鉆孔地球物理勘探

地球物理測井方法于1927年由法國人C.施蘭貝爾熱和M.施蘭貝爾熱兄弟始創(chuàng)。1939年翁文波在中國開始地球物理測井工作，測井儀器由劉永年等設(shè)計制造，使用的測井方法有自然電位測井，視電阻率測井。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比等。

50年代至60年代中期，出現(xiàn)了聲波測井、感應(yīng)測井、側(cè)向測井、自然γ測井等，并開始采用單一巖性的測井解釋模型及簡單的數(shù)理統(tǒng)計方法，對巖層作物理參數(shù)計算以進行半定量或定量解釋，但對碳酸鹽巖，泥質(zhì)砂巖（見砂巖）以及其他復(fù)雜巖性的油氣層評價仍十分困難。在煤田和金屬礦則開始應(yīng)用 γ-γ測井、激發(fā)極化測井、電極電位測井、滑動接觸測井、磁化率測井等。這些測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－孔隙度測井系列（中子測井、密度測井、聲波測井等）和深、淺側(cè)向測井，深、中感應(yīng)測井，微側(cè)向測井等測井系列及地層傾角測井，對單一巖性和復(fù)雜巖性地層進行巖性、物性、含油（氣）性、煤質(zhì)等作定量解釋，同時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)了中子活化測井、X熒光測井、超聲波成像測井等,同時逐漸發(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、井中磁測法、井中重力法、井中低頻電磁法（時域與頻域的）、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)控測井儀,應(yīng)用電子計算機處理和解釋測井信息，實現(xiàn)了測井系列化、組合化和數(shù)字化。80年代，中國研制成功數(shù)字測井系統(tǒng)。在井中物探方法中微機的開發(fā)應(yīng)用迅速發(fā)展，使鉆孔地球物理勘探的方法逐步進入數(shù)字化時代。

測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井方法

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

①　電法測井。據(jù)油（氣）層、煤層或其他探測目標(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。如電阻率測井、微電極測井、側(cè)向測井、感應(yīng)測井、介電測井、激發(fā)極化測井、自然電位測井等。

②　磁測井。利用磁測井儀沿鉆孔剖面測量地磁場強度或巖石、礦石磁化率變化，如垂直磁場強度測井、磁化率測井等（見圖）。 ?、邸÷暡y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。聲波測井按其探測目的不同，可分為聲速測井和聲幅測井兩類。常用的聲波測井方法有：聲速測井（縱波速度和橫波速度）、幅測井、聲波變密度測井（或稱微地震測井）、聲波電視測井等。

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

⑤　地層傾角測井。測量地層的傾角與方位角，能夠確定真實的地層傾角和方位的變化?？捎糜谘芯繕?gòu)造變化，確定斷層、不整合、交錯層、砂壩、巖礁，以及研究地質(zhì)沉積環(huán)境等。此外，地層傾角測井還可以探測井壁附近地層裂縫帶，確定裂縫走向和方位，通常又稱為裂縫識別測井。

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

⑦　氣測井。測定鉆開巖層后進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，提供測試層位。它是石油勘探中一種直接找油、找氣的測井方法。

⑧　隨鉆測井。將電阻率、自然γ、井斜等傳感器裝在鉆挺內(nèi)，邊鉆進邊測量，脈沖信號通過泥漿傳輸?shù)降孛嬗涗浵到y(tǒng)，可以消除泥漿對油（氣）層侵入的影響，能反映油（氣）層的負電阻率，提高地層評價精度。井斜信息能及時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)測井。測量套管井內(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)以后進行的油井生產(chǎn)動態(tài)測井。此外，在水文地質(zhì)勘探中也有廣泛用途。生產(chǎn)測井可以分為流量測井、含水率測井、壓力測井及溫度測井等。

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、井中磁測法、井中重力法等。

②　基于求解矢量擴散方程，以頻率域或時間域研究電磁感應(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稱測井。是在鉆孔中進行的一種地球物理勘探方法。

運用物理學(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。按工作方式和探測范圍的不同，鉆孔地球物理勘探可分為地球物理測井（簡稱測井）和井中地球物理勘探（簡稱井中物探）。

測井的探測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),評價油(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測量計算儲量所需的各種地質(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、相對于鉆孔方位等）；②評價井周礦體的形態(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。

各種測井儀所記錄的測井信息，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)需要使用計算機處理時，必須通過數(shù)字化儀對連續(xù)的模擬曲線進行采樣，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

測井?dāng)?shù)據(jù)處理的對象是記錄在磁帶上的由測井儀器所獲得經(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、聲波時差、自然電位以及人工放射性和自然放射性射線強度等。

測井?dāng)?shù)據(jù)的處理，首先要進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、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算機使用的室內(nèi)磁帶。其內(nèi)容是改變記錄格式，對野外磁帶數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換、刻度、校正及歸類排列，從而得到采樣間距一致、深度對齊、數(shù)據(jù)正確的室內(nèi)磁帶。其次，應(yīng)用各種測井分析程序?qū)κ覂?nèi)磁帶上的測井?dāng)?shù)據(jù)進行自動處理解釋，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圖技術(shù)，檢查原始測井?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，對鉆孔的目的層作出定性、定量評價。對石油勘探與開發(fā)，則包括判斷巖性、判斷油氣層和水層、計算油氣儲量等；對煤田勘探，則主要是劃分煤層，并對煤層的品質(zhì)作出評價。

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。

簡稱物探，它是通過研究和觀測各種地球物理場的變化來探測地層巖性、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、坑道或鉆孔中進行，在地下或礦井中進行的物探工作通稱地下地球物理勘探和金屬礦測井。（見地球物理測井）