石油的地球物理勘探方法愚人-Mipaper.PDFVIP

石油的地球物理勘探方法. 愚人 （这篇文章是我在网上论坛摘下来的，网名愚人的网友是个 数学工作者） 石油不同于现存可开采的其他矿物的储藏,它在浅层(几 百米深度) 的埋藏极容易挥发掉,也在最近千年来的人类开采 中早已用磬(例如我国宋代延安地区对浅层暴露出来的石油 的使用,这是人类最早发现和使用石油的记录,首次被沈括的 梦溪笔谈记载下来,至于天然气,则记录得更早,四川的天然 气开采和使用在两汉时已经开始,也是世界上最早使用天然 气的记录,常璩华阳国志就记载过).现在开采的石油一般 都埋藏得很深,一般在一千米以下,两千米以下埋藏的油田是 常事,甚至更深,深达五千米,而固体矿藏最深的只有南非东德 雷风泰因金矿。该矿井深达两英里(约3.2 公里)). 由于石油埋 藏的深度决定了寻找它的困难性. 传统地质学方法和地球化学方法只能大致圈定一个大 范围的石油埋藏的地区,而且这样的圈定是很不准确的,石油 钻井需要非常精确的地点和深度才能正确地打出原油,有些 人以为地下埋藏的石油以一遍“油海“的形式存在,既然是海, 那么,只要把钻井安置在大致不差的地点,油总是能够被抽出 来的.这个想法是天真的,实际上,与其说石油是以地下海的形 式存在,不如更形象地说,油田是由大大小小的“葡萄串“组 成,它们是被隔离开的,不仅在水平方向上,也在垂直方向上. 因此,所谓钻井,就是要准确地将井口放在一粒葡萄的顶部,如 果放歪了,或者打歪了,不仅打不到需要的油量,甚至完全打不 到油.有个故事讲到大庆油田的诞生,先是测量出了差错,徒劳 无功的打了井, 以至负责打井的队伍完全丧失了信心,后来另 一个单位的人继续打,他们仅仅把井口挪动了几十米,大庆第 一口高产油井就诞生了!这个故事的后面还包含了地质部和 石油部关于谁先找到大庆油田的几十年的争论.上述说明也 隐含地告诉人们,即使一个油田算是发现了, 以后,为了把葡萄 串吃光,还要持之不懈的继续为不断增多的油井寻找准确的 井位. 所谓地球物理方法,是使用现代物理方法和新成果进行 地质勘探的方法,它包括了电法,磁法,重力法,放射性法,地震 波法等等,对石油勘探来说,尤以地震波法最为重要,地震波法 勘探石油储藏是现代石油勘探最基本的方法, 因为,只有地震 波才能穿透厚达几千米的岩层.提供石油可能埋藏的信息和 数据. 地震波法的原理并不困难,基本办法是用高爆炸力的 TNT 炸药在地面激起人工地震波,震波沿着与地面垂直的方 向传播,在碰到质地相对致密的岩层以后,一部分波被反射回 地面,预先,在地面上安置起许多呈现点阵的检波器,这些检波 器能够把地面微弱的震动变成电子信号,通过连接线传输到 接收机里,接收机的功能是分道记录不同位置的检波器的电 信号,早期是用把经过自动增益控制的放大的电流随时间的 进程记录在照相纸上,最近三十年来已经使用模拟和数字法 把信号记录在磁带上. 记录在载体上的地震波信号是一道道衰减的波浪,他们 相互之间随位置的移动,其波峰和波谷逐渐变化,一个特征是, 当出现了某一岩层的明显反射时,相邻的波峰或波谷会形象 地叠合在一起.这样,如果沿着几条线逐渐放炮(激励地震波), 并逐渐布置检波器阵列.则在拼合起来的记录上,可以看见这 些波峰形成了一道墙,有时墙呈现出下凸的弧形,甚至在这条 弧形线的下面还有一根上凹的弧形线,这就意味着两条组成 如“眼睛“状的弧形线之间的岩层可能是封闭的!这个时候, 地震工作者需要在与刚才那根地面侧线的垂直方向上再布 置几条平行的侧线,看一看在同样的深度附近,会不会出现类 似的两条眼状弧形线?如果证实确实也有,那么,在这个地区的 地下深层,存在一个穹隆形的构造,它有可能是储藏石油的地 方. 为了精确测定深度,还需要对记录上的墙出现的位置(它 的横坐标是按时间,即毫秒作计量单位的,其原点表示爆炸发 生时那一瞬间),这就需要把时间量度转换为距离量度,办法是 一,使用纵波传播的速度和时间的乘积;二,按照时间差一定的 传播轨迹应满足双曲线的规律,这样的转换被称为“归位“,经 过归位运算以后的的地震反射波各点就是实际深度了.这样, 我们只消精确地计下眼睛状曲线的各点,就能较为准确地圈 定地下可能的储藏石油构造的位置和深度了. 实际情况远比上述简单原理复杂,首先,爆炸一瞬间并不 纯粹产生纵向传播的,对确定岩层位置有益的好波,它同时可 能产生强烈的声波和沿地面方向传播的水平波,它们对反射 回来较弱的纵波进行干扰,常常使得对可能出现的构造模糊 不清的现象,这就需要人们去掉这些