地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與實(shí)際應(yīng)用研究

于治通，田 健，辛志翔

（青島地質(zhì)工程勘察院，山東 青島 266000）

地球物理勘探工作主要圍繞工程、環(huán)境、資源進(jìn)行開(kāi)展，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)，在資源勘探過(guò)程中，要有效應(yīng)用地球物理勘探技術(shù)，確保其應(yīng)用效果，必須充分做好相關(guān)工作，發(fā)揮出該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

1 地球物理勘探技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

地球物理勘探的核心技術(shù)是基于巖石圈與地質(zhì)構(gòu)造之間的差異以及縱向比較內(nèi)容的研究，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，主要集中在與地下天然礦物和金屬鉆探有關(guān)的各種技術(shù)和科學(xué)理論。地球物理勘探核心技術(shù)中較為常用的儀器為大地電磁儀、瞬變電磁儀，它們的功能是檢測(cè)地幔礦物中的數(shù)學(xué)參數(shù)值，并分析地質(zhì)變化規(guī)律。主要涉及的學(xué)科包括無(wú)線通信核心技術(shù)、系統(tǒng)科學(xué)、基礎(chǔ)材料科學(xué)等。目前地球物理儀器已廣泛用于各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域，如多種礦產(chǎn)資源勘探，特別是在高質(zhì)量資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中，未來(lái)還可以進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)、水污染檢測(cè)中發(fā)揮出關(guān)鍵的作用。因此物探技術(shù)是實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資源勘探及地質(zhì)預(yù)測(cè)的主要技術(shù)手段。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速深入發(fā)展勘探行業(yè)對(duì)地球物理技術(shù)有了更高的要求，極大地促進(jìn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展，推動(dòng)了能源產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展。地球物理的核心技術(shù)已成為國(guó)家的能源勘探、礦床的合理開(kāi)發(fā)、地質(zhì)環(huán)境研究等工作中不可或缺的核心技術(shù)。改革開(kāi)放以來(lái)，各種地球物理技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)核心領(lǐng)域。目前地球物理勘探主要分為三種勘探工作技術(shù)和各種儲(chǔ)層技術(shù)。近年來(lái)物探的核心技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，它為大型能源企業(yè)的商業(yè)運(yùn)作提供了有力的支持。鉆井技術(shù)也是物探技術(shù)中的一種，其具體是對(duì)鉆井的宏觀層面、內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)、巖層的分布情況及其他礦床井巖性的研究。在儲(chǔ)層技術(shù)的相關(guān)研究中要求地質(zhì)對(duì)象更加集中。從宏觀層面可概況為（包括水文地質(zhì)模型，水平井湍流和油氣分布區(qū)）進(jìn)行的地球物理勘測(cè)，主要地震勘測(cè)技術(shù)的實(shí)施有以下三種：地表反射大地震的核心技術(shù)、數(shù)字相位強(qiáng)震技術(shù)、二維地震技術(shù)。這三種小型地質(zhì)勘探技術(shù)在促進(jìn)不同時(shí)期發(fā)揮了最重要的作用，它們不僅減少了偶然發(fā)現(xiàn)的高質(zhì)量礦產(chǎn)資源的數(shù)量，而且為主要地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展奠定了歷史基礎(chǔ)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用，通信技術(shù)、儲(chǔ)層技術(shù)的詳細(xì)描述以及第三代3D疊前偏移技術(shù)取得了突破性的發(fā)展，強(qiáng)地震的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及高像素分辨率的地震技術(shù)已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。由以上技術(shù)的應(yīng)運(yùn)而生，這不僅降低了區(qū)域優(yōu)質(zhì)資源的失敗率，同時(shí)也刺激了相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。例如，3D疊前偏斜技術(shù)應(yīng)用中的問(wèn)題解決了傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探中準(zhǔn)確率低的核心問(wèn)題，有效促進(jìn)了各個(gè)區(qū)域地質(zhì)勘探工作項(xiàng)目的蓬勃發(fā)展。3D強(qiáng)震跟蹤監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用有效地延長(zhǎng)了北海油氣的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的使用壽命，并通過(guò)3D的廣泛應(yīng)用，減小了石化公司的規(guī)模。油氣的內(nèi)部存儲(chǔ)能力降低了運(yùn)營(yíng)成本。中國(guó)的疊前技術(shù)與核心技術(shù)，小地震動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)施以及山區(qū)理化鉆井技術(shù)的實(shí)施背道而馳，這在新疆、吉林、大港和華北地區(qū)推動(dòng)了大部分礦企的發(fā)展，并促進(jìn)了經(jīng)營(yíng)理念不斷創(chuàng)新和進(jìn)一步發(fā)展。大慶油田區(qū)能夠產(chǎn)出近1億噸能源與地質(zhì)勘探工作發(fā)展有著密不可分的關(guān)系。此外，物探核心技術(shù)在大慶油田石油能源等化工企業(yè)的自主開(kāi)發(fā)中也發(fā)揮了重要作用，研發(fā)能力迅速提高油田的儲(chǔ)油能力。隨著地震技術(shù)的發(fā)展和多波分量及其技術(shù)的廣泛應(yīng)用，物探技術(shù)在我國(guó)當(dāng)前地質(zhì)勘探工程中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

2 地球物理勘探技術(shù)

2.1 物探技術(shù)的傳統(tǒng)應(yīng)用

石油、天然氣儲(chǔ)量的物理和化學(xué)鉆探中，油氣田勘探主要采用物探方法。在河谷東部地區(qū)進(jìn)行能源鉆探工作時(shí)，地震勘探被用來(lái)代傳統(tǒng)勘探技術(shù)手段，并且初步調(diào)查和計(jì)劃正在進(jìn)行中。

在工作過(guò)程中，利用自身的電磁場(chǎng)、地心引力和高精度的測(cè)量技術(shù)，對(duì)能源所儲(chǔ)存的區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢查，并直接選擇以找到油氣的中間位置儲(chǔ)存，可以提取石油和天然氣。地球物理勘探用于礦物金屬的技術(shù)檢測(cè)。在這一方面的應(yīng)用主要有兩種方法：電學(xué)方法和磁學(xué)方法。用電法勘探礦物純金屬時(shí)，根據(jù)土壤和巖石之間的電導(dǎo)率差異進(jìn)行評(píng)估。第二項(xiàng)研究結(jié)果的其他內(nèi)容是基于在標(biāo)準(zhǔn)不穩(wěn)定脈沖電流電場(chǎng)和磁場(chǎng)的小環(huán)境中電流強(qiáng)度傳導(dǎo)速度的特定規(guī)律。

2.2 地球物理勘查

各種地球物理勘查技術(shù)在地質(zhì)項(xiàng)目中的應(yīng)用急劇增加，在大型水利工程、輸電管道工程、鐵路建設(shè)工程、地質(zhì)構(gòu)造研究、各種自然災(zāi)害預(yù)測(cè)和勘查中的應(yīng)用更為普遍，在其他相關(guān)建設(shè)項(xiàng)目中也有所應(yīng)用。例如多種遠(yuǎn)距離探測(cè)方法、電學(xué)檢測(cè)法、探測(cè)雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)、淺層大地震檢查等，因此地球物理核心技術(shù)的整體發(fā)展已逐步向智能技術(shù)，數(shù)字時(shí)代和基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)展。

2.3 具體勘探方法以及其運(yùn)行

近年來(lái)，能源檢測(cè)技術(shù)還未得到突破性的進(jìn)展，常用的方法包括超中頻法和連續(xù)多導(dǎo)成像質(zhì)量法（EH4）、瞬變電磁能量法、可控源音頻地磁電磁脈沖法和誘導(dǎo)分子能級(jí)法。磁測(cè)法是利用礦石中含有的磁性天然礦物所產(chǎn)生的磁性，進(jìn)行極其精確的測(cè)量。經(jīng)過(guò)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，磁測(cè)法主要應(yīng)用于山東、新疆等地區(qū)的地質(zhì)勘探中，偶然發(fā)現(xiàn)了大量的隱伏礦帶，其他的磁距計(jì)算過(guò)之后發(fā)現(xiàn)其具體的規(guī)模。實(shí)踐運(yùn)用過(guò)程中，將這兩種不同勘探方法應(yīng)用于萬(wàn)通工業(yè)園區(qū)近井眼或井底裸眼，也取得了很好的勘探效果。重力場(chǎng)調(diào)查基于重力異?；A(chǔ)上，這是由周?chē)V石中具有相同密度比，稀有礦石中存在大量的黃色礦石引起的。在過(guò)去的兩年中，地球重力儀的觀測(cè)精度也有所提高，并且已經(jīng)從m gal級(jí)別發(fā)展到μ gal級(jí)別。重力勘探已在安徽省鹿宗市南部和江蘇省東部江寧地區(qū)發(fā)現(xiàn)了隱藏的黃銅礦。在大規(guī)模地震勘探過(guò)程中，可以檢測(cè)到礦石層和周?chē)鷰r石的沉積物。從速度或巡航阻力的角度來(lái)看，強(qiáng)地震勘探的核心技術(shù)是在找礦的核心技術(shù)中實(shí)現(xiàn)像素密度的一種常用方法。小型地震勘探技術(shù)還具有精度高、廣度大、像素分辨率高，深部地下勘探效果好的應(yīng)用效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，地球物理勘探檢測(cè)精度也越來(lái)越高。由于物探技術(shù)在能源開(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì)廣泛應(yīng)用，它將與智能自動(dòng)化技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信與無(wú)機(jī)技術(shù)相結(jié)合，成為一門(mén)重要的學(xué)科，可推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)。