鉆孔地球物理勘探

地球物理測(cè)井方法于1927年由法國(guó)人C.施蘭貝爾熱和M.施蘭貝爾熱兄弟始創(chuàng)。1939年翁文波在中國(guó)開始地球物理測(cè)井工作，測(cè)井儀器由劉永年等設(shè)計(jì)制造，使用的測(cè)井方法有自然電位測(cè)井，視電阻率測(cè)井。主要用來鑒別巖性，劃分油（氣）水層、煤層、金屬礦層以及地層對(duì)比等。

50年代至60年代中期，出現(xiàn)了聲波測(cè)井、感應(yīng)測(cè)井、側(cè)向測(cè)井、自然γ測(cè)井等，并開始采用單一巖性的測(cè)井解釋模型及簡(jiǎn)單的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)巖層作物理參數(shù)計(jì)算以進(jìn)行半定量或定量解釋，但對(duì)碳酸鹽巖，泥質(zhì)砂巖（見砂巖）以及其他復(fù)雜巖性的油氣層評(píng)價(jià)仍十分困難。在煤田和金屬礦則開始應(yīng)用 γ-γ測(cè)井、激發(fā)極化測(cè)井、電極電位測(cè)井、滑動(dòng)接觸測(cè)井、磁化率測(cè)井等。這些測(cè)井方法能有效地查明煤層、金屬與非金屬礦床，確定其埋深和有效厚度。60年代后期至70年代中期，相繼出現(xiàn)了巖性－孔隙度測(cè)井系列（中子測(cè)井、密度測(cè)井、聲波測(cè)井等）和深、淺側(cè)向測(cè)井，深、中感應(yīng)測(cè)井，微側(cè)向測(cè)井等測(cè)井系列及地層傾角測(cè)井，對(duì)單一巖性和復(fù)雜巖性地層進(jìn)行巖性、物性、含油（氣）性、煤質(zhì)等作定量解釋，同時(shí)開展了以地層傾角為核心的地質(zhì)分析。在金屬礦床及水文、工程與環(huán)境地質(zhì)調(diào)查勘察中，出現(xiàn)了中子活化測(cè)井、X熒光測(cè)井、超聲波成像測(cè)井等,同時(shí)逐漸發(fā)展了一套井中物探方法，如井中自然電位法、井中電阻率與激發(fā)極化法、井中磁測(cè)法、井中重力法、井中低頻電磁法（時(shí)域與頻域的）、井中電磁波法，井中聲波法、井中地震法等。70年代末期,出現(xiàn)了數(shù)控測(cè)井儀,應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)處理和解釋測(cè)井信息，實(shí)現(xiàn)了測(cè)井系列化、組合化和數(shù)字化。80年代，中國(guó)研制成功數(shù)字測(cè)井系統(tǒng)。在井中物探方法中微機(jī)的開發(fā)應(yīng)用迅速發(fā)展，使鉆孔地球物理勘探的方法逐步進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代。

測(cè)井與井中物探的方法很多，它們以電學(xué)、磁學(xué)、電磁學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)、核物理學(xué)以及電化學(xué)等理論為基礎(chǔ)，研究巖石、礦石的物理性質(zhì)。

鉆孔地球物理勘探測(cè)井方法

測(cè)井方法 　主要有電法測(cè)井、聲波測(cè)井、核測(cè)井、地層傾角測(cè)井、地層測(cè)試測(cè)井、氣測(cè)井、隨鉆測(cè)井、生產(chǎn)測(cè)井等。

①　電法測(cè)井。據(jù)油（氣）層、煤層或其他探測(cè)目標(biāo)與周圍介質(zhì)在電性上的差異，采用井下裝置沿鉆孔剖面記錄巖層、礦層的電阻率、電導(dǎo)率、介電常數(shù)、激發(fā)極化特性及自然電位變化。如電阻率測(cè)井、微電極測(cè)井、側(cè)向測(cè)井、感應(yīng)測(cè)井、介電測(cè)井、激發(fā)極化測(cè)井、自然電位測(cè)井等。

②　磁測(cè)井。利用磁測(cè)井儀沿鉆孔剖面測(cè)量地磁場(chǎng)強(qiáng)度或巖石、礦石磁化率變化，如垂直磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)井、磁化率測(cè)井等（見圖）。 　③　聲波測(cè)井。利用巖石的聲波傳播特性，研究鉆孔剖面巖層地質(zhì)特征和井下工程情況。聲波測(cè)井按其探測(cè)目的不同，可分為聲速測(cè)井和聲幅測(cè)井兩類。常用的聲波測(cè)井方法有：聲速測(cè)井（縱波速度和橫波速度）、幅測(cè)井、聲波變密度測(cè)井（或稱微地震測(cè)井）、聲波電視測(cè)井等。

④　核測(cè)井。測(cè)量井剖面巖石的天然放射性射線強(qiáng)度，或測(cè)量經(jīng)過放射性源照射后，巖石所產(chǎn)生的次生放射性射線強(qiáng)度,用以發(fā)現(xiàn)核金屬礦藏，確定巖石成分,計(jì)算巖石地質(zhì)或物性參數(shù)，判斷氣層等。

⑤　地層傾角測(cè)井。測(cè)量地層的傾角與方位角，能夠確定真實(shí)的地層傾角和方位的變化。可用于研究構(gòu)造變化，確定斷層、不整合、交錯(cuò)層、砂壩、巖礁，以及研究地質(zhì)沉積環(huán)境等。此外，地層傾角測(cè)井還可以探測(cè)井壁附近地層裂縫帶，確定裂縫走向和方位，通常又稱為裂縫識(shí)別測(cè)井。

⑥　地層測(cè)試測(cè)井。使用電纜式地層測(cè)試器，在裸眼井進(jìn)行地層流體（油、氣、水）取樣，測(cè)定地層流體恢復(fù)壓力，通過計(jì)算獲得原始地層壓力及有效滲透率。它可用于探井中途測(cè)試，是一種直接找油、找氣的探測(cè)方法。

⑦　氣測(cè)井。測(cè)定鉆開巖層后進(jìn)入泥漿中的烴類氣體（甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等）和非烴類氣體的含量及其化學(xué)組分，用以發(fā)現(xiàn)探井中油（氣）層，提供測(cè)試層位。它是石油勘探中一種直接找油、找氣的測(cè)井方法。

⑧　隨鉆測(cè)井。將電阻率、自然γ、井斜等傳感器裝在鉆挺內(nèi)，邊鉆進(jìn)邊測(cè)量，脈沖信號(hào)通過泥漿傳輸?shù)降孛嬗涗浵到y(tǒng)，可以消除泥漿對(duì)油（氣）層侵入的影響，能反映油（氣）層的負(fù)電阻率，提高地層評(píng)價(jià)精度。井斜信息能及時(shí)確定井眼斜角和方位角，控制鉆井質(zhì)量。這種方法目前已在世界海洋鉆井工作中使用。

⑨　生產(chǎn)測(cè)井。測(cè)量套管井內(nèi)流體的流量、含水率、壓力、溫度等參數(shù)。它是在射孔作業(yè)以后進(jìn)行的油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井。此外，在水文地質(zhì)勘探中也有廣泛用途。生產(chǎn)測(cè)井可以分為流量測(cè)井、含水率測(cè)井、壓力測(cè)井及溫度測(cè)井等。

鉆孔地球物理勘探井中物探方法

井中物探方法 　按理論體系分，有 3類十幾種方法。

①　基于求解拉普拉斯方程(或泊松方程)，研究電位、重磁位場(chǎng)畸變響應(yīng)的方法。如井中自然電位法、井中電阻率和激發(fā)極化法、井中磁測(cè)法、井中重力法等。

②　基于求解矢量擴(kuò)散方程，以頻率域或時(shí)間域研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的方法。如井中低頻電磁法、井中脈沖瞬變電磁法等。

③　基于求解波動(dòng)方程，研究彈性波或電磁波傳播(速度、衰減吸收等)的方法。如單孔或跨孔地震法、單孔或跨孔電磁波法、井中聲波法等。

釋文：鉆孔地球物理勘探簡(jiǎn)稱測(cè)井。是在鉆孔中進(jìn)行的一種地球物理勘探方法。

運(yùn)用物理學(xué)的原理和方法,使用專門的儀器設(shè)備,沿鉆孔（鉆井）剖面測(cè)量穿透的地層或其周圍地質(zhì)體的各種地質(zhì)和地球物理特征的地球物理勘探方法。按工作方式和探測(cè)范圍的不同，鉆孔地球物理勘探可分為地球物理測(cè)井（簡(jiǎn)稱測(cè)井）和井中地球物理勘探（簡(jiǎn)稱井中物探）。

測(cè)井的探測(cè)半徑是以井軸為中心、幾厘米至幾十厘米的范圍。它是油氣田勘探與開發(fā)中一種重要的方法，也是固體礦產(chǎn)普查勘探和水文、工程與環(huán)境地質(zhì)調(diào)查勘察中不可缺少的手段。測(cè)井的應(yīng)用范圍十分廣泛，主要方面有:①確定井剖面的巖石性質(zhì),評(píng)價(jià)油(氣)水層，查明煤、金屬與非金屬、核金屬等礦床(見礦床工業(yè)分類)，并確定其埋藏深度和有效厚度；②測(cè)量計(jì)算儲(chǔ)量所需的各種地質(zhì)參數(shù)，如巖性成分、孔隙度、滲透率、飽和度，煤的灰分、含碳量，金屬與非金屬礦的品位，含水層的水質(zhì)、水量等；③確定地層傾角，巖層走向和方位以及鉆孔傾角和方位角；④檢查井下技術(shù)狀況，如檢查固井質(zhì)量和套管破裂情況等。

井中物探的探測(cè)半徑為幾十至幾百米。它用來解決井周空間地質(zhì)問題，主要有:①發(fā)現(xiàn)井旁或井底盲礦,確定其空間位置（埋藏深度、距鉆孔距離、相對(duì)于鉆孔方位等）；②評(píng)價(jià)井周礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、延伸等，用以指導(dǎo)鉆井，合理布置鉆孔。它在尋找深部隱狀礦體，解決水文、工程與環(huán)境地質(zhì)問題中廣泛應(yīng)用，是一種重要的手段。

各種測(cè)井儀所記錄的測(cè)井信息，分為數(shù)字磁帶記錄和連續(xù)的模擬曲線記錄兩類。后者屬于老的記錄方式，當(dāng)需要使用計(jì)算機(jī)處理時(shí)，必須通過數(shù)字化儀對(duì)連續(xù)的模擬曲線進(jìn)行采樣，并將數(shù)據(jù)記錄在數(shù)字磁帶上。

鉆孔地球物理勘探數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理

測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理的對(duì)象是記錄在磁帶上的由測(cè)井儀器所獲得經(jīng)過采樣的各種物理信息。在磁帶上記錄的有地層電阻率、電導(dǎo)率、巖石體積密度、聲波時(shí)差、自然電位以及人工放射性和自然放射性射線強(qiáng)度等。

測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的處理，首先要進(jìn)行野外磁帶的檢查與預(yù)處理。野外磁帶的檢查，是用程序?qū)⒋艓嫌涗浀臄?shù)據(jù)打印出來，以檢查各種數(shù)據(jù)文件的鑒別號(hào)、深度值、采樣間距、采樣數(shù)據(jù)是否合理、準(zhǔn)確。預(yù)處理的目的是將野外磁帶處理成便于計(jì)算機(jī)使用的室內(nèi)磁帶。其內(nèi)容是改變記錄格式，對(duì)野外磁帶數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、刻度、校正及歸類排列，從而得到采樣間距一致、深度對(duì)齊、數(shù)據(jù)正確的室內(nèi)磁帶。其次，應(yīng)用各種測(cè)井分析程序?qū)κ覂?nèi)磁帶上的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理解釋，獲得鉆孔中目的層的有效孔隙度、含水飽和度、原始油氣體積、可動(dòng)油氣體積、滲透率、次生孔隙度指數(shù)、巖石礦物成分等十幾個(gè)地質(zhì)參數(shù)，并以數(shù)據(jù)或連續(xù)曲線圖的方式顯示出來。在處理中還可以采用交會(huì)圖技術(shù)，檢查原始測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)質(zhì)量，選擇解釋模型及解釋參數(shù)等。

鉆孔地球物理勘探解釋

解釋 　根據(jù)處理后所得到的數(shù)據(jù)或地質(zhì)參數(shù)曲線，對(duì)鉆孔的目的層作出定性、定量評(píng)價(jià)。對(duì)石油勘探與開發(fā)，則包括判斷巖性、判斷油氣層和水層、計(jì)算油氣儲(chǔ)量等；對(duì)煤田勘探，則主要是劃分煤層，并對(duì)煤層的品質(zhì)作出評(píng)價(jià)。

李舟波著：《鉆井地球物理勘探》，地質(zhì)出版社，北京，1986。 　蔡柏林著：《鉆孔地球物理勘探》，地質(zhì)出版社，北京，1986。

簡(jiǎn)稱物探，它是通過研究和觀測(cè)各種地球物理場(chǎng)的變化來探測(cè)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)條件的。常用的地球物探方法有直流電勘探、交流電勘探、重力勘探、磁法勘探、地震勘探、聲波勘探、放射性勘探。

此階段的物探任務(wù)是，探查礦體的產(chǎn)狀和規(guī)模，追索已知礦體沿走向的延伸和向下延深，研究礦體間是否相連，圈定和發(fā)現(xiàn)鉆孔打漏的礦體，探明鉆孔或坑道間的隱伏礦體等。常用的作圖比例尺為1:5000、1:2000或更大。物探工作可以在地面、坑道或鉆孔中進(jìn)行，在地下或礦井中進(jìn)行的物探工作通稱地下地球物理勘探和金屬礦測(cè)井。（見地球物理測(cè)井）