深度、厚度以及形态的图件叫做水平叠加剖面（简称叠加剖面）、偏移剖面。把反映地层岩石（砂岩、泥岩等）组成及其物理性质（速度高低、孔隙大小等）等的成果叫地震属性资料。将经过数字处理的这些剖面和属性资料录制到数字磁带或光盘上，可提供给下道工序（解释）使用。地震资料解释人员将处理后提供的资料应用解释工作

站等现代科技手段进行综合分析、搞清楚区域和局部范围的地质结构，找出可能储存油气的地层和圈闭以及可能有多少油气，在哪里打井等，最后给出比较符合地下实际情况的认识。他们工作的好坏关系到能不能快速、优质、准确地找到油气田，所以资料解释尽管是最后的，却也是最直接体现技术经济效益的重要组成部分，在各个油田都非常受重视。仪器维修主要要求电子电路理论知识扎实，能够排除仪器故障，修理、保养仪器，专业性较强。

人们对石油行业的第二个总体印象应该是高收入。除了在现场跑野外的石油工人有与高付出成正比的高回报以外，石油系统特别是国企福利也比较好。

开设哪些课程

勘查技术与工程是一门多学科相互交叉渗透，综合性很强的技术学科。

从其学科基础而言，主要是依靠电子学的支撑，应用物理学的理论和方法去研究和解决地质和工程问题。因此，大一、大二期间会开设大量的工科基础课，主要包括高等数学、工程数学（线性代数、概率统计）、计算方法、大学物理、电

磁场理论、原子核物理、计算机应用基础、微机原理、通信概论、数据传输原理、电路与模拟电子数字技术、高频电子线路、程序设计语言、工程化学等。其中，电磁场理论主要讲解矢量分析、静电场、稳恒磁场、平面电磁波等等。原子

核物理主要介绍与核测井方法有关的核物理基础，如原子核的基本性质和结构，放射性的特点和基本规律、射线与物质的相互作用等等。目的是为测井专业后续课程中涉及的各种电法测井原理和放射性测井原理的学习做铺垫。

从其学科应用而言，勘查技术与工程最终是为解决地质和工程实际问题服务，因此，必然涉及地质学和石油工程等学科的有关知识。开设的选修课主要包括：石油地质学、岩石学、油层物理、渗流力学等。例如，油气的生成需要什么样的地质和物理化学条件？哪些岩石能作为储集油气的场所？哪些岩石能盖住油气而不会使它们跑掉？储集层内的油气水在高温高压下物理性质参数会发生什么变化？岩石孔隙中油水究竟是怎样分布的？影响原油采收率有哪些因素？各种方法的驱油机理、适用性如何？所有这些问题我们都能在上述课程中找到答案。

打下了牢靠的数理基础，进入大三以后，学生可以根据自身兴趣对物探或测井分方向进行深入的学习。其中物探主要围绕地震（人工震源产生）勘探进行学习，开设的专业课主要包括：弹性波动力学、信号分析与处理、现代信号分析理论、地震勘探原理、地震资料数字处理等。电法、磁法和重力勘探通常被合并为非地震勘探一门课进行集中讲解。测井方向则包括矿场地球物理基础、岩石物理实验、测井解释及数字处理、地球物理仪器等。随着地震分辨力的提高，地震方法

越来越多地用于油田开发，逐步形成一套开发地震技术，而油气井完井及其后整个生产过程中仍需要监视和分析油气

层的生产状况及开发动态，因此，还增设了开发地震和生产测井。以上课程所涉及的内容都是作为地球物理工程师所必须掌握的基础知识。

由于物探和测井本身都属于应用地球物理，并且在资料解释阶段都可能使用到对方的资料，因此有余力的同学，不妨多选一些专业课进行学习，扩充知识面。专业课学习结束，还会开设双语教学的新方法技术讲座，在学习新技术的同时提高专业外语水平。

除了上述课程之外，大二开学之前还会进行一次让每一位勘查技术与工程的同学永远记忆犹新的野外地质实习，我们的实习基地位于秦皇岛的柳江。在为期半个月的时间里，大家每天的任务就是沿不同的预定路线在老师的带领下背着地

质锤和罗盘，通过实践掌握基本的地质工作方法。从最初的观察岩石、描述岩石的成分开始，到使用罗盘测量地层的产状（走向、倾向、倾角），再到画地质剖面的素描图和剖面草图，白天“跑野外”，下午整理笔记，同学们在体会一名地质工作者翻山越岭艰辛的同时更享受到了解读自然的快乐。大二暑假进行电路与模拟电子课程设计，例如，亲自动手制作万用表。大四上学期学院会组织学生去物探中心或测井公司进行以参观为主的简单生产实习。每一个岗位都会安排具

有丰富经验的老师傅给大家讲解，回答同学们关心的问题。亲自抬一抬只在书本上看到过的长长的测井仪器，亲自爬上采集车上看一看物探解释软件的操作，这种亲身体会到的油田工人的生活，无论对我们以后的工作或是继续深造都起到了良好的辅助作用。

学长经验

1959年，大庆油田的发现使中国甩掉了贫油的帽子，从此，人们对“石油”这个名词慢慢熟悉起来。虽然日常生活中到处可见石油及其附属品的身影（汽油、柴油、塑料、纤维等等），但我相信，如果不是通过进入这样特色的专业学习，对于大多数非油田子弟来说，石油勘探可能永远只是个“传说”。

几年前的高考阴差阳错地把我调剂到了中国石油大学的勘

查技术与工程专业。因为填报的所有志愿与石油毫无瓜葛，接到录取通知时，心拔凉拔凉的！虽然开学时仍然如期报到，但是第一件事就是转专业，必须地。但当我找到学院领导说明来意时，老师用简单朴素的话语向我耐心解释：从油气资源来看，中国在世界上是一个油气资源的大国，目前剩余的资源在80％，油气勘探仍然会是一个长期的任务，所以就业前景广阔并且任重而道远。同时物探和测井均跻身于石油十大学科，勘查技术与工程是学校的主干专业，经过几十年的发展，勘查人员头带草帽，手拿放大镜，背着地质包在崇山峻岭中敲敲打打的工作坊式，早已被仪器车里面的“洋设备”

和“大仪器”的操作手取代了，现在的物探和测井技术已经成为以提供技术服务为主的现代化高新技术产业。如果女同学对在野外工作有所顾虑，也大可不必担心，因为野外采集只是石油勘探中获取资料的部分，还有大量后续的、室内的工作，比如数据处理和资料解释等等！航天技术要上天，石油技术要入地，而上天容易入地难。相比之下，在技术上的难度和发展水平上，石油人更应该感到骄傲和自豪。老师的一番话改变了我的想法，让我对专业有了新的认识，更对即将开始的大学生活充满了希望。

由于物探和测井都是纯粹的理工科，因此，大一和大二会开设许多与数学和物理有关的基础课。一开始，可能很多同学都会不理解，但随着课程特别是专业课学习的逐步深入，面对繁琐的数学公式和各种物理学原理，就会暗自庆幸前面所学的基础知识了。在国外高校，根本没有专门的勘查技术与工程专业，所培养的人才都来自物理、数学、计算机专业，再进行地质专业知识培训。所以高等数学和大学物理的影子对于这个专业可以说是无处不在。图2 地震勘探原理示意图有了两年的基础，从大三开始两个专业都会开设大量的专业课。虽然物探和测井几乎涉及了各种物理学原理，如电、磁、声、核、热、力、光等，但其基本原理并不深奥。以地震勘探为例，我们知道，人在山谷里大喊一声，能听到回声，这是由于声波在空气中传播，遇到墙壁等障碍物会发生反射的

缘故。利用声波反射现象可以测出障碍物离开我们所站地方的距离。地震勘探的基本原理与此相似，在地面一条测线上某点打井放炮，产生的地震波就会向地下进行传播，地震波遇到两种地层的分界面会发生反射。在放炮的同时，在地面上用精密的仪器把来自各个地层分界面的反射波引起地面

振动的情况记录下来，然后根据地震波从地面开始向下传播的时刻和地层分界面反射波到达地面的时刻，得出总时间，再用别的方法测出地震波在岩层中的传播速度，即可得到地层分界面的埋藏深度。

基本原理是不难理解，但真正运用这个原理来查明地下构造，就会发现许多实际困难。比如在沙漠或黄土覆盖的地区，用人工方法激发地震波，一声炮响之后除了产生来自地层界面的反射波以外，还会产生各种各样的波，它们会干扰反射波的接收；要根据反射波的传播时间来了解地下分层界面的埋藏深度，还必须精确知道地震波在地层中的传播速度，这也是很困难的。因此，专业课中老师首先以介绍简单的原理为导引，着重讲述如何将野外获得的原始资料进行去伪存真、去粗取精的方法。所以，无论物探还是测井，都是与生产实际密切相关的。如果是有着丰富现场经验的老师，经常会在课堂上旁征博引，举出大量实例说明如何解决实际问题，看似枯燥的数学物理知识在实际应用的时候也显得生动活泼

了许多。

对于勘查技术与工程专业来说，如果物探和测井两个方向的专业课都学习，一方面学生负担加重，另一方面油田里的物探公司和测井公司属于两大技术服务行业，不会合并，招聘也分开招人，所以同学们在两个方向选课上也应该有所侧重，并在此基础上拓宽自己的知识面。由于在勘探阶段，物探和测井都是通过了解地下的地质状况，寻找和查明油气资源，因此，都需要掌握一些地质方面的知识。物探方向可以选修以研究岩石圈内地质体的形成、形态和变形构造作用的成因机制及其相互影响、时空分布和演化规律为主的构造地质学；测井方向则可以选修讲述如何以地质学和岩石物理学的基

本理论为指导，综合运用各种测井信息来解决构造地质学、沉积学以及油田地质学中各种地质问题的测井地质学。图3地震叠前深度偏移剖面除此之外的另一个重点就是英语学习。不去找工作就不知道英语的重要性。硬性指标上，用人单位都会考虑国家英语四六级是否通过。特别是外企，对英语水平会更加看重。所以，学好英语绝对是长久之计。

由于理工科的另一个培养重点是学生的动手和实践能力，所以几乎每一门专业课结束除了考试以外，老师都会布置大作业。可能是一张已经处理好的地震剖面，继续划分断层，可能是给出几百米深的包含电阻率测井、声波测井和自然伽马测井等几条常规测井曲线的数据资料，计算孔隙度、渗透率和饱和度参数，目的都是让同学们通过简单例子学习地震解

释或测井解释的思路和流程。虽然只是一次次小作业，但对加深课程理解、巩固所学知识、掌握基本技能确实是很好的综合性训练。

大四，随着未来选择的临近，每个人又开始为考研、工作、出国这些目标而奋斗。当然四年学习下来，仍有同学没培养起专业学习的兴趣，决定跨专业考研。其实不管走哪条路，只要能给自己一个靠得住的理由，最终能爱岗敬业，都会在工作中倾注全力，有所作为。

毕业后做什么

由于石油行业具有劳动密集型的特点，所以主干专业的就业率都相当高，特别是勘查技术与工程专业，达到100%。参加工作的本科生一半以上就业方向是全国各大油田下属的

研究院、物探中心、测井公司或是采油厂等等。中国的石油城大多是新中国成立以后从石油基地慢慢发展起来的，一般属于新兴的中小型工业城市，但也有地理位置和环境都比较好的油田，比如地处扬州的江苏油田，素有油井打在花园里的“水乡油田”之称。

随着中国工业化进程加快，对能源的需求愈来愈大，国内生产的原油早就满足不了各行各业飞速发展的需要。中石油、中石化和中海油积极实施能源供应多元化的战略，不断向海外拓展，所以也有相当一部分毕业生加盟到三大石油公司下属的国际石油勘探开发公司，工作地点在东南亚、中东和非

洲等一些国家，工作的性质和内容与国内的野外小队类似。由于勘探石油是一块大蛋糕，所以在中国市场的外企很多，为中国的油田提供技术服务或是与中方合作开发油田，比如斯伦贝谢、哈里伯顿、道达尔、康菲、壳牌等等。因为外企基本不会花力气在中国搞研发，所以基本不招聘博士生，本科生和研究生机会更大。

对于想继续深造的同学，考研也是不错的选择。第一，由于不是通用专业，考研的竞争压力相对较小。第二，地质资源与地质工程和矿业工程等11个专业属于艰苦行业（另外9个专业是力学、冶金工程、动力工程及工程热物理、水利工程、船舶与海洋工程、航空宇航科学与技术、兵器科学与技术、核科学与技术、农业工程），被包含在国家照顾的专业范围内，所以分数线比较低；第三，本科阶段所开设的数理课程较多，如果选择其他工科方向考研，也不会感觉跨度太大。

对于经济条件允许，同时希望进一步开阔眼界、追求更好教育条件的同学，可以申请出国。从专业选择的情况看，目前热门留学专业主要集中在管理、IT、生物、财经和法律专业，欧美本国学生一般也都比较青睐金融、管理、医疗、法律类专业。对于工科专业，许多“老外”也觉得很辛苦，所以英美等国家需要大量引进工科人才。并且有关石油方向的专业也不在电子电力工程、土木与环境工程、机械工程与制造以及

航空航天工程这几个热门的工科范畴里，所以申请起来会相对容易。国外没有专门的勘查技术与工程专业，加州理工大学、麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、德克萨斯大学奥斯汀分校、科罗拉多矿业大学都开设有地球物理专业，但主要是物探方向，测井被并入石油工程专业。升学率及就业方向

升学：考取研究生比例为31.01%。

就业流向：国有企业30.85%；三资企业0.95%；其他事业单7.59%；其他企业6.96%；科研设计单位4.43%；艰苦行业事业单位4.43%；出国及退学0.63%。

就业率：92.88%