3.3 地球物理（重磁电）勘探在线视频

同学你好

这一讲我们继续学习油气勘探工程技术

那么上一讲给同学介绍了地球化学勘探

和微生物勘探的有关内容

这一讲我们来学习地球物理勘探技术

地球物理勘探技术可以分为地震勘探技术

和非地震勘探技术两大类

这一讲我们介绍的重磁电勘探技术

又可以统称为非地震物探技术

包括重力勘探

磁法勘探和电法勘探三种技术

他们的基本原理就是以岩石的密度差

磁性差和电性差为主要依据

通过在地表上空

地表

或者地下深部

探测地球的重力场

磁场或电场特性的变化

来达到反映地下地质特征的目的

那么重磁电勘探技术的作用概括起来

主要有三个方面

第一它可以反映地壳深部结构及其特点

第二

它可以反映基底顶面深度与起伏状态以及

基底断裂与岩性

第三

就是在条件有利的情况下

它可以反映沉积盖层的构造特征

因此我们说重磁电勘探

既可以为大地构造单元的划分提供依据

也可以在一定程度上圈定有利的含油气构造

那么重磁电勘探作为研究区域构造和

局部构造的有效方法

常常是互相配合使用

特别是在区域勘探阶段

在查明区域构造特征方面

具有效率高

成本低的优点

下面首先介绍重力勘探技术

什么是重力勘探技术呢

重力勘探实际上它就是通过测定地下重力异常

开展油气勘探的方法

我们称之为油气重力勘探

那么重力勘探的基本原理就是利用组成地壳的

各种岩体

矿体的密度差异所引起的重力异常进行油气勘探

它是一种应用广泛的地球物理方法

为了更好的理解这一原理

我们先来回顾复习一下关于重力的基本知识

那么重力实际上它是由引力

和离心力的合力构成

那么离心力虽然只有地球引力的1/300左右

但是不能忽略

重力勘探主要是采用单位质量

物体的重力

单位质量

物体的重力

也就是重力场强度

但是我们通常都把它简称为重力

重力场强度的单位是伽

毫伽、微伽和gu

gu是国际重力单位

这是引力

离心力和重力

以及重力场强度它的计算公式

这里就不详细介绍了

前面我们介绍了与重力有关的几个物理量之后

我们再来看看什么是重力异常

也就是重力场强度异常

那么实测重力值与国际正常重力公式计算出的

正常重力值之间的差

我们把它统称为重力异常

那么这个公式呢就是国际正常重力的计算公式

是指在大地水准面之上计算的重力值

那么这张图就是展示了大地水准面和地球实际表面

这种崎岖不平的实际表面之间存在着

较大的差异

所以说地球表面它实际上是凹凸不平

那么加上地球内部这种物质它的非均质性

所以导致地球表面某一点的实际的重力值

与国际正常重力计算值之间存在着差异

那么这个差异我们叫重力异常

因此造成重力异常的主要原因有两点

一就是地球的自然表面并不像大地水准面那样

光滑

而是起伏不平的

二是地球内部介质密度分布不均

这种密度的不均匀性

有一部分是地质构造和矿产引起的

所以说这类异常呢就是重力勘探所要研究的主要内容

对于重力勘探获得的数据

我们要进行校正

处理与计算

以获取工作区目标层段的重力异常值

处理后得到的两个重要的重力异常值

一个叫布格重力异常

就是将观测的重力值经过纬度校正

高程校正

中间层校正和地形校正以后

再减去正常的重力值

所得到的重力差

这个叫布格重力异常

那么另外一个重力异常值我们把它叫剩余

布格重力异常

从布格重力异常值中去掉区域重力异常后

它的剩余部分

它主要反映局部地质矿体

以及局部构造所造成的影响

因此剩余布格重力异常是研究局部地质构造

和勘探矿产的重要资料

那么布格重力异常是经过纬度

高程

中间层

地形等校正的重力值

它实际上是地下所有的密度不均匀的地质体

所引起的重力异常效应的一个叠加反应

因此它反映的是包括沉积岩

褶皱基底

结晶基底以及深部界面的起伏变化

这是某个盆地的布格重力异常的影像图

这些影像实际上是对地下的盆地的沉积岩

褶皱基底

和结晶基底

甚至包括深部的界面

它是一个综合反应

是无法区分的

那么剩余重力异常值呢它是布格重力异常

经区域场校正之后得到

剩余重力异常

它主要反映了盆地沉积岩的分布和基底的起伏特征

基底起伏特征

那么这是盆地的一个经过处理的

剩余重力异常影像图

反映了盆地的沉积岩的分布和基底起伏特征

那么由以上介绍

我们可以看出

重力勘探可以用来研究和解释

地壳深部地质结构

研究和判断盆地基底的结构

研究和分析盆地沉积盖层的构造特征

具有简便快速

成本低廉

使用条件广的优点

好

下面我们来看看重力勘探资料的一些应用实例

这是小比例尺大区域的重力勘探资料

重力异常与地形起伏成近似镜像关系

可以用来划分大地构造单元

中国西部地区海拔高

它的布格重力异常值就低

东部则与之相反

两条剖面

同样也是反映了重力异常与地形起伏

之间的镜像关系

这是小比例尺

那么下面这个中比例尺重力勘探资料

它主要反映了盆地和凹陷的重力异常情况

它是用来划分盆地构造单元

那么这张图是我们渤海湾盆地

南堡凹陷及周边的重力异常图

可以用来帮助我们划分南堡凹陷的次级构造单元

那么这是大比例尺局部范围的重力勘探资料

可以用来圈定局部的这个构造

以及局部的矿体

不同密度的地质体产生的重力异常

那么右边是关于断层在重力异常上的表现

那么这张图是大比例尺局部范围的重力勘探资料

是中国东部某盆地的剩余布格重力异常平面图

在区域勘探阶段

可以利用它来圈定局部构造和目标

局部构造和目标

这是关于重力勘探

下面我们介绍磁法勘探

所谓磁法勘探

就是利用地壳内部各种岩石

或矿石间的磁性差异所引起的磁异常

来寻找有用矿产

查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法

称为磁法勘探

那么磁法勘探的基本原理就是通过观测和分析

因岩石矿物的磁性差异引起的磁异常

研究地质构造及其分布和寻找矿产能源

这里我们需要理解几个有关磁场的概念

一个是地磁场

地磁场呢它就是指地球本身具有的磁场

另一个概念是磁性体磁场

指的是自然界的岩石矿物具有不同的磁性

他们受地磁场的磁化

就会产生不同的磁场

那么这两种磁场

地磁场和磁性体磁场二者叠加

使地磁场在局部发生畸变

我们称之为磁场异常

那么自然界中只有少数矿石具有强磁性

例如磁铁矿、钛磁铁矿

磁黄铁矿

磁赤铁矿等等

那么地球上矿石的磁性强弱

主要决定于上述矿物的含量及分布情况

在三大类岩石中

磁性由强到弱的顺序

是岩浆岩大于变质岩大于沉积岩

那么在岩浆岩中有酸性

到中性到基性

到超基性

它的磁性是逐渐由弱增强的

那么变质岩中的磁性

这主要决定于原岩的成分及变质过程中的化学变化

沉积岩的磁性主要取决于磁铁矿、磁赤铁矿

等等这些磁性副矿物的含量及成分

由于沉积岩中这些磁性矿物的含量通常都比较少

所以一般沉积岩的磁性很弱

那么磁法勘探的探测方法

按照测量位置的不同

有航空磁测

地面磁测

另外还有海洋磁测

井中磁测

以及卫星磁测等等

磁法勘探可以用来划分大地构造单元

研究和判断基底的性质

研究和分析沉积盆地盖层的性质和特征

和重力勘探一样

它具有简便

快速

成本低廉

适用条件广的优点

磁法勘探的数据处理也是十分重要的环节

包括对采集数据的预处理

以及对磁异常的处理与转换

数据预处理主要包括日变改正

正常场改正和高程改正等等

然后获得磁力异常△T

磁异常的处理与转换

包括空间转换

分量转换

导数转换

不同磁化方向转换等等

关于这些数据的详细的方法和原理

由于时间关系在这就不展开

同学课后可以阅读相关的专门教材

那么磁力异常△T是地下所有磁性体的一个

共同反应

它既包含有火成岩的磁力信息

又包含有磁性基底的信息

这是某盆地的一个磁力异常△T的分布图

它实际上是基底和盖层磁性的一个综合反应

综合反应

所以说单靠磁力△T异常是难以确定磁性体的准确位置

需要对不同倾角的斜磁化条件下的磁异常进行转换

求得相当于垂直磁化条件下的这个磁异常

那么这个过程我们把它叫化极处理

这个是某个盆地磁力异常△T

经过化极处理后的磁力异常影像图

他依然是地下所有磁性体的一个共同反应

但他可以确定磁性体在平面上的准确位置

然而但是它却很难在纵向上确定这个磁异常的位置

所以还需要进行进一步的处理

那么由于化极磁力异常

是地下所有磁性体的一个共同反应

为了分析深浅不同层次的磁力异常特征

就需要进行向上延拓处理

那么利用向上延拓处理

它是可以压制浅层的信息

突出深部信息的作用

所以说上延的高度越大

反映的信息呢也就越深

这是某盆地向上延拓10公里的磁力异常分布图

基本上反映了盆地基底的一个磁性特征

因为一般沉积盆地10公里

就大概到了基底

那么我们把上延的磁力异常

从化极磁力异常中减去

就可以获得相对应的浅层的磁力异常

我们称之为剩余磁力异常

它反映了浅层的磁性特征

这是某盆地的剩余磁力异常图

反映的实际上就是沉积盖层的磁性特征

好了

前面我们介绍了非地震物探的重力和磁法

两种判断方法

下面我们介绍第三种非地震物探方法

叫电法勘探

电法勘探是根据岩石的电磁学性质

例如它的导电性

导磁性

介电性

以及电化学特性的差异

通过对人工或天然电场电磁场或电化学场的

空间分布规律和时间特性的观测和研究

来寻找不同类型的有用矿床

查明地质构造

解决地质问题的地球物理勘探方法

我们称之为电法勘探

那么这张图示意了

电法勘探的基本原理

它对于地下不同岩体或流体具有不同的电磁特性

通过人工或者天然电场的激发

经过这样的岩体或流体之后就产生次生电场

或者电磁场电化学场

那么我们通过仪器来接收

测量和记录

那么电法勘探通过研究

这种电性差异

前后初始的电场和次生电场之间的差异

从而研究地下岩体

或者是构造它的性质和特征

那么电法勘探的主要研究内容包括基岩的埋深

岩溶发育带

或者是断裂的破碎带等等

和重力磁法勘探一样

它具有简便快速

成本低廉

适用条件广的优点

与重力勘探和磁法勘探相比

电法勘探的种类比较多

可以按照场源性质来划分为人工场法

天然场法

按照观测空间分为航空电法

地面电法

海洋电法

地下电法等等

按电磁场的时间特性可以划分为直流电法

交流电法

过渡过程法等等

按产生异常电磁场的原因

可以分为传导类电法

感应类电法

那么在我国常用的电法勘探方法

主要有电阻率法

自然电场法和大地电磁测深法以及电磁感应法

等等

下面我们就以实例来解释电法勘探的应用

这是我国西部某盆地的地层的电阻率特征的

一个剖面

自下而上

那么前石碳系它的地层电阻率一般在300~1000ΩM

形成基底高阻层

石炭系

它的电阻一般在30~60ΩM左右

为相对的低阻层

二叠至三叠系一般在60~100ΩM左右

为次高阻层

侏罗系至白垩系一般在10~30ΩM左右

为低阻标志层

新生界一般在60ΩM左右

形成一个表层高阻成

那么由于各套地层它的电阻率差异比较大

所以我们就可以利用电阻率法

电法勘探方法

来研究地层的结构和分布

那么这张图它的上面是我国西部武威盆地的

大地电磁测深电法勘探的一个结果

测深大地测深的一个电法勘探剖面

通过反演解释

我们获得了该剖面的一个地质结构

其中电法勘探图上的那些蓝色的部分

代表了石炭系至三叠系的低阻层

所以说我们利用电法勘探可以研究地下的地质结构

我们国家是较早地利用了电法勘探来指导油气勘探

例如在渤海湾盆地

华北油田的发现过程中

电法勘探就起到了重要作用

这个是70年代华北油田

任丘地区的电法勘探异常图

当时就发现了任丘凸起构造

根据电法勘探的成果

部署了一批井位

发现了中上元古界

雾迷山组

古潜山大油田

类似的成功案例还有很多

例如像大庆油田的发现等等

它的电法勘探在发现过程中都起到了很重要的作用

另外

我们利用电法勘探还可以在古岩溶发育区

特别是利用这种高密度的电法勘探

来寻找地下溶洞的发育与分布

此外

我们还可以利用高密度电法勘探

可以推断盆地这个基底它的基岩面

它的形态与分布等等

同学关于非地震重磁电勘探方法的介绍

就到这里

我们下节课再见