地球物理勘探与工程物探
一、地球物理勘探分类
（一）地球物理学
地球物理学是运用物理学的原理和方法来研究地球的学问，是一门横跨物理学和地质学的边缘、交叉科学。地球物理学所研究的对象极为广泛，上达数百公里高空的游离层，下至地球深处，包括重力、电场、地磁、地震和放射性等物性特征，都属于其研究的领域和对象。
（二）地球物理勘探
将研究地球的各种物理方法用来寻找地下矿藏，或者用来探测岩体的赋存状况，以满足工程建设的需求，就产生了应用地球物理学，或称为地球物理勘探，简称物探。地球物理勘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。
（三）地球物理勘探分类
（1）按探测对象、应用领域的不同，物探可分为：
①石油物探
②煤田物探
③金属非金属物探
④放射性物探
⑤水文物探
⑥工程物探
⑦环境物探
（2）按工作环境的不同，物探可分为：
①地面物探
②航空物探
③海洋物探
④地下物探
二、地球物理勘探方法
根据所探测对象（如岩溶、构造、矿体等各类目的体以及地层等）的物理性质的不同，可将地球物理勘探分为重力勘探、磁法勘探、电法勘探、放射性勘探、地震勘探、地球物理测井和地热勘探等多种方法。
（一）重力勘探
重力勘探是研究由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、划分地层、研究地质构造的一种物探方法。重力异常是由密度不均匀引起的重力场的变化，并迭加在地球的正常重力场上。
重力观测方法主要有动力法和静力法两种。
⑴动力法是观测物体的运动，直接测定的量是时间。
⑵静力法是观测物体的平衡，直接测定的量是线位移或角位移。静力法只能用于重力的相对测
定，是目前重力勘探中用于重力测定的唯一方法。
（二）磁法勘探
磁法勘探是研究由地下岩层与其相邻层之间、各类地质体与围岩之间的磁性差异而引起的地磁场强度的变化(即“磁异常”)来勘探矿产、划分地层、研究地质构造的一种物探方法。磁异常是由磁性矿石或岩石在地磁场作用下产生的磁场迭加在正常场上形成的，与地质构造及某些矿产的分布有着密切的关系。
磁法勘探按观测磁场的方式可以分为地面磁测和航空磁测两类基本方法。
（三）电法勘探
电法勘探是以岩石、矿物等介质的电学性质为基础，研究天然的或人工形成的电场、磁场的分布规律，勘探矿产、划分地层、研究地质构造、解决水文工程地质问题的一类物探方法，也是物探方法中分类最多的一大类探测方法。按照电场性质的不同，可分为直流电法和交流电法两类。本手册电法勘探指的是直流电法，交流电法则称为电磁法勘探。
直流电法勘探主要包括电剖面法、电测深法、充电法、激发极化法及自然电场法等。前几种方法是探测、分析人工向地下供入直流电形成的电场，而自然电场法则是探测天然电场。
⑴电剖面法：电极之间的距离保持不变、电极装置沿测线的不同测点进行观测。由于电极间距离不变，因而勘探的深度也是不变的。用此方法可以探明同一深度内岩层沿水平方向电性的变化，以了解地下相应深度范围内地质体的分布情况。按电极排列方式不同，电剖面法可分为四极对称剖面法、联合剖面法、中间梯度法、偶极剖面法和纯异常剖面法等。
⑵电测深法：用改变电极距的方法探测同测点在不同深度视电阻率的变化，以研究和确定不同电性岩层的电阻率值和埋藏深度。根据供电电极和测量电极之间的相对位置和电极排列方式的不同，电测深法可分为四极对称测深(又名垂向电测深)、不对称测深、轴向和偶极测深等装置类型。
⑶充电法：直接向天然出露或人工揭露的良导电性勘探对象供电，使之成为新电流源，在地面或钻孔内观测这种充电体的电场，根据电场的分布特点来研究充电体本身以及周围的地质分布情况。例如，将食盐盐包(其水溶液为低阻体)放在地下水中并使它带电，则可以根据地面上电场的分布形态了解地下水的流向和流速。充电法在地面上观测电场的方法通常有电位法、电位梯度法和直接追索等位线法三种。
⑷激发极化法：是基于研究岩石或矿石在外电场作用下所产生的次生极化(激发极化)电场，来勘探金属矿产、查找地下水、研究地质构造的一种电探方法。激发极化法可以采用电阻率法的各种装置进行，实际工作中经常采用中间梯度装置。
⑸自然电场法：是基于研究地壳内因各种物理和化学作用形成的自然电场，从而达到勘探矿产和解决水文工程地质问题的一种电探方法。
电剖面法和电测深法是以研究岩石电阻率为基础的电探方法，故统称为电阻率法。充电法、激发极化法以及自然电场法，则是以研究电位为基础的电探方法。
（四）电磁法勘探
电磁法勘探，即交流电法勘探，主要包括感应法、大地电流法、无线电波透视法、无线电波法、频率测深法、强度法和无限长导线法等。
⑴感应法：用专门的振荡器产生高频的交变电磁场，地壳中的良导矿体在此磁场的作用下感应出二次电流，该电流又产生二次磁场。感应法就是用接收装置来观测、研究二次磁场，以确定产生感应电流的矿体的位置。
⑵大地电流法：地磁的连续变化在地壳中能感应出交变的大地电流，通过观测地下电性不均匀体引起的大地电流的相应变化，便可查明地下地质结构构造的分布。
⑶无线电波法：是基于不同岩层对无线电广播电台发射的电磁波的吸收作用及感应产生的二次强度的不同，通过测量其电磁波的强度，便可查明地质构造、划分地层界线。
⑷ 无线电波透视法(阴影法)：当地质体位于发射和接收装置之间(如在坑道、地面、钻孔之间)，观测不同位置电磁场强度的分布，由电磁波强度急剧减弱的部位（即所谓 “阴影”区）确定地质体的空间位置和大小。
⑸ 频率测深法：在地面用专门的振荡器向地下发送不同频率的电磁波，测出各测点的电磁波强度，研究不同频率的电磁场分布，以了解组成地壳的地层在垂直方向上的变化。
⑹ 强度法：研究低频电流场产生磁场的垂直分量和水平分量，将观测结果与在均匀介质中磁场分布图进行比较，研究磁场的畸变，从而确定引起畸变的地质对象。
⑺ 无限长导线法：将低频电流经布置在地面上的长直导线输入地下，在导线中央部位沿垂直于导线的测线上用类似于强度法的装置测量磁场的水平分量。
（五）地震勘探
地震勘探是一种使用人工方法激发地震波，观测其在岩体内的传播情况，以研究、探测岩体地质结构和分布的物探方法。地震波自震源向各方传播，在存在波速或波阻抗差异的岩层、各类目的体分界面上会发生反射和折射，然后返回地面，引起地面振动。通过仪器设备（地震仪、检波器等）记录振动（地震记录），通过分析解释地震记录的特性(传播时间、振幅、相位及频率等)，就能确定分界面的埋藏深度、岩石的组成成分和物理力学性质。
弹性波的传播，实际上是介质中弹性应变的传播，包括两种基本应变——体变和切变。与体变相应的波称为纵波(以符号P 表示)；与切变相应的波称为横波(以符号S 表示)。根据广义虎克定律及牛顿第二定律建立的波动方程可推导出：
)211()1(342μμ)(ρμE ρG K ρG λV P -+-=+=+= (1.4-1)
)1(2μρρ+==E G
V S (1.4-2)
式中：E 为杨氏弹性模量， Pa ；
G 为剪切模量，Pa ；
K 为压缩模量，Pa ；
μ为泊松比；
λ为拉梅系数；
ρ为密度，kg/m 3；
V P 为纵波速度，m/s ；
V S 为横波速度，m/s 。
纵横波速度比Vp/Vs 有式(1.4-3)的关系。对于自然界的大多数岩石来说，μ近于0.25，此时纵波的传播速度一般近似为横波传播速度的1.73倍（见式(1.4-4)）。因为μ最小为零，故Vp/Vs 最小近似为1.41（见式(1.4-5)），由此可见，纵波速度永远大于横波速度。
μμ21)1(2--=S P V V (1.4-3)
73.13,25.0≈≈→S P V V μ (1.4-4)
41.12,0≈≈→S P V V μ (1.4-5)
在无限介质中，震源处的振动(扰动)以地震波的形式传播并引起介质质点在其平衡位置附近运动。按照质点运动的特点和波的传播规律，地震波常可以分为体波和面波。体波包括纵波和横波两种。面波主要有瑞雷波和勒夫波等类型。
根据所利用弹性波的类型不同，地震勘探的工作方法可分为：反射波法、折射波法、穿透波法和瑞雷波法。
⑴ 反射波法：由地面测线上的各测点观测接收各类波阻抗界面反射波旅行时，根据旅行时与地面各接收点间的位置关系(时距曲线)，确定波在介质中的传播速度、反射界面的埋深和形态，以解决与地层、构造、岩溶等有关的地质问题。
⑵ 折射波法：由震源产生向地下半无限空间入射的地震波，当地震波遇到上覆介质波速低于下伏介质波速的界面时，其中，有一组地震波的入射方向满足以下条件：
)(sin 2
11V V i -= (1.4-6) 式中，i 为临界角，°；
V 1为入射介质波速，m/s ；
V 2为界面下伏介质的波速，m/s 。
该组波沿界面滑行，使界面上的质点发生振动并返回地面，这种波称为折射波。界面滑行波使界面附近的V 1介质中的质点发生振动，并返回地面，这种波称为折射波(refraction wave)，或称首波(head wave)。根据旅行时与地面各接收点间的位置关系，便可求得形成折射波的地层界面的埋藏深度和起伏形态。
⑶ 穿透波法：一般在两钻孔、平洞或平行的两侧壁之间使用，可以测定钻孔、平洞或平行的两侧壁之间地质体的形状、位置和波速。
⑷ 瑞雷波法：是在层状介质中传播时因频散现象而形成的面，其传播速度取决于相邻地层的横波传播速度、频率和层厚等。假定层厚一定，则对于不同频率就会出现不同的瑞雷波速度（频散现象），研究其变化规律便能了解地层的瑞雷波速度和厚度分布情况。
（六）地球物理测井
地球物理测井，简称为测井，就是通过研究钻孔中岩石的物理性质，诸如电性、电化学活动性、放射性、磁性、密度、弹性以及孔隙度、渗透性等等来解决钻孔中有关地质问题的一类物探方法。
测井方法包括电测井、磁测井及电磁测井、声波测井、地震测井、放射性测井、热测井、孔内电视录像，以及井径测量、井斜测量、井温测量以及井中流体测量。
（七）放射性勘探
地壳内的天然放射性元素蜕变时会放射出α、β、γ射线，这些射线穿过介质便会产生游离、荧光等特殊的物理现象。放射性勘探，就是借助研究这些现象来寻找放射性元素矿床和解决有关地质问题、环境问题的一种物探方法。
γ值高出正常场的叫γ异常。根据岩石含放射性的不同对于异常的要求也不同。一般沉积岩地区含放射性低且稳定，因而当γ强度超过正常场的1.5～2倍时，即是异常；火成岩地区放射性含量较高，故要求γ强度超过正常场的2～3倍时，才是有效异常。
放射性勘探方法按阶段及解决的地质任务不同，可分为普查、详查和环境测量；按所采用的仪器及工作方式的不同，可分为射气测量、氡气法、γ测量法。
（八）地热勘探
地热勘探（thermal survey），是研究组成地壳岩石中的天然温度场分布情况、查明地下可供使用的热源。岩石中温度场的形成，取决于组成地壳岩石的温度特性和产状，并在很大程度上与地层中地下水的活动有关。地热探测的主要方法有热测井、面积测量和在平洞坑道掘进时进行观测。
⑴热测井：是地球物理测井的内容之一，它是沿着钻井连续地观测温度随深度的变化。热测井主要应用于划分地质剖面；确定永久冻土带的下界；确定钻井地下水的渗漏点和估计地下水的渗透速度和确定钻孔中的地下水位等水文工程地质问题。
⑵面积测量：是根据钻井和坑道内的温度观测资料，可以绘制温度平面图和剖面图，通过对这些图件的解释结果，可以用来研究地质构造；常年冻土带的分布和发育情况；地下水的运动和分布情况等水文工程地质问题。
⑶洞内测量：在平洞掘进时利用超前炮眼系统地测量岩石或地下水的温度，把得到的温度和温度梯度值与预先计算出的正常地温场进行比较，可以预测掌子面接近充水带的程度、为工程安全评价提供相关依据。
三、工程物探
（一）工程物探的发展沿革
我国开展工程物探是新中国成立以后的事情，水电系统早在1954年10月北京东郊定福庄原燃料工业部水电总局勘测总队地质大队就成立了第一支物探队，并于年底在官厅水库坝区开展了用磁法探测断层的试验。1955年夏天，在北京西郊石景山模式口水电站用电测深法探测覆盖层厚度，拉开了水电系统开展工程物探工作的序幕。1958年前后，各大区和流域委院勘测设计院也都相继成立了物探队(组)，铁道、城市工民建、公路交通等许多行业也陆续成立相应的工程物探机构、开展相应业务。半个多世纪来，工程物探专业为我国水利电力、铁路、交通、工业民用建筑、军工等领域的各类工程的前期勘察、参数测试、质量检测等方面做出了很大的贡献。
（二）工程物探的应用范围
目前，工程物探已从初创时期的以勘探为主的方法技术，发展为以勘探应用为主的工程地球物理勘探、以检测应用为主的工程地球物理检测和以监测为主的工程地球物理监测等相互交叉又各具特点的三方面内容。
（1）工程地球物理勘探
工程地球物理勘探是以地下各类介质的物性差异为基础，通过观测地下各类地球物理场的变化规律，来查明目的层或地质体的分布情况(大小、形状、埋深等)，达到解决工程和水文工程地质问题的目的。
（2）工程地球物理检测
工程地球物理检测是以被检测物体的物理力学性质或其他物理性质为基础，运用地球物理学的原理和方法，为各类工程的质量和稳定性进行评价和分析提供数据和依据的动力法无损检测技术。（3）工程地球物理监测
工程地球物理监测是以被监测物体的某些物理性质为基础，运用物探技术对某些工程部位的物理状态、稳定性和可靠性进行监测、分析和评价的一些专项无损检测技术。
目前，工程物探监测的应用有：
⑴爆破质点振动监测；
⑵场地微地震监测；
⑶滑边坡活动性监测；
⑷地基沉降监测；
⑸基坑变形监测等。
（三）工程物探方法的特点
（1）物探方法的科学性与多解性
地球物理勘探方法是间接的勘探方法，是根据物理现象对各类地质体和目的层做出合理的解释推断。地球物理勘探方法的科学性主要表现在：
⑴被探测目的体与围岩介质相比较具有不同的物理特性，为合理选择使用地球物理方法提供了可靠的物性前提。
⑵在地表等处观测到的地球物理场，受到各种地下地质体的不同影响，带有地下地质体的有益（或者说有效）信息，如果能够准确认识、科学识别，就能够准确解析出地下地质体的物理分布。
⑶地球物理勘探方法建立在科学的理论基础之上，历经几十年的发展，具有客观性、系统性、严密性。
⑷物探设备都是非常先进的设备，其精确性、稳定性、可靠性完全能够满足对地球物理场的探测和细微异常的识别。
采用地球物理方法研究或勘探地质体，是根据测量数据或所观测的地球物理场求解场源体的问题，是地球物理场的反演问题，而反演的结果一般是多解的。因此，地球物理勘探具有其科学性的同时，存在多解性的问题。为了获得更准确更有效的解释结果，应注意以下几点：
⑴选择适合的方法。各种探测目的、探测对象的物性特征不尽相同、常常是各具特色，所采用的探测手段应有针对性、适用性。
⑵尽可能通过多种物探方法配合，相互对比，去伪存真。
⑶注重与地质调查和地质理论相结合，进行综合分析判断。
（2）物探方法的特点及发展方向
物探专业是一个较为年轻的同时飞速发展的专业学科，从它的产生到发展，均受到了地质科学、地球科学、物理学、电子学、数学等许多学科的影响、带动和促进。近年来，工程建设应用领域也对物探专业提出了越来越新、越来越高的要求，使其逐渐呈现出以下特点：
⑴地球物理勘探方法不断深化对现代电子技术的运用，在信号采集、数字处理、数据分析方面有长足进展，有利于进一步压制干扰、提高分辨能力、提取更多的有用信息、发展反演理论和技术，改善了地球物理信号的采集效果，提高了地球物理数据处理的工作效率和图像处理技术，促进了各类工程或水文工程地质问题的有效解决。
⑵地球物理勘探仪器设备逐渐向向轻便化、高精度、多功能、数字化、系列化和智能化的方向发展，大大提高了现场和室内工作效率。同时采集信号的数字存储，使采集信号的永久保存、重新处理和解释成为可能。
⑶现代地质学理论的发展，使深部地质问题的研究愈显重要。应用于这方面研究的地震反射、大地电磁测深、重力、磁法、地热等地球物理勘探方法，已显示出其潜力和优越性。
⑷近年来，物探应用的范围和领域，无论是深度还是广度，都在不断地得到挖掘和拓展。在工程、水文、环境方面的地球物理应用，尤其是工程方面，呈现持续、高速发展的态势。
（3）工程物探的特点
工程物探方法因应用领域、使用目的特殊性，除了具有科学性、多解性等物探方法的一般特性外，还具有以下明显的特点：
⑴由于各类建设工程的需要，工程物探的探测对象更偏向于浅、小，探测深度以从几十厘米到数百米为主，要求探测精度较高。
⑵仪器设备更为轻便。
⑶受地形影响较大，地质、地球物理条件更为复杂，物性的不均匀性和各向异性更加明显。
⑷探测成果时效性强，往往需要及时提供、经常被立即验证，对探测结果的明确性要求也较高。
⑸除了传统的勘探类应用以外，检测以及监测类应用已占据相当大的比例，成为重要的工程质
量检验和验收手段。
⑹为了满足工程需要，工程物探各方面，无论是方法技术，还是应用领域，以及仪器设备，都呈现高速发展和进步的态势，在工程建设方面越来越多地发挥出其独特的作用。
《地球物理勘探》基本特点 （1）地球物理勘探是一种间接的勘探方法 用钻机或其它的机械手段从地下取出岩样来认识地质构造是直接的勘探方法（或称为侵入方法，invasive method)。 地球物理勘探无须从地下取出岩样，而是通过使用专门的仪器在地面（或钻孔中）观察由地下介质引起的某种物理场的分布状态，
收集和记录某些物理信息随空间或时间的变化，并对这些信息的分布特征作出解释和推断，从而揭示地球内部介质物理状态的空间变化和分布规律，以此来了解矿产资源的分布及赋存状态、查明地质构造。
（2）地球物理勘探工作具有效率高、成本低的特点以往的地球物理勘探工作为矿产资源的调查、水文地质及工程地质工作提供了大量的、获得实践检验的重要资料；尤其是在覆盖地区对研究地质构造、指导勘探、成井等方面发挥了重要作用，加快了勘探速度，降低了施工成本，提高了水文地质钻孔的成井率。
（3）地球物理勘探能更全面了解勘探目标的全貌，避 免钻孔勘探‘一孔之见’的弱点 在工程勘察中，尤其是在浅层岩溶勘察中，地球物理勘探工作能提供勘探区域内二维、甚至三维的地下岩溶分布状态，克服钻孔‘一孔之见’的局限性。 跨孔声波、电磁波透视法能了解两孔之间的岩体的完整性，能从整体上评价岩体的完整性与基础的稳定性。
（4）地球物理勘探的应用具有一定的前提条件（一）必要条件： 要有物性差异； （二）充分条件： 1、目前仪器技术条件下，能测出异常： （1）场源体要有一定的规模， （2）场源体要有一定的埋深比， （3）仪器灵敏度要高； 2、干扰要小或能分辨异常； 3、环境条件允许。
（5）反演解释具有多解性 同一物理现象（或者说同一性质的物理场的分布）可以由多种不同的因素引起。 例如，在电法勘探中，视电阻率的变化可以由被测目标体电阻率值的变化引起；也可能由于地形，产状等其他因素的变化引起。这反映了地球物理勘探资料解释具有多解性。 要克服地球物理勘探资料解释的多解性，就必须将其与钻井资料或地质资料相结合进行推断解释，必须掌握一定的地层岩矿石的物性参数。
地球物理勘探与工程物探 一、地球物理勘探分类 （一）地球物理学 地球物理学是运用物理学的原理和方法来研究地球的学问，是一门横跨物理学和地质学的边缘、交叉科学。地球物理学所研究的对象极为广泛，上达数百公里高空的游离层，下至地球深处，包括重力、电场、地磁、地震和放射性等物性特征，都属于其研究的领域和对象。 （二）地球物理勘探 将研究地球的各种物理方法用来寻找地下矿藏，或者用来探测岩体的赋存状况，以满足工程建设的需求，就产生了应用地球物理学，或称为地球物理勘探，简称物探。地球物理勘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。 （三）地球物理勘探分类 （1）按探测对象、应用领域的不同，物探可分为： ①石油物探 ②煤田物探 ③金属非金属物探 ④放射性物探 ⑤水文物探 ⑥工程物探 ⑦环境物探 （2）按工作环境的不同，物探可分为： ①地面物探 ②航空物探 ③海洋物探 ④地下物探 二、地球物理勘探方法 根据所探测对象（如岩溶、构造、矿体等各类目的体以及地层等）的物理性质的不同，可将地球物理勘探分为重力勘探、磁法勘探、电法勘探、放射性勘探、地震勘探、地球物理测井和地热勘探等多种方法。 （一）重力勘探 重力勘探是研究由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、划分地层、研究地质构造的一种物探方法。重力异常是由密度不均匀引起的重力场的变化，并迭加在地球的正常重力场上。 重力观测方法主要有动力法和静力法两种。 ⑴动力法是观测物体的运动，直接测定的量是时间。 ⑵静力法是观测物体的平衡，直接测定的量是线位移或角位移。静力法只能用于重力的相对测
什么是地球物理勘探 人类居住的地球，表层是由岩石圈组成的地壳，石油和天然气就埋藏于地壳的岩石中，埋藏可深达数千米，眼看不到，手摸不着，所以，要找到油气首先需要搞清地下岩石情况以及岩石的物理性质。 岩石物理性质是指岩石的导电性、磁性、密度、地震波传播等特性。地下岩石情况不同，岩石的物理性质也随之而变化。我们把以岩石间物理性质差异为基础，以物理方法为手段的油气勘探技术，称为地球物理勘探技术，简称物探技术。 通过观测不同岩石引起的重力差异来了解地下地层的岩性和起伏状态的方法，称为重力勘探。油气生成于沉积盆地，应用重力勘探可以确定沉积盆地范围。 通过观测不同岩石的磁性差异，来了解地下岩石情况的方法，称为磁力勘探。在沉积盆地中，往往会分布着各种磁性地质体，磁力勘探可以圈定其范围，确定其性质。 通过观测不同岩石的导电性差异来了解地下地层岩石情况的方法，称为电法勘探，与油气有关的沉积岩往往导电性良好（电阻率低），应用电法勘探可以寻找和确定这类地层。 通过观测用人工方法（如爆炸）激发的地震波在不同岩石中的速度变化及其他特征来了解地下岩石情况的方法，称为地震勘探。 在以上这四种方法中，重力、磁力、电法三种方法联合起来应用往往可以找出可能有油气的盆地在哪里，盆地中哪里是隆起，哪里是坳陷，哪里是可能最有利的构造等等。这种工作是在找油的开始阶段做的，一般叫做普查。 地震勘探是地球物理勘探最主要的一种勘探方法，具有勘探精度高，能更清晰地确定油气构造形态、埋藏深度、岩石性质等优点，成为油气勘探的主要手段，并被广泛应用。 什么是地球物理测井 井下地层是由各类岩石组成，不同的岩石具有不同的物理化学性质，为了研究各类岩石的物理性质及井下地层是否含有石油天然气和其他有用矿产，建立了一门实用性很强的边缘 学科---地球物理测井学，简称“测井”，它以地质学、物理学、数学为理论基础，采用计算机 信息技术、电子技术及传感器技术，设计出专门的测井仪器，沿着井身进行测量，得出地层 的各种物理、化学性质、地层结构及井身几何特性等各种信息，为石油天然气勘探、油气田
地球物理探矿法 一、地球物理探矿法的基本原理 物探的基本特点是研究地球物理场或某些物理现象。如地磁场、地电场、放射性场等，而不是直接研究岩石或矿石，它与地质学方法有着本质上的不同。通过场的研究可以了解掩盖区的地质构造和产状。它的理论基础是物理学或地球物理学，系把物理学上的理论(地电学、地磁学等)应用于地质找矿。因此具有下列特点和工作前提： (一)物探的特点 1．必须实行两个转化才能完成找矿任务。先将地质问题转化成地球物理探矿的问题，才能使用物探方法去观测。在观测取得数据之后(所得异常)，只能推断具有某种或某些物理性质的地质体，然后通过综合研究，并根据地质体与物理现象间存在的特定关系，把物探的结果转化为地质的语言和图示，从而去推断矿产的埋藏情况与成矿有关的地质问题，最后通过探矿工程验证，肯定其地质效果。 2．物探异常具有多解性。产生物探异常的原因，往往是多种多样的。这是由于不同的地质体可以有相同的物理场，故造成物探异常推断的多解性。如磁铁矿、磁黄铁矿、超基性岩，都可以引起磁异常。所以工作中采用单一的物探方法，往往不易得到较肯定的地质结论。一般情况应合理地综合运用几种物探方法，并与地质研究紧密结合，才能得到较为肯定的结论。 3．每种物探方法都有要求严格的应用条件和使用范围。因为矿床地质、地球物理特征及自然地理条件因地而异，从而影响物探方法的有效性。 (二)物探工作的前提 在确定物探任务时，除地质研究的需要外，还必须具备物探工作前提，才能达
到预期的目的。物探工作的前提主要有下列几方面： 1．物性差异，即被调查研究的地质体与周围地质体之间，要有某种物理性质上的差异。 2．被调查的地质体要具有一定的规模和合适的深度，用现有的技术方法能发现它所 引起的异常。若规模很小、埋藏又深的矿体，则不能发现其异常；有时虽然地质体埋藏较深，但规模很大，也可能发现异常。故找矿效果应根据具体情况而定。 3．能区分异常，即从各种干扰因素的异常中，区分所调查的地质体的异常。如铬铁矿和纯橄榄岩都可引起重力异常，蛇纹石化等岩性变化也可引起异常，能否从干扰异常中找出矿异常，是方法应用的重要条件之一。 二、地球物理探矿法的应用及其地质效果 (一)应用物探找矿的有利条件与不利条件 1．物探找矿有利条件：地形平坦，因物理场是以水平面做基面，越平坦越好；矿体形态规则；具有相当的规模，矿物成分较稳定；干扰因素少；有较详细的地质资料。最好附近有勘探矿区或开采矿山，有已知的地质资料便于对比。 2．物探找矿的不利条件：物性差异不明显或物理性质不稳定的地质体；寻找的地质体或矿体过小过深，地质条件复杂；干扰因素多，不易区分矿与非矿异常等。 (二)物探方法的种类、应用条件及地质效果简要列于表4—5。 物探方法的选择，一般是依据工作区的下列三方面情况，结合各种物探方法的特点进行选择：一是地质特点，即矿体产出部位、矿石类型(是决定物探方法的依据)、矿体的形态和产状(是确定测网大小、测线方向、电极距离大小与排列方式等决定因素)；二是地球物理特性，即岩矿物性参数，利用物性统计参数分析地质构
第二章重力勘探重点 第一节重力勘探方法的理论基础 1、重力场、重力场强度与重力加速度关系 2、重力的单位 SI制和CGS制换算 3、地球的正常重力场正常重力场随纬度和高度变化规律 4、重力异常的实质 5、产生重力异常的条件 第二~五节岩矿石密度、重力仪、野外工作与资料整理 1、岩矿石的密度特征、影响岩矿石密度的因素 2、重力仪的平衡方程、角灵敏度 3、影响重力仪精度的因素与消除措施 4、确定重力测量精度和比例尺、布置测网的原则 5、野外重力观测资料整理 6、布格重力异常 第六~七节正反演 1、重力勘探正演、反演与反问题的多解性 2、球体重力异常的平面特征与剖面特征 3、水平圆柱体重力异常的平面特征与剖面特征，并与球体重力异常作比较 4、台阶重力异常的平面特征和剖面特征 5、计算几何参数与物性参数的特征点法 6、密度界面反演方法 第八节转换处理，应用 1、区域异常和局部异常，说明它们的相对性 2、划分区域与局部重力场的方法与原理 3、重力异常的解析延拓，向上与向下延拓的作用 4、重力高次导数法，重力高次导数作用 第三章磁法勘探重点 1.地磁要素，它们之间的关系并图示之。 2.地磁场的构成。 3.解释名词：正常地磁场，磁异常。 4.世界地磁图分析：（1）垂直强度（2）水平强度（3）等倾线（4）等偏线等的特征。 5.解释名词：偶极子磁场、非偶极子磁场 6.解释名词：地磁场的“西向漂移” 7.太阳静日变化特征，它对磁法勘探作用 8.解释名词：磁暴和地磁脉动 9.总磁场强度异常ΔT，ΔT的物理意义及ΔT与Za、Xa、Ya三个分量的关系。 10.解释名词：感应磁化强度、剩余磁化强度、总磁化强度，它们之间的关系。 11.岩矿石磁性特征及其影响因素。 12.解释名词：热剩磁，它在磁法勘探中有什么意义 13.质子磁力仪的工作原理。
近地表地球物理勘探复习资料 一名词解释 1.近地表地球物理勘探：主要利用地球物理学的理论和方法，以地球物理场和地球物质的物理性质差异、分布规律为物质基础，通过观察和研究各种地球物理场的变化来研究和解决近地表人类活动所面临或遇到的工程、水文、环境等方面地质问题的一门应用学科。 2.近地表弹性波勘探：研究人工震源（锤击、炸药爆炸、超声波等）激发所产生的地震波在地下岩层、土壤或其他介质中传播来解决工程、水文、环境等近地表地质问题的方法。 3.地震观测系统：地震波的激发点和接收排列的相互位置关系。 4.波阻抗：地震波在介质中传播时，作用于某个面积上的压力与单位时间内垂直通过此面积的质点流量(即面积乘质点振动速度）之比，具有阻力的含义，称为波阻抗，其数值等于介质密度p与波速V的乘积。 5.地震测井：通过人工方法激发地震波研究地震波在地层中传播的情况以查明地下的地质构造力寻找油气田或其他勘探目的服务的一种物探方法。 6.地震子波：爆炸时产生的尖脉冲，在爆炸点附近的介质中以冲击波的形式传播，当传播到一的距离后，波形逐渐稳定，我们称这种地震波为地震子波，是地震记录中的基本单元。 7.垂向分辨率：它是指地震记录沿垂直方向能够分辨的最薄层的厚度。 8.横向分辨率：它是指地震记录沿水平方向能够分辨的最小地质体。 9.炮检距：炮点与检波点的距离。 10.杨氏模量：弹性体单位长度的变形ΔL/L称为应变，单位截面积上的弹性力F/A称为应力。杨氏模量就是应力与应变之比。E=(F/A)/(ΔL/L) 11.垂直地震剖面法：将检波器置于深井中,在地面激发,深井中不同深度的检波器依次接收后,便得到深度-时间剖面图即垂直地震剖面的方法。 12.泊松比：横向相对减缩ΔD/D和纵向上相对伸长ΔL/L之比。σ=（ΔD/D）/(ΔL/L) 13.面波：只在自由表面或不同弹性的介质风界面附近观测到，其强度随离开界面的距离加大而迅速衰减的波。 14.电法勘探：是以岩、矿石之间的电学性质的差异为基础，通过观测和研究与这些差异有关的电场或电磁场在空间或时间上的分布特点和变化规律，来查明地下地质构造和寻找地下电性不均匀体的一类勘察地球物理方法。 15.电阻率测深法：是探测电性不同的岩层沿垂向分布情况的电阻率方法，该方法采用在同一测点上多次加大供电极距的方式，逐次测量视电阻率ρs的变化。 16.电阻率剖面法：采用固定极距的电极排列，沿剖面线逐点供电和
地球物理勘探知识点 一、名词解释 1.动校正：校正因炮检距不等而存在的正常时差的影响。 2.时距曲线：若测线是沿一条线进行的，则测线上各观测点坐标与波至时间的关系图称为时距曲线。 3.多次覆盖：指采用一定的观测系统获得对地下每个反射点多次重复观测的采集地震波讯号的方法。 4.电阻率剖面法：当保持供电电极距AB不动时，电极系探测深度一定，移动电极系时就可以反应一定深度范围内的地下电阻率的变化情况，这种方法称之为电阻率剖面法。 5.电法勘探：是以岩石、矿石的导电性、电化学活动性、介电性和导磁性的差异为物质基础，使用专用的仪器设备观测和研究地壳周围物理场的变化和分布规律，进而达到解决地质问题的目的的一组地球物理勘查方法。 6.转换波：与入射波波形不同的反射波和透射波。 7.高密度电法：是集电测深和剖面法于一体的一种多装置，多极距的组合方法。 8.槽波地震勘探：是在井下煤层开采工作面内进行的，地震测线接受点和激发点沿煤巷布设，直接探测煤层内地质构造或其他地质异常体的勘探方法。 9.温纳四极装置：一种三电位电极装置，一次组合，可以获得三种电极排列的测量参数。 10.横波：质点振动方向与传播方向垂直。 11.地电断面：根据地下地质体电阻率的差异而划分界限的断面。 12.视电阻率：在电场有效作用范围内各种地质体电阻率综合反映。 13.正常时差：各观测点有不同的炮检距，因而有不同的旅行时，他们相对于自激自收时的差称为正常时差。 14.静校正：设法消除地表因素影响的校正过程。 15.观测系统：测线上激发点和接收点的相对位置关系。 16.同类波：与入射波波形相同的反射波和透射波。 17.纵波：质点振动方向与传播方向一致。 18.电测深：电测深法是根据岩石和矿石导电性的差异，在地面上不断改变供电电极和测量电极的位置，观测和研究所供直流电场在地下介质中的分布，了解测点电阻率沿深度的变化，达到测深、找矿和解决其他地质问题的目的。 19.瞬变电磁法：是利用不接地回线或电极向地下发送脉冲式一次电磁场，用线圈或接地电极观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场的空间和时间分布，从而来解决有关地质问题的时间域电磁法。 20.水平叠加：又称为共反射点叠加或共中心点叠加，就是把不同激发点、不同接收点上接收到的来自于同一反射点的地震记录进行叠加。 二、填空题 1.地震勘探的三个主要步骤是采集、处理、解释 2.地震勘探的横波有SV波、SH波 3.联合剖面法曲线中的正交点和反交点分别反映低阻和高阻特征 4.常用电阻率法测量方法有：电阻率测深法、电阻率剖面法、高密度电阻率法 5.观测系统图示方法有视距平面法、普通平面法、综合平面法 6.从实用性出发，地震波可分为有效波和干扰波
????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????梯度法电位法充电法激电测深法各类剖面法激发极化法多级测深法偶极测深三级测深法对称四级测深法电测深偶极剖面法复合对称四级剖面法对称四级剖面法联合剖面法电剖面电阻率法充电法电位法天然场法直流电法法）无线电波透视法（阴影变频法（交流激电法）甚低频法（长波法）电磁法低频点测法 天然场法交流电法电法勘探???????????声波法横波法纵波法面波法反射波法 折射波法地震勘探 测量均匀大地的电阻率，原则上可以采用任意形式的电极排列来进行，即在地表任意两点(A 、B)供电，然后在任意两点(M 、N)测量其间的电位差，根据 （5.2.10)式便可求出M 、N 两点的电位. AB 在MN 间产生的电位差由上式解出大地电阻率,大地电阻率的 计算公式为 上式即为在均匀大地的地表采用任意电极装置(或电极排列)测量电阻率的基本公式。 其中K 为电极装置系数。 电法勘探的基本概念 电法勘探是以研究地壳中各种岩石、矿石电学性质之间的差异为基础，利用电场或电磁场（天然或人工）空间和时间分布规律来解决地质构造或寻找有用矿产的)11(2BM AM I U M -=πρ)11(2BN AN I U N -=πρ)1111(2BN BM AN AM I U MN +--=?πρI U K MN ?=ρBN BM AN AM K 11112+--=π
一类地球物理勘探方法，通称为电法。 场源 稳定电流场：点电源电场、两异极性点电源电场、偶极子源电场。 变化电流场：电磁场 装置类型：对称四极、三极、偶极 视电阻率均匀介质电阻率计算公式 实际上大地介质常不满足均匀介质条件，地形往往起伏不平，地下介质也不均匀，各种岩石相互重叠，断层裂隙纵横交错，或者有矿体充填其中，这时由上式得到的电阻率值在一般情况下既不是围岩电阻率，也不是矿体电阻率，我们称之为视电阻率。用ρs 表示 视电阻率与真电阻率在概念上有本质的不同，决定视电阻率值大小的因素有： 1） 不均匀体的电阻率及围岩电阻率； 2） 不均匀地质体的分布状态（形状大小、深浅及产状等）； 3） 供电电极和测量电极间的相互位置； 4） 工作装置和地质体的相对位置 电测深 电测深法是根据岩石和矿石导电性的差异，在地面上不断改变供电电极和测置电极的位置，观测和研究所供直流电场在地下介质中的分布，了解测点电阻率I U K MN ?= ρ
地球物理勘探基础知识 一、基本概念 1．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。2．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。 3．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。 4．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。5．油气藏 圈闭内储集了相当多的油气，就称为油气藏。 6．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。
7．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。 8．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。9．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。10．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。11．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
我对地球物理勘察技术的认识 1 地球物理勘探的实质 地球物理勘探是通过观察和研究各种地球物理场的变化来解决地质问题的一种勘查方法。它是以各种岩石和矿石的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异为研究基础用不同的物探方法和物探仪器,探测天然的或人工的地球物理场的变化;通过分析、研究所获得地球物理资料,推断、解释地质构造和矿产分布情况。 2 地球物理勘探工作内容 利用相适应的仪器测量、接收工作区域的各种物理信息,应用有效的处理从中提取出需要的信息,并根据岩(矿)体或构造和围岩的物性差异,结合地质条件进行分析,做出地质解释,推断探测对象在地下赋存的位置、大小范围和产状,以及反映相应物性特征的物理量等,作出相应的解释推断的图件。地球物理勘探是地质调查和地学研究不可缺少的一种手段和方法。 3 地球物理勘探的方法 随着现代科学技术的蓬勃发展,根据其所研究地球物理场的不同,物探方法通常可分为以下几大类:(1)以介质弹性差异为基础,研究波场变化规律的地震勘探和声波探测;(2)以介质电性差异为基础,研究天然或人工电场(或电磁场)的变化规律的电法勘探;(3)以介质密度差异为基础,研究重力场变化规律的重力勘探;(4)以介质磁性差异为基础,研究地磁场变化规律的磁法勘探;(5)以介质中放射性元素种类及含量差异为基础,研究幅射场变化特征的核地球物理勘探;(6)以地下热能分布和介质导热性为基础,研究地温场变化的地热勘探等。 地震勘探是近代发展最快的物探方法之一。它的原理是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内的传播规律来勘探地下的地质情况。在地面某处激发的地震
波在向地下传播时,遇到不同弹性地层就会产生反射波或折射波返回地面,用专门得仪器可以记录这些波,分析所得记录的特点,如波的传播时间、振动形状等,通过专门的计算或一起处理,能较准确的确定这些界面的深度和形态,判断地层的岩性,是勘探含油气构造,甚至是直接找油的主要物探方法,也可以用于勘探煤田,盐岩矿床,个别的层状金属矿床以及解决水文地质、工程地质等问题。 电法勘探是根据岩石和矿石电学性质(如电性、电化学活动性、电磁感应特性和电性差异)来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法。它是通过观测人工的、天然的电场或交变的电磁场,分析、解释这些场的特点规律达到找矿勘探的目的。电法勘探分为两大类,直流电法,包括电阻率法、充电法、自然电场法、直流激发极化法等;交流电法,包括交流激发极化法、电磁法、大地电磁场法、无线电波透视法和微波法。 重力勘探是利用组成地壳的各种岩体、矿体间的密度差异所引起的地表重力加速度值得变化而进行地球物理勘探的一种方法。以牛顿万有引力为基础。只要勘探地质体与周围岩体有一定的密度差异,就可以用精密的重力测量仪器找出重力异常,然后结合当地的地质和其他物探资料,对重力异常进行定性解释和定量解释,便可以推断覆盖层以下密度不同的矿体与岩层的埋藏情况,进而找出隐状矿体存在的位置和地质构造情况。 磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一,自然界的岩石和矿石具有不同的磁性,可以 产生各不相同的磁场,它使地球磁场在局部地区发生变化,出现磁异常。利用仪器发现和研究这些磁异常,进而寻找磁性矿体和研究地质构造的方法称为磁法勘探,她包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁法勘探等。磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产;进行地质填图;研究与尤其油漆有关的地质构造及大地都造等。我国建国以来大多数铁矿区、多金属矿区及油气田等都进行了大量的磁法勘探。效果显著。
物探专业术语
物探专业术语 1、观测系统 测线上激发点和接收点的相对位置关系。 为了得到能够系统地追踪目的层有效波的地震记录,在野外资料采集时必须适当地安排和选择激发点与接收点的相互位置,即要选择合理的观测系统。 2、二维地震勘探 沿着地表的一条直线进行勘测，就能够研究该测线下面不同地层界面的形状和位置，这种勘测方法称为二维地震勘探，相应的观测系统称为2D观测系统。 3、三维地震勘探 如果在地表的某一平面内连续地进行观测，就能够最佳地研究该平面下不同地震界面的形状和位置，这种勘测方法称为三维地震勘探，相应的观测系统称为3D观测系统。 4、多次覆盖 对界面上某一点进行观测称为采样或覆盖。若对每个点只观测一次，称为单次覆盖，如观测多次，则称为多次覆盖。 5、覆盖次数 对界面上某一点进行观测的次数。 覆盖次数的设计：假如目的层反射波能量强，连续性好，能够可靠地追踪，那么每个反射点只需要勘测一次就足够了。但是实际情况
并非如此，有效反射波总是与各种干扰波重叠干涉。当勘探深度增大时，由于多次波和散射波相对加强，信噪比变得更低，单次覆盖效果不佳，因此现在广泛采用多次覆盖系统。基本思路：用一组单次覆盖系统，其中每一种都可以沿侧线连续追踪同一反射界面，当资料处理合适时，反射层应该位于每个地震剖面的相同地段。 6、炸药震源 炸药震源是脉冲震源。炸药在外界的影响下迅速放出气体和高热，形成高压气团而急剧膨胀，在很短的瞬间将冲击力作用于周围物体，即形成所谓的冲击波。在爆炸中心，物体被粉碎、破坏或产生非弹性形变。在破坏带及非弹性形变带外，形成岩石的弹性变带，此时冲击波变成弹性波传播出去。常用的炸药是硝氨炸药。经验表明，炸药激发的地震振动是衰减很快的似正弦脉冲，脉冲的前缘很陡，能量高度集中。在均匀介质中爆炸时形成中心对称的膨胀型震源，主要产生纵波。 7、可控震源 这是50年代问世的一种新型震源，因为它产生一个延续时间从几秒到几十秒，频率随时间变化的正弦振动，故称为连续振动震源；又因为扫描的频率范围及振动的延续长度都可以事先控制和改变，故称可控震源。 8、时序 在地震勘探数据采集过程中，因为是多通道同时记录，记录数据是以时间为顺序的，所以保存在磁带介质上的数据也是按时间顺序
第七章声波测井 岩石中声速的差别与岩石致密程度，结构和孔隙充填物等有关。 声波测井是运用声波在岩层中的各种传播规律在钻孔中研究岩层特点的一类方法。 声波测井分类：声波速度、声波幅度、声波全波、声波成像等。 第一节声波测井的物理基础 一、声波物理性质简述 对于声波测井来说，声源能量很小，岩石可看作是弹性体，因此可利用弹性波在介质中传播的规律来研究声波在岩石中的传播过程。 1 ）描述固体弹性的几个参数 ①杨氏模量 E （纵向伸长系数）； ②体积弹性模量 K ； ③切变模量μ； ④泊松比σ。 2 ）声波在岩石中的传播特性 ①纵波与横波（压缩波与剪切波） ②波的能量与振幅的平方或正比 ③声波幅度随传播距离按指数规律衰减 ④波在两种不同介质分界面处的转换—反射与折射，遵循斯耐尔定律。 首波—滑行波在第一种介质中造成的波称为首波，习惯上称为折射波。 二、钻孔内的声波 第二节声波速度测井 一、单发射双接收声波速度测井原理
测量沿井壁传播的滑行波的速度。 二、井眼补偿式声波速度测井原理 目的在于克服井径变化或仪器在井中倾斜时所造成的声速误差。 三、长源距声波测井 目的在于更好地区分纵、横波和低速波，增加探测深度，克服井壁附近低速带的影响。 源距加大到 2.5m 左右可满足上述要求。 全波测井源距较长，以提高各种波的分辨能力。 四、阵列声波测井及分波速度提取 五、偶极横波测井 1 ．单极源及偶极源。 2 ．挠曲波及其与横波的关系。 软地层中，单极源不能产生横波，偶极源的波列中，在纵波之后亦无横波，但有明显的挠曲波，在低频时，挠曲波的速度与横波速度相近，高频时则低于横波的速度，可根据挠曲波的速度来求取横波速度。 第三节声波速度测井的解释与应用 一、影响声波速度测井曲线形状的因素 1 ）周期跳跃 引起声皮跳跃的岩性因素： ①裂缝层，破碎带； ②含气水胶结纯砂岩； ③高速层（波阻抗大，能量不易传递）； ④井径扩大或泥浆中溶有气体。 2 ）源距与间距的影响 源距—要保证克服盲区的影响，使折射波首先到达接收器（ 1m 即可，长源距可达 2.5m ）。 间距—影响分层能力。
一、名词解释 1、振动：振动—是质点离开平衡位置的往返运动 波动：是介质在运动，一质点振动会带动相邻质点振动，各质点振动幅度(位移)如同波浪一样的运动(横波)，即振动在介质中的传播(整体运动)，波动伴随着能量传播。 射线平面（三线所决定平面）、入射线、（过入射点的界面）法线、反射线在同一平面，此面称为射线平面或入射平面 振动图：固定空间位置，观察r处质点位移随时间变化规律的图形。 波剖面：固定某时刻，观察质点位移随距离变化规律的图形。 时距曲线：就是波从震源出发，传播到测线上各观测点的传播时间t，与炮检距x(offset)之间的关系曲线。 2、平均速度：地震波垂直穿过地层的总厚度与总传播时间之比。它没有考虑波在层状介质中按折线传播的事实。 【 3、均方根速度：波沿折射线传播的速度，即把水平层状介质情况下的反射波时距曲线近似当作双曲线而求出的速度。 3、叠加速度：由速度谱求得的速度。 3、层速度：在水平层状介质中，某一层的波速叫该层的层速度。 4、等效速度：在均匀介质条件下，理论双曲线与实际反射波时距曲线最佳拟合的介质速度。 4、视速度：不沿射线方线测得的传播速度为视速度。 5、视周期 6、视频率 7、视波长：视波长是指从一个检波器排列见到的一个波列的相邻周期上对应点之间的距离。如果波列方向与排列成一夹角，它就不同于真正的波长 8、: 9、视波数：从波剖面中可得到相邻两峰或谷间的距离称为视波长，其倒数为视波数。 10、地震地质条件：在一个地区能否有成效地应用地震勘探，来研究地下地质构造的条件。 11、激发条件：是指震源种类、能量、周围介质的情况等与激发地震波密切有关的各种条件。 12、接收条件：是指接收地震波的仪器的工作状态和条件。 地震子波：人工炮点激发产生地震波，地震波在地下介质中传播，发生反射、折射等，之后被布设于地面上的检波器所接受到的脉冲信号，它具有有限的能量和确定的起始时间，并且有1-2个非周期 3、反射波：波沿第一条传输线传播到与第二条传输线相交结点处，从结点返回到第一条传输线的那部分行波。 4、折射波：地震波在传播中遇到下层的波速大于上层波速的弹性分界面，而且入射角达到临界角时，透过波将沿分界面滑行，又引起界面上部地层质点振动并传回地面，这种波称为折射波。 5、面波：沿介质的自由界面或界面传播的波。 6、! 7、声波：由激发方式引起空气强烈震动造成的。 8、多次波：经界面多次反射后被观测到的波为多次反射波，简称多次波。 9、50Hz干扰波：工业电干扰频率固定（通常50Hz 10、随机噪声：在未来任一给定时刻，其瞬时值都不能精确预知的噪声 11、绕射波：在岩性突变点处产生的地震波。 12、回转波：凹曲界面的反射波 13、断面波：断层产生的反射波 14、侧面波 15、! 16、转换波：与入射波类型相同的反射波或透射波称为同类波，改变了类型的反射波或透射波称为转换波 17、纵波：质点振动方向与波的传播方向相同。 18、横波：质点振动方向与波的传播方向不同。 4、正常时差：把任意反射波旅行时与同一反射界面的双层垂直时之差，定义为正常时差 5、倾角时差：由地层倾角引起的时差，称为倾角时差。 6、剩余时差：把某个波按水平界面一次反射波作动校正后的反射波时间与共中心点处的时间tom之差。
地球物理勘探（2019年） 答案 1.在测线上同一点,根据钻井资料得到的地质剖面上的地层分界面, 与时间剖面上的反射波同相轴在数量上、出现位置上，是一一对应的。（错误） 2.时距曲线就是波的旅行时与波的传播距离间的相互关系。（错误） 3.均匀介质就是各向同性介质。（错误） 4.地震资料的解释可分为构造解释、地层岩性解释、开发地震解释 三个阶段。（正确） 5.波动是一种不断变化、不断推移的运动过程，振动和波动的关系 就是部分和整体的关系。（正确） 6.进行三维地震勘探时，三维偏移数控题不会出现测线交点不闭合 现象。（正确） 7.速度的倒数通常称之为慢速。（正确） 8.一个分界面情况下直达波与反射波的时距曲线总会相交。（错误） 9.在实际的地层剖面中，折射层的数目要比反射层数目少得多。（正 确） 10.瑞雷面波的振幅随深度增加呈线性衰减。（错误） 11.多次覆盖的统计效应一定优于组合的统计效应。（错误） 12.实现层位标定的基本方法有平均速度标定法、VSP资料标定法、合 成地震记录标定法三种。（正确） 13.地球物理的勘探方法包括重力、磁力、电法、地震勘探、测井。（正
确） 14.视速度大于等于真速度。（正确） 15.品质因子Q表示的是地震波振幅在一个波长范围内的相对变化。 （正确） 16.共激发点反射波时距曲线的曲率随着界面埋藏深度或t0时间的增 大而变陡。（错误） 17.从波动方程数值解的方式上看，偏移方法可分为有限差分法、 Kihhoff积分法、F-K（频率～波数）域法，有限元法。（正确） 18.在第一菲涅尔带范围内的绕射子波是相互加强的。（正确） 19.D ix公式适用于水平层状介质。（正确） 20.已知地震子波w(t)和反射系数r(t)求取地震记录s(t)的过程称为褶 积模型法正演模拟（正确） 21.均匀介质就是各向同性介质（错误） 22.平均速度一定大于均方根速度（错误） 23.形成反射波的基本条件是上下两种介质的速度不相等(错误) 24.把追踪对比的反射波同相轴赋予具体而明确的地质含义的过程称 为层位标定。(错误) 25.激发点和观测点在同一条直线上的测线称为纵测线。（正确） 26.第一菲涅尔带范围内的绕射子波是相互加强的。（正确） 27.简单线性组合只能压制沿测线方向的规则干扰波,而不能压制垂直 或斜交与测线方向的规则干扰波（正确） 28.静校正参数来源于低降速带的测定。(错误)
地球物理学概论论文 地球物理学是地球科学中的新兴学科，也是人类深入认识地球的主要工具。地球物理学以物理学研究的发展为依托，运用物理学的理论和方法探索地球内部的结构，动力系统及演化。其范围涉及地壳，地幔和地核，尤其是岩石层和软流层发生的各种物理现象，成因及其过程。通过地球物理场的观测、资料处理和模型计算已达到深入认识地球、造福人类的目的。 地球物理学由固体地球物理学、应用地球物理学、大地测量学、空间物理学、大气物理学、海洋地球物理学等分支学科组成。其中应用地球物理学的主要任务是应用地球物理原理和方法开展能源、资源的勘探与开发，地震灾害预测预防、地球环境的保护和污染检测。 地球物理学的主要学科有：地震、重力、磁法、电法、测井、遥感和海洋地球物理。 地震：地震分为天然地震和人工地震两大类。其中勘探地球物理学主要利用人工地震进行资源等勘探。地震勘探是近代发展变化最快的地球物理方法之一。它的原理是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地质情况。在地面某处激发的地震波向地下传播时，遇到不同弹性的地层分界面就会产生反射波或折射波返回地面，用专门的仪器可记录这些波，分析所得记录的特点，如波的传播时间、振动形状等，通过专门的计算或仪器处理，能较准确地测定这些界面的深度和形态，判断地层的岩性，是勘探含油气构造甚至直接找油的主要物探方法，也可以用于勘探煤田、盐岩矿床、个别
的层状金属矿床以及解决水文地质工程地质等问题。近年来，应用天然震源的各种地震勘探方法也不断得到发展。 重力勘探是地球物理勘探方法之一。是利用组成地壳的各种岩体、矿体间的密度差异所引起的地表的重力加速度值的变化而进行地质勘探的一种方法。它是以牛顿万有引力定律为基础的。只要勘探地质体与其周围岩体有一定的密度差异，就可以用精密的重力测量仪器找出重力异常。然后，结合工作地区的地质和其他物探资料，对重力异常进行定性解释和定量解释，便可以推断覆盖层以下密度不同的矿体与岩层埋藏情况，进而找出隐伏矿体存在的位置和地质构造情况。 磁法勘探也是地球物理勘探方法之一。自然界的岩石和矿石具有不同磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。利用仪器发现和研究这些磁异常，进而寻找磁性矿体和研究地质构造的方法称为磁法勘探。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一。它包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁测等。磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产；进行地质填图；研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题。我国建国以来大多数铁矿区、多金属矿区及油气田等都进行了大量的磁法勘探工作，取得了良好的地质效果。磁法勘探也是基本地球物理手段，国家已纳入在全国范围内进行系统测量的计划，并已基本覆盖了全国重要地区。 电法勘探是根据岩石和矿石电学性质如导电性、电化学活动性、电磁感应特性和介电性，即所谓“电性差异”来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法。它是通过仪器观测人工的、天然的电场或交
2019年中国石油大学60学时地球地质勘探最全答案 1、动校正时如果速度取小了所产生的后果是校正不足。（错） 2、Dix公式主要适用于水平层状介质。（正确） 3、偏移处理后的最终成果显示在深度域则为深度偏移。（正确） 4、侧面反射波可以用二维深度偏移的处理方法加以消除。（错） 5、Widess模型是用于讨论横向分辨率的一种典型模型。（错） 6、闭合就是正交测线的交点处同一界面的铅垂深度相等。（错） 7、用反射波的t0时间与叠加速度计算的深度就是界面的法线深度。（错） 8、自激自收时间或零炮检距时间，是反射波时距曲线的顶点。（正确） 9、水平层状介质的叠加速度就是均方根速度。（错） 10、共反射点必定是共中心点。（错）
11、视速度大于等于真速度。（正确） 12、在水平层状介质中，地震波沿着直线传播一定用时最短。（错） 13、时距曲线就是波的旅行时与波的传播距离间的相互关系。（错） 14、形成反射波的基本条件是上下两种介质的速度不相等（对） 15、入射角大于临界角产生不了透射波。（正确） 16、多次覆盖的统计效应一定优于组合的统计效应。（错） 17、随机干扰的相关半径可以从随机干扰的振动图获取。（错） 18、共激发点反射波时距曲线的曲率随着界面埋藏深度或t0时间的增大而变陡（错误）19、激发点和观测点在同一条直线上的测线称为纵测线（正确） 20、地球物理勘探方法包括重力、磁法、电法、地震勘探、测井（正确）
21、把追踪对比的反射波同相轴赋予具体而明确的地质含义的过程称为层位标定。（正确) 22、速度的倒数通常称之为慢度（正确） 23、实现层位标定的基本方法有平均速度标定法、VSP资料标定法、合成地震记录标定法三种。（正确) 24、波动是一种不断变化、不断推移的运动过程,振动和波动的关系就是部分和整体的关系。（正确) 25瑞雷面波的振幅随深度增加呈线性衰减（错误） 26.简单线性组合只能压制沿测线方向的规则干扰波,而不能压制垂直或斜交与测线方向的规则干扰波。（正确） 27.多次覆盖的统计效应一定优于组合的统计效应（错误） 28.静校正参数来源于低降速带的测定。（错误）。 29.共激发点反射波时距曲线的曲率随着界面埋藏深度或To时间的增大而变陡。（错误）
TECHNOLOGY WIND 1前言 地球物理勘探是主要有重力法、磁力法、电法、地震法等，它是区域勘探的重要方法之一。尤其是在地面地质无法进行的情况下，对覆盖区域和海洋区域进行勘探尤为有效的方法。它是用物理原理对地下矿产、地质构造进行勘探的一种方法。其作用主要是确定基岩的性质和起伏情况、沉积盖层的厚度和构造的分布特征，是一种间接的勘探方法。 2常用勘探方法 为了获得更好的解释结果，一般采用多种物探方法，然后与地质调查和地质理论相结合，最后进行综合分析判断。研究地下岩石的情况首先要分析岩石的导电性、磁性、密度、地震波传播等物理性质，地下岩石不同物理性质也不同。各种岩矿的物理性质都表现为不同的物理现象，例如磁性不同的岩石，对同一磁铁的作用力不同；密度不同的岩石，重力不同；导电性能不同的岩石在相同的电压作用下，电流分布不同；相同的振动波在不同岩石中传播速度不同。我们现在常用的方法有重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探等。 2.1重力勘探 1）原理：重力勘探是测量由密度差异引起重力异常的地质体，确定异常地质体的空间分布特征，从而对研究区域的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种物探方法。地质体与围岩的密度存在一定差别、有足够大的体积、具有有利的埋藏条件、干扰水平低时可以采用重力勘探法。 2）重力勘探的意义：重力勘探法广泛用于勘探石油、天然气和煤；并查明区域构造，确定基底起伏，勘察盐丘、背斜等局部构造；勘探铁、铬、铜、多金属及其他金属矿产；查明与成矿有关的构造和岩体，进行间接找矿；也常用于寻找较大的、地表或者近地表的高密度矿体，并计算矿体的储量；可以探测岩溶，追索断裂破碎带等。我国早在1945年就成立了第一支重力勘探队；1975年任丘古潜山油田的发现，重力勘探做出了巨大的贡献。重力勘探法在查明区域构造特征方面，具有效率高、成本低的特点。 2.2磁法勘探 1）原理：通过探测不同岩石的磁性差异，来了解地下岩石情况的方法，称为磁法勘探。在沉积盆地中，往往会分布着各种磁性地质体，磁法勘探可以圈定磁性地质体的范围，并确定该地质体的性质。地球周围的空间存在着磁场，我们可以认为地球是一个均匀磁化球体，如果地壳某处的磁偏角和磁倾角与北京值不符合时，那么该处可能有带磁性的物质。在油气田区，如果烃类物质向地面渗漏就会形成还原环境，把岩石土壤中的氧化铁还原成磁铁矿，这时就会产出磁异常，利用专门的的仪器可以测出磁异常从而可以发现油气。 2）磁法勘探的意义：通过磁法勘探可以直接寻找磁铁矿床，普查与磁铁矿共生的弱磁性矿床和砂矿床；勘探铝土矿、锰矿、褐铁矿和菱铁矿等弱磁性沉积矿床；勘探油气田和煤田构造，研究磁性基底控制的含油气构造，圈定沉积盖层中的局部构造。 2.3电法勘探 1）原理：电法勘探是以岩石和矿物间的电性差异为基础，通过研究天然电磁场和人工电磁场的空间分布规律进行地质勘探的一种物探方法。当在地下两点供应直流电，地下就会立即形成一个电场，如果地下的导电性是均匀的，那么电流的分布也就是规则的。当然大多数情况下地下的物质分布都是非均质的，这时候的电场就会发生扭曲，电流线分 布就不是规则的，我们通过对电流线的分析，可以判断地下的各种情况。电法勘探的方法有人工场法、天然场法；按地质目标分类有金属与非金属矿电法、石油与天然气电法、水文与工程电法、煤田电法；按电磁场的时间特性分类有直流电法、交流电法、过渡过程法；按产生异常电磁场的原因分类有传导类电法、感应类电法。 2）电法勘探的意义：电法勘探使用的参数较多，应用范围较广，主要用于找水、找油气、找金属和非金属矿产、勘察地下深部地质构造等有关问题，以及各种工程建设中的基础问题。 2.4地震勘探 1）原理：人工方法引起的地震波在地层内进行传播，由于不同的地层其弹性不同，我们利用地震波在不同地层中的传播规律来勘探地下的情况，这就是地震法。我们人工或非人工震源，在地面某处激发产生地震波，当地震波在地下进行传播时，它会遇到不同的地层，在地震波传播到不同地层的分界面时会产生反射或折射，就像我们在平静的池塘中仍一块石头一样，当石头仍进池塘里会产生“水波”，“水波”向四面八方传播开来，当传到水池边上或遇到障碍物时“水波”就会反回来，这就是波的反射。当地震波到达不同地层的分界面时就像遇到障碍物的“水波”一样反回来，我们可以用专门的仪器接收这些反射波或者折射波，最后对这些波的传播时间、振动形状等特点进行分析，来判断地层的岩性。当地震波的传播速度较快时，可能是致密坚硬的岩石，当地震波在某一岩层中的传播速度较慢时，可能是疏松的岩石。利用地震波在地层中的传播特征还可以判断地下深处的构造特征，如背斜、断层、隆起、沉积盖层分布情况等等地质问题。爆炸震源是地震勘探中广泛采用的非人工震源。2）地震勘探的意义：利用地震勘探勘察油气田区域地质构造，地质测深及工程地质勘察，在资源勘探中，地震勘探是油气勘探的最有效方法。自该方法诞生后，已从模拟发展到数字，从最初的一维发展到现在的三维甚至四维，地震勘探法不仅可用于勘探比较复杂地区的油气藏，并且正向着油气开发领域渗透和拓展，它在油气勘探与开发中的地位正日益提高。 3结论 油气勘探技术的更新和油气勘探理论的发展分不开的，自从陆相生油论诞生后，我国的油气勘探理论和技术是突飞猛进。新中国成立初期，我国的石油工业主要依靠前苏联的技术装备，但是现在，我们已经可以在沙漠、戈壁、海洋、沼泽、各种复杂的山地等条件艰苦、地形复杂的地区进行勘探和开发石油和天然气。地球物理勘探属于油气勘探技术的一种，其原理都是利用各种技术手段获取地下的信息，并对最终的解释成果进行综合分析研究，来判断地表以下的各种地质情况。自然地理条件不同选择的勘探方法不同，对仪器的选择也不同，无论是哪一种勘探法都显示出地球物理勘探的优越性和其潜在的价值。无论是哪一种勘探仪器，都向着轻便、高精度、智能化的方向发展。 地球物理勘探方法综述 李国荣 （延安职业技术学院，陕西延安716000） [摘要]地球物理勘探方法是利用物理学原理，以岩石和矿物等介质的物理性质差异为物质基础，通过对地球物理场空间与时间分布规律的 观测和分析，运用现代技术，记录岩石物理现象的变化，进而掌握地下岩矿的性质及分布规律，达到寻找油气的目的。[关键词]地球物理勘探；电法勘探；地震勘探［参考文献］ [1]顾功叙.地球物理勘探基础.北京:地质出版社,1990. [2]吴功建.地球物理方法在地质和找矿中的应用.北京:地质出版社,1988.[3]张厚福.石油地质学.北京:石油工业出版社,1999. [4]孙新铭,王正东.油气田勘探.北京:石油工业出版社,2010. 科技前沿 9