時間:2023-03-16 15:58:36
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇地質論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞:復雜地質體深度成像AVS/EXPRESS
1.引言
中科院與勝利石油管理局聯合資助的國家自然基金委“九.五”重點項目“復雜地質體描述理論與方法研究”,已經進行了好幾年了,其中的方法研究已經成熟,我們用該項目研究的偏移方法對樁西地區的資料進行了試處理,其處理效果可與西方地球物理公司和以色列的PARADIGM帕拉代姆公司的偏移軟件相媲美。
因此,系統地將我們自己研制的復雜地質體深度成像軟件包裝起來,并盡快將其推向市場,是迫在眉睫的事情。從去年上半年開始,我們利用AVS/EXPRESS軟件為開發平臺,克服了一系列包裝技術難題,終于完成了復雜地質體深度成像軟件CGOD的試用版本1.0。
2.AVS/EXPRESS軟件簡介
美國AVS公司是享譽世界的可視化軟件供應商,它的核心產品就是AVS/EXPRESS開發版,AVS/EXPRESS軟件從1988年起,就一致處于可視化技術市場的前言。AVS開發版包括圖形顯示、數據可視化、圖象處理、數據庫管理和用戶接口等五個軟件包,每個軟件包又有幾十個功能模塊,這樣就形成了一個具有交互式開發功能的先進的可視化軟件系統。
AVS在開放性、三維可視化和用戶應用軟件包裝等三個方面,具有很大的優勢,它已在氣象、醫學、油氣開發、軍事和工程分析等多個領域得到了廣泛地應用。因此,以AVS/EXPRESS軟件為開發平臺,來完成復雜地質體深度成像軟件的包裝工作是一條行之有效地途徑。
3.復雜地質體深度成像軟件系統CGOD的總體設計
復雜地質體深度成像軟件系統CGOD的總體設計共分四個子系統,這四個子系統既可獨立存在,又可聯合起來形成一個統一的軟件系統。每個子系統又包括許多獨立的功能模塊,而且模塊的數量可根據需要任意增加,當某功能模塊需要升級時,只要將新的模塊替換掉舊的模塊即可,并不影響其他模塊和其他子系統。這四個子系統分別是:
3.1模型建立:數據三維解釋、數據網格化、數據光滑處理、速度深度模型的建立等,它共包括12個功能模塊。
3.2速度分析子系統:常規速度分析、百分比掃描速度分析和波動方程速度分析等功能,旅行時計算、波動方程和Kirchhoff深度偏移等,它共包括16個功能模塊。
3.3數據管理子系統:工區設置、數據格式轉換等16個功能模塊。
3.4三維可視化子系統主要用來質量監控,它主要完成各種地震數據的二維顯示和三維地震數據體的顯示、地震層位的顯示、速度深度模型的顯示、旅行時波前面的顯示等,它共包括6個功能模塊。
4.利用AVS/EXPRESS軟件實現CGOD軟件的全面集成
由于復雜地質體深度成像軟件功能模塊比較多,而且編寫時所用的語言各不相同,所以要想將他們包裝在一起,必須有一個好的軟件平臺。另外,復雜地質體深度成像軟件還包括許多顯示模塊,特別是三維可視化模塊,用一般軟件實現起來比較困難。AVS軟件不僅在這兩方面功能強大,而且利用AVS軟件開發用戶界面也比較方便,因此我們確定了:以AVS軟件為主,同時盡量吸收其他圖形軟件的長處來最大效率地完成此軟件的包裝工作的具體思路。包裝工作分以下幾步:
充分利用AVS的模塊開發功能,實現CGOD軟件的模塊封裝。
充分利用AVS的用戶界面開發庫,實現CGOD軟件的用戶交互界面。
充分利用AVS的數據可視化開發庫,實現CGOD軟件的三維可視化。
充分利用AVS的數據庫管理軟件庫,實現CGOD軟件的數據管理。
將AVS與其他開發軟件的庫函數連接在一起,實現地震剖面顯示和并行算法等功能。
4.1實現CGOD軟件的模塊封裝
AVS/EXPRESS軟件的模塊封裝功能是十分強大的,它可以實現不同語言的混合編程工作。在CGOD軟件的集成過程中,我們充分利用了AVS的混合編程優勢,從而完成了五十多個功能模塊的封裝工作,這些模塊的源代碼分別用FORTRAN、C、C++、MOTIF和MPI等語言編寫而成。
4.2實現CGOD軟件的用戶交互界面
AVS/EXPRESS軟件的用戶界面開發庫,內容豐富,可滿足各種應用軟件的交互控制技術。在我們的CGOD軟件中,交互控制界面有六十多個,包括軟件主界面,功能模塊交互接口等,我們全部是用AVS來實現的。
CGOD主菜單
模型建立子系統
SEGY輸出交互界面
4.3實現CGOD軟件的三維可視化功能
剖分和插值是三維可視化技術的基礎部分。Delaunay剖分是剖分的最重要技術,它包括2D_Delaunay剖分和3D_Delaunay剖分等。
2D_Delaunay剖分,首先將一些離散點連成三角形網,然后給出每個三角形的相鄰信息,并將這些信息用一個N*7的矩陣表示出來,當三角形三個頂點的順序已經確定,則鄰近三角形的序號也相應確定。這樣便給出了已知離散點所在曲面的三角形網格描述。
3D_Delaunay剖分的原理與2D_Delaunay剖分基本相同,它首先將一些離散點連成四面體網,然后給出每個四面體的相鄰信息,隨后將這些信息用一個N*9的矩陣表示出來,當四面體四個頂點的順序已經確定,則鄰近四面體的序號也相應確定。利用這些四面體網格可形成一個凸多面體,找出凸多面體的外表面就可生成一個二維三角形網格,這些三角形網格便給出了已知離散點所在復雜地質體的形態描述。
離散光滑插值技術的基本原理如下:在一個建立了相互之間連接的網格內,如果網格上的點不獨立,即它們滿足某種約束條件,則其它結點上的值可以通過解一個線性方程組得到。
利用AVS/EXPRESS軟件強大的三維可視化功能和上面所講的Delaunay剖分以及離散光滑插值技術,我們實現了復雜地質體深度成像軟件的三維可視化技術,此技術包括六個部分:
地震剖面的變面積、變密度和彩色顯示
解釋層位的立體顯示三維數據體的立體顯示,并可實現三維數據體的任意旋轉、放大、切割和任意方向的剖面顯示。
三維數據體和解釋層位的綜合顯示
速度分析過程的綜合顯示(包括速度譜、道集和地震剖面)
地震電影的動態顯示(包括任意方向的切片等)
地震剖面的變面積顯示
三維數據體的立體顯示
解釋層位立體顯示
三維數據體切片顯示
4.4數據管理功能的實現
AVS/EXPRESS軟件可實現與ORACLE數據庫的連接和各種數據的管理功能。在CGOD中,我們充分利用了AVS在這方面的優勢,實現了CGOD中各種地震數據的綜合管理功能,這些數據包括三維地震數據體、速度分析數據、三維立體解釋數據和各種中間結果等。
4.5AVS軟件與其他開發軟件的混合編程,并實現地震剖面顯示和并行算法
通過AVS與其他庫函數的連接,我們實現了變面積地震剖面、速度分析交互界面和MPI并行算法的編程,從而解決了AVS/EXPRESS軟件與MOTIF軟件、MPI軟件的混合編程問題,為不同軟件發揮各自的優勢開辟了一條有效途徑。
常規速度分析交互界面
沿層速度分析交互界面
三維交互解釋系統
5.結論
通過上面的分析我們可以看出,復雜地質體深度成像軟件經AVS繼承之后,具有如下優點:
軟件方法新穎,處理結果明顯。
用戶界面友好,全部實現圖形用戶界面。
軟件結構靈活,可根據需要隨時將功能模塊進行替換、修改和升級。
三維可視化子系統功能強大,可實現三維數據體的任意切割和動態顯示。
實現了MOTIF、MPI、C++等語言的混合編程技術,充分發揮了不同開發軟件的優勢。
因此,利用AVS軟件來實現不同應用程序的集成是一種行之有效的途徑,它不僅能夠滿足各種應用軟件的集成需要,而且可以具有強大的三維可視化功能。另外,利用AVS軟件實現應用軟件集成效率極高,可以節省大量人力物力。
6.參考文獻
BowyerA1981ComputingDiechletTessellation:TheComputerJournal24(2)
劉宏復雜地質體三維地質模型建立及顯示
張劍秋地震層位信息三維可視化石油地球物理勘探Vol(33)
1.1地質環境與地質災害地質環境是指由巖石圈、水圈和大氣圈組成的環境系統,巖石圈和水圈之間、巖石圈和大氣圈之間、水圈和大氣圈之間通過物質交換和能量流動建立了地球化學物質的相對平衡,經過地球長期演化,形成一個平衡的開放系統。地質環境是人類和其它生物賴以生存和發展的基礎,同時人類和其它生物的活動又不斷地對地質環境產生影響。地質環境同生物關系密切,主要表現在:地質環境為生物提供生存空間和活動場所;地質環境提供生物生存所必需的物質,如空氣、水、各種元素等;生物(尤其是人類)也可以在一定程度上改變地質環境,且隨著技術水平的提高,對地質環境的影響越來越大。地質環境主要分為地質災害、礦山地質、農業地質、地質遺跡與地質公園、地下水、地熱和礦泉水等方面。本文以貴州省為例,介紹我國地質災害的防治情況及出現的問題。地質災害是地質學中的一個專業術語,它是指在自然或者人為因素的作用下形成的,對人類生命財產、環境造成破壞和損失的地質作用(現象)。常見的地質災害有:崩蹋、滑坡、泥石流、水土流失、地裂、土地沙漠化以及地震、火山噴發等。我國地質災害種類較多,按地質作用的性質及
1.2貴州省的地質災害概況貴州省位于我國西南部,地處云貴高原東部,地勢西高東低,平均海拔約1100m。省內多山,是我國山地面積所占比例最高的?。ㄕ?2%)。值得注意的是,貴州省巖溶地貌發育非常好,喀斯特出露面積高達10.91萬km2,占全省國土面積的61.95%,是世界上巖溶地貌發育最典型的地區之一。貴州省地貌復雜,以山地丘陵為主(占總面積的92.5%),全省山高坡陡地形險峻,溝壑密布地貌復雜,是我國唯一一個沒有平原的內陸省區。從地質條件來看,貴州省特有的地理、地質、氣候、水文條件致使貴州省地質環境十分脆弱,屬于地質災害易發、高發區域,具有“災種齊全,災害嚴重,隱患多廣,發生頻繁”的特點,外加省內切坡開挖、坑道洞室開挖、蓄水飲水、亂抽排地下水、棄渣堆土等對地質環境破壞較大的人類工程活動日益強烈,極易引發大量的地質災害,是國家地質災害防治規劃的重點防治區域。貴州省地質災害損失重且隱患點非常多。僅“十一五”期間,貴州省先后發生地質災害1606起,其中滑坡1029起,崩塌338起,泥石流37起,地面塌陷89起,地裂113起,共造成332人死亡,直接經濟損失高達3.47億元。目前全省已知地質災害隱患點共10992處,。貴州省地質災害有以下幾個特點:地質災害數量多,地質災害隱患點也多,為全國之最;斜坡類地質災害占全省地質災害的畢生較大;自然因素仍是地質災害發生的主導因素,但近幾年隨著人類活動的加劇,人為因素導致的地質災害也越來越多;地質災害多以中小型為主,大型、特大型相對較少,但形成的災情在重大級以上的卻不少。
2貴州省主要地質災害的形成機制及危害
貴州省地形以山地和丘陵為主,因此貴州省地質災害類型也多為斜坡類和地裂類為最多,其中最主要的災害有滑坡、崩塌、泥石流、地裂、地面塌陷等。此外,石漠化作為貴州特有的一種地質環境問題,也將在本節單獨說明。
2.1滑坡滑坡是指斜坡上的土體或巖石體受到河流或雨水沖刷等因素的影響,在重力作用下沿著坡面向下滑動的自然現象。由于貴州省多山地丘陵且氣候濕潤多雨,易導致滑坡發生?;沦F州省最常見的地質災害,也是造成死亡人數和經濟損失最多的地質災害。1988年晴隆大廠鎮發生滑坡使周圍兩個村鎮被埋,損失達500萬元。貴州省內發生的滑坡主要分布在中東和中西部地區,此外北部和中南部也屬于滑坡危險地帶。許湘華利用權重線形組合模型(WLC)對滑坡災害的危險性分區做了研究,認為貴州省內滑坡低危險區、中危險區、高危險區和極高危險區分別占貴州省總面積的近四分之一。全省危險程度較高?;碌男纬珊艽蟪潭仁怯扇祟惢顒硬划斠l的。主要分為以下幾類:露天開采的設計不合理,尤其是露采場邊坡角度過大極易引發滑坡;固體廢棄物(如礦渣等)不適當堆積也較容易引起滑坡?;略斐傻奈:κ謬乐?,主要表現在:人員傷亡,財產損失;毀壞房屋,掩埋村落;堵塞交通、破壞水利設施;毀壞耕地。
2.2崩塌崩塌一般是指較陡斜坡上的巖土體在重力作用下的突然崩落,它也是貴州省最主要的地質災害之一,主要分布在西部的六盤水市、畢節市以及北部的遵義市,而在東部地區相對較少。崩塌的特點是突發性強、且易引發其它災害。貴州省多高山陡坡,許多村寨都處于崩塌威脅之下。崩塌最初多是由山體不同程度的開裂引起的。一般崩塌前會有一些前兆,如:崩塌體的后部出現一些小的裂縫;有土塊掉落,大小崩塌時髦發生;坡面出現土石的剝落。根本原因一方面在于巖石的貫通性較好,此外,人類不規范的礦山開采活動也會加劇并引發崩塌災害。礦山崩塌造成危害主要為致死、致傷人畜,毀壞房屋,毀壞公路,中斷交通運輸等,對其下村寨、工礦居民、村民的生活生產經濟構成了嚴重的威脅。據統計,崩塌事件在礦區年年都有發生,并且潛在危害較大。
2.3泥石流泥石流是指在山區或其它地形險峻的地區,因為暴雨引起的山體滑坡并攜帶有大量漏水以及石塊的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快,流量大,物質容量大和破壞力強等特點。泥石流的物源主要分兩種,一種是滑坡、崩塌等地質災害形成的松散堆積體,它們容易在暴雨的作用下形成泥石流災害。二是由于礦山在開采過程中產生的礦渣或礦產品加工、冶煉中產生的棄渣不合理堆放,這些礦渣在災害性降水作用或人為水體作用下形成泥石流。后者是貴州省的泥石流的主要類型,約占總數的85%。礦山泥石流的危害主要有:沖毀城鎮、工廠、礦山、村落等;造成人畜死亡;破壞農作物、耕地;污染土壤等;此外。泥石流有時也會淤塞河道,嚴重時還能引起水災,是山區最嚴重的自然災害。
2.4地裂地裂主要是指由于構造運動而產生的土地開裂,它在地表發育,在構造活動強烈的地區或者地下開采資源的地區容易產生極大的危害。礦區的地表容易產生地裂縫,根本原因是地下進行的大規模的開采活動導致礦井頂板變成產生一定張裂,進行發展成較大的地裂縫。地裂造成的危害也是相當大的,主要表現在以下幾方面。毀壞房屋。這種情況在煤礦開采區更為普遍。影響地下資源的開發和利用。因為地裂縫為地表水向地下滲透提供了通道,尤其雨季時礦井經常由于被淹而停產。毀壞耕地、林地。有的裂縫成群發育且規模非常大,導致該地段耕地荒蕪,甚至威脅牛、馬、羊群的生命。
2.5石漠化“石漠化”一詞最早由貴州科學院蘇維詞提出,與“荒漠化”概念相區別,石漠化土地特指在亞熱帶濕熱環境下喀斯特地區特有的土地類型,土石按照一定比例交互存在于石灰巖山丘中,在陷穴、巖隙中有不同厚薄的土層覆蓋,而在突起的部分多裸巖分布。石漠化過程主要發生在陡坡耕地上,它的發展直接導致山區耕地面積的大量減少。據統計,貴州省在1974~1979年間,石漠化面積增加了624km2,平均每年喪失的耕地面積占全省耕地總面積的1.6%,且石漠化速度仍在加快。土地石漠化的成因主要有幾個方面:碳酸鹽巖的搞風蝕能力強,不易風化,這是發生土地石漠化的最基本的要素;貴州省多山區,地面起伏大,不利于水土保持;貴州省的降雨多集中在春夏兩季,而此時農作物尚處于幼苗時期,坡土得不到充分的覆蓋,加劇了土地石漠化的發展;貴州省農業人口增長過快,加重了土地的負擔,使得西南地區陷入了“人口增加—過度開墾—土壤退化—石漠化擴展—經濟貧困”的惡性循環之中。
3貴州省地質災害的防治及管理中出現的問題
3.1貴州省地質災害的總體成因分析總結上文對貴州省滑坡、崩塌、泥石流、地裂等主要地質災害連同石漠化的分析,發現它們的形成機制在許多方面是相似的。
1)貴州省的地質背景是種類地質災害的根本要素。首先,貴州省地質構造復雜,處于斷層斷裂交匯地帶上,地震較為頻繁,巖層松散,構造運動強烈,易導致地質災害的發生。其次,貴州省的巖石多為碳酸鹽巖類,此類巖石具有搞風華能力強但易溶解的特點。在潮濕的地區容易溶解造成地面塌陷、崩塌等災害,而在相對干旱地區由于其較高的抗風化性而加劇土地的石漠化。由此可以,碳酸鹽巖的地貌一方面形成了貴州省獨特的喀斯特地貌,另一方面,卻也為貴州省的種類地質災害提供了基礎。
2)降雨量充沛是地質災害的主要誘發因素之一。貴州省氣候濕潤多雨,降雨量非常大,且特別集中。而暴雨極易引發滑坡等災害。郭振春對1993~2000年貴州省地質災害的月份作了統計,發現貴州省的地質災害全年均有發生,多集中在4~8月,尤其是6~7月(4~8月占91.7%,其中6~7月占62.1%)。而貴州省的雨季集中于春夏之交,降雨最在5~7月最大。記錄中也顯示有多起大型地質災害是由暴雨引發的。此外,貴州省地下水系也特別發育,斜坡土體長期被浸泡而導致軟化、溶蝕,容易引發崩塌、地裂和地面塌陷。
3)各種不規范的工程活動是貴州省地質災害的人為誘因。值得一提的是,除了自然因素外,人為因素在貴州省地質災害中所占的分量雖然較小但也呈現出逐年增長的趨勢。人類活動對地質環境影響主要有:毀林開荒對植被的破壞很大,是導致水土流失的重要因素,進而可引發滑坡、泥石流等地質災害;礦產資源的開采不合理,尤其是一些鄉鎮礦山的開采,不顧及礦山的地質結構和采礦技術,對礦區也沒有進行合理規劃,容易引發地裂、地面塌陷、礦井涌水等災害。許多災害還造成了嚴重的人身傷心和經濟損失;工程建設設計不合理,只追求效率,忽視了工程中的安全問題和環境問題。非常容易導致地質災害的發生。
3.2關于貴州省地質災害防治的思考地質災害對于貴州省無論經濟發展還是居民安全都造成了極大的威脅,要針對貴州省地質災害的特點及其誘因進行防治。
1)發展綠色產業,保護地質環境。貴州省的地質環境比較有利于地質災害尤其是滑坡、泥石流等斜坡類地質災害的發育,因此要把握貴州省地質環境的特點,進行針對性的保護。考慮到貴州省是農業大省,農業人口比重高達80%以上,可以推行發展生態農業,運用系統工程方法和現代科學技術進行集約化經營的生態模式,在不適宜耕地的土地上(如坡度較大的斜坡等)進行退耕還林、退耕還草等工作,這樣能有效地防止斜坡上常見的地質災害。也可以在斜坡上種牧草,大大減少斜坡地區的水土流失。)嚴格法律法規,提高居民意識。當前關于地質環境保護的國家法律及由各省政府出臺的法律法規非常多,關鍵在于這些法律法規能否認真實施和嚴格執行。尤其是貴州省的地質災害高發地區,更要組織專門的部門進行嚴格地監督管理,才能有效地防止地質災害的發生。此外,提高當地居民的防災意識也是貴州省地質災害的重要手段之一。如開展地質災害教育和宣傳、進行防災演習等。當大多數居民都深刻感受到地質災害的嚴重性,不再亂開墾土地、亂破壞環境時,人為地質災害的數目會有效減少。
1.生油層生油層是石油開采中非常重要的巖層,我們把具使用價值的石油或天燃氣巖石稱之為生油氣巖。根據巖性的不同,將生油層的分為泥質巖和碳酸鹽巖。泥質巖的主要成分泥巖、頁巖、粘土巖等,其中頁巖含大量的機質,較色較暗。碳酸鹽巖中的生油層巖一般為隱晶質灰巖、瀝青灰巖、泥灰巖、生物灰巖、豹斑巖等,其中瀝青灰巖一般為深灰色。這兩種巖性都非常適合生物物種的繁衍生息,被稱為生油層最佳的環境。
2.儲集層儲集層在地殼中分布廣泛且集中,成為儲集層包括兩個條件,一是必須具大量的孔隙,能夠效地容納流體;二是必須能夠使流體在儲集層中流動,同時具備過濾流體和滲透流體的能力。儲集層主要包括碎屑巖類、碳酸鹽巖類、火山巖、變質巖、泥巖等。
(1)碎屑巖儲集層碎屑巖儲集層由砂巖和礫巖構成。目前地質界發現的最重要的儲集層是碎屑巖儲集層,目前發現的新生代陸相盆地、中生代陸相盆地大多屬于碎屑巖油氣儲集層。
(2)碳酸鹽巖儲集層碳酸鹽巖的主要成分為:石灰巖、白云巖、生物碎屑灰巖等。碳酸鹽儲集層主要分為孔隙、溶洞和裂縫。孔隙近乎等軸狀,主要是指顆粒間形狀細小的空隙;溶洞是孔隙經過溶解后擴大后的結果。孔隙和溶洞又可統稱為孔洞??锥匆环矫婵梢云鸬接蜌鈨男Ч硪环矫嬉沧鳛榱黧w的通道存在。裂縫就是伸長的儲集孔隙,能夠儲集一定數量的油氣,起到流體通道的作用。
3.蓋層蓋層指的是防止油氣上溢并封隔儲集層的巖層,能夠及時阻礙油氣溢散。儲集層周圍的蓋層的好壞也可以影響儲集層的保持時間和聚集效率,蓋層的分布范圍和發育層位直接影響到油氣田的位置和區域。所以,對蓋層的勘察也是石油勘探的重要依據。蓋層巖石主要包括鹽巖、泥頁巖、致密灰巖以及膏巖等,其主要特征就是孔隙度極低,對于流體的滲透明顯的抑制作用。
二、區域特征分析
(1)大陸邊緣區域大陸的邊緣因為地殼的運動,形成了成藏的絕佳條件。地殼的運動導致了膏鹽層的發育,形成了儲蓋層的組合。些大陸的裂解之后,逐漸發育成為富油氣區。在對深水中的沙礫碎屑結構的研究發現,砂質碎屑流比濁流沉積形成的砂體范圍更大、分布更廣。
(2)克拉通正向構造區域克拉通大型正向構造是長期發育的古代隆起,其圈閉和構造發育較早,持續接受烴類供給,使得后期成為烴類聚集的指向區域,從而構成了生烴排聚和圈閉組合。此外,由于大型的古隆起具特殊地形地貌,同時還能夠為地層尖滅帶和淺水高能沉積相帶的發育提供利條件。通過后期暴露遭受剝蝕和淋濾等沉積和成巖作用的控制進而形成了優質儲集層的發育和分布。
三、非常規油田區域特征
井田水文地質條件
四井田地處青藏高原,由于新近系以來,該區圖1整個井田及構造以及井田沿地層傾向剖面Q—第四系;ENX—古近系古始新統西寧群;J3X—侏羅系上統享堂組;Jy—侏羅系中統窯街組(Jy3、Jy2、Jy1依次代表該組的上、中、下段);Jd—侏羅系下統大西溝組;TM—三疊系上統默勒群圖2井田勘探線剖面域受構造運動強烈上升,保留了第四紀冰期形成的凍土至今。多年凍土在井田內成連續分布,凍土層厚30~90m。按埋藏條件井田內地下水可分為凍結層上水和凍結層間水,凍結層上水主要是季節性凍融層內水,該層厚度在1.5~0m,接受大氣降水和多年凍土層融化水補給,靠地表徑流和蒸發排泄。凍結層下水主要指多年凍土層以下基巖裂隙承壓水。由于多年凍土層的存在,阻斷了基巖裂隙承壓水與地表水的水力聯系,地下水的補給和排泄只能通過井田的融區進行。因此融區的分布成為江倉四井田控制水文地質特征眾多因素中最重要的因素。井田融區有3種,第1種是受河流侵蝕作用和地表水熱力溶融作用形成的侵蝕溶融區,主要分布在南部江倉河床及岸邊;第2種是斷層融區,主要分布在大斷層F8、F1沿線。第3種是融凍剝蝕融區,主要分布在井田周圍山區基巖。
1含水層的劃分及特征
從鉆孔水文觀測資料分析,井田內泥巖、炭質泥巖、炭質粉砂巖及煤層呈不含水反應,砂巖多呈含水反應。但由于泥巖、炭質泥巖、炭質粉砂巖及煤層厚度變化巨大,煤層頂底板巖性的多樣性,要在井田內含煤地層進行含水層劃分較困難,只能將煤層視為相對隔水層,結合鉆孔抽水資料和煤層沉積規律及相對穩定的8、12、16、20號煤層作為劃分含水層的依據,將井田內地層劃分為5個含水層和5個隔水層。各含水層水文地質特征見表2。
2隔水層特征
1)多年凍土隔水層。井田主要隔水層為第四系多年凍土隔水層,該隔水層主要由礫石和冰膠結形成,在井田內連續分布,厚度不均,平均厚度40m,最厚處達90m,由東往西,由北往南,厚度有增大的趨勢。多年凍土上部存在季節性凍土,夏季融化,形成一薄包氣帶,并能儲存部分水,冬季凍結,又成為隔水層。多年凍土層溫度在-0.7℃左右,受溫度影響比較明顯。隨著全球氣候的變暖和日后開采的影響,多年凍土將會逐漸消退,多年凍土隔水層將會變薄,局部甚至整個隔水層將會消失。2)其他隔水層。其他隔水層包括8煤、12號煤、16號煤、20號煤隔水層。隨著礦井的生產,8號煤、12號煤、16號煤、20號煤將會被陸續開采,作為隔水層的煤層開采后,煤層上下含水層將會串通,形成一個新的更大的含水層組。整個井田水文地質柱狀圖如圖3所示。
煤炭是我國經濟快速發展的重要保證,而且這種作用越來越凸顯。煤炭是經濟活動開展的支持,是資源開發工作的職稱。煤炭的開采已經受到了社會成員的關注,特別是煤炭的質量。煤炭的開采過程是十分復雜的,其中地質勘查工作是最為重要的部分,其質量的高低直接關系到煤炭的開采質量。隨著社會體制改革的不斷加強,煤炭的需求量也越來越多,進而地質勘查工作量也增多了。為了促進社會經濟的平穩發展,我們必須保證地質勘查工作的質量,進而保證煤炭的質量。煤炭作為一種社會發展資源,其作用是不言而喻的。煤炭行業也成為社會熱點行業。國家對于煤炭行業的重視與日俱增,出臺了很多相關政策,為煤炭行業的有序發展提供了保障,反而來煤炭行業也促進了社會經濟的發展。但是當前的社會經濟體制變化速度越來越快,煤炭行業需要迎接機遇和挑戰。但是當前有很多煤礦企業一味地追求經濟利益而忽視產品質量,這就使得整個市場中的煤炭資源水平有所下降。煤炭地質勘查的安全已經成了煤炭生產的前提。下面就對當前煤炭地質勘查中的危險因素進行分析,以此提出相應的解決措施。
1.1“三邊”工作力度不足
所謂“三邊”指的就是在煤炭地質勘查過程中必須保證邊勘察施工、,邊地質資源分析,邊做好勘察設計活動調整。這三邊工作也是當前地質勘查工作需要遵守的原則之一。不過當前這三邊原則在實際的地質勘查過程中約束力有所下降,管理力度不夠。這就導致一些煤炭企業在地質勘查工作結束后出現工程安排不合理、資源浪費、開采質量問題。究其原因,主要是因為在地質勘查工作中對勘查結果記錄不足,或者只是應付了事。此外,只有在上級部門來檢查的時候才會集中補。種種現象表明,我國當前煤炭地質勘查工作的管理力度還不夠,對煤炭企業的約束力不足。
1.2盲目違規操作增多
地質勘查工作對于整個煤炭開發的作用十分大。隨著地質勘查工作越來越多,有很多勘查工作都在地質基礎比較薄弱的地方開展,安全系數大大降低。但是即使是這樣有些施工人員也不會按照相關的規定進行施工。例如,在施工過程中沒有按照施工圖的指示進行。甚至有些人員只是為了完成工作在沒有進行實地勘察的前提下就直接編寫報告,這就使得后面的工作沒有科學指導。就算出現了錯誤也沒辦法改正。
1.3以包代管現象嚴重
社會的不斷進步促進了煤炭行業的快速發展,生產效率和規模都有大幅度提升和擴大。地質勘查工作有些情況下必須依靠外部力量共同完成,這也是當前煤礦企業適應市場的一個表現,但是在進行分包時,有很多地質勘查工作沒有得到妥善分配。對于承包者的資質沒有全面評估和審核,這就使得勘查工作得不到保證,技術方面的指導也不夠科學。如果外包工作出現問題,那么勢必會影響到后面煤礦開采工作的進行。
2煤炭地質勘查的加強對策分析
2.1重視“三邊”工作
當前煤炭地質勘察工作中的“三邊”工作力度不足,影響了地質勘查工作的合理化安排,甚至導致勘查單位出現違規現象。針對這一問題,作為煤礦企業必須加強對“三邊”問題的重視,提高相關制度在這方面的落實。通過對地質勘查工作的設備、人員等進行控制,實現資源的合理化分配。根據外部環境的變化,引進先進技術和人才,擺脫過去只依賴于鉆機進行地質勘察的情況,進一步促進三邊工作的有序開展,提高地質勘查工作的質量。每個行業都有每個行業的標準。在進行地質勘查工作的過程中,必須嚴格地按照行業的規范進行,保證施工進度符合相關標準,施工行為符合相關制度。這樣才能夠保證地質勘查工作的順利進行。針對地質勘查中出現的各種數據和資料都要進行細致的分析,并通過對這些資料和數據進行研究繪制出圖表,通過合理化編輯上報給上級部門。在進行地質勘察的過程中,如果出現了勘查情況和設計有出入,那么應該及時地上報上級部門,找到出現這種現象的原因,并對設計進行修改,進而加快地質勘查工作的進程。
2.2加強人才建設
人才建設是解決煤礦地質勘察問題的關鍵,同時也是煤礦企業發展的基礎。人的因素能夠直接影響到整個煤炭地質勘查工作的質量,所以我們必須不斷加強地質勘查人員的專業素質,這樣才能夠保證地質勘查工作滿足相關要求。當前,煤礦人才建設面臨的問題就是人員素質不高、人才分配不合理,這也是導致地質勘查工作出現問題的重要原因。所以,如何建立高素質人才隊伍,并對這些人才進行合理化分配,是當前煤炭行業必須解決的方面。例如,企業可以直接選拔高素質人才,同時根據外部環境的變化對內部員工進行培訓,可以采用一個人帶一個人的方法,也就是一個經驗豐富的師傅帶一個剛選拔上來的員工,在實際的工作中,能夠不斷的增長見識。此外,還應該對人才進行引導,進一步提升業務水平。企業應該在工作中對每個員工的優勢加以掌握,并對他們進行科學分配,安排在合適的崗位上。人才得到了鍛煉,企業也獲得了更多經濟效益。
2.3加強制度建設
建立健全煤炭地質勘查的管理制度,并將其進行全力落實是保障煤炭地質勘查工作安全與質量的重要方法。管理制度,更明確地來說是煤炭地質勘查的質量管理制度。煤炭企業要嚴格按照IS09001:2000質量體系,結合本企業內部的具體工作情況與實力,進行質量管理體制與制度的創新??茖W的管理制度不僅應該具有職能分化制度,同時還應該具有質量管理制度,幫助地質勘查人員明確自身的責任和義務,在具體的工作中能夠按章辦事。落實制度是制度建設工作中的重點。企業可以通過員工大會對員工進行思想教育,明確每名職工應盡的責任和遵守的制度,規范員工的行為,這也是衡量企業工作水平的一項指標。只有這樣,在嚴格的質量標準與高度的實施之下,煤炭地質勘查工作的質量與安全才能得到保障。
3結束語
1.1地面地震勘探技術
我國地大脈搏,資源豐富,煤炭儲藏量大;同時,隨著我國經濟技術水平的不斷發展,煤田地質勘探技術相對成熟,處于全球領先地位。高分辨地震勘查技術其使用了二維地震以及三維地震手段實現對斷層的落差的查明,再明確煤層當中的分叉合并區域,并且能夠獲取到巖漿巖對于煤層帶來的影響區域的大小,對異巖帶進行劃分。而地質雷達勘探技術其使用了瞬變電磁法、高精度磁法以及高精度重力法以實施對煤田地質的勘查。當前,重磁電和地質雷達勘查技術已逐漸成熟并普遍應用在煤田地質勘探工作當中。
1.2遙感技術
遙感技術普遍應用在航天領域當中,是一種利用衛星的微波、紅外以及可見光等以實現對地面進行遙感測試,以完成對煤炭資源實施評價、煤層自燃遙感探測的目的?,F今,遙感技術有著實時性、快速性與客觀性的優勢,利用遙感技術與計算機技術進行組合,可以在煤田礦區的環境監測當中獲得相當不錯的成效。
1.3測井勘查技術
這是一種利用電、氣、核等的物理參數以實現對煤井實施勘查的一種技術。其能夠有效地獲得煤層的具體厚度以及深度。同時,還能夠對非煤系的地層實施厚與深的確定、針對煤巖層力學特點與煤層的炭灰水實施分析。
2我國當前在煤田地質勘探的特點
當前國內的煤田地質勘探技術盡管已經處于先進地位,然而其依然存在著各種不足問題,值得我們去注意和探討的。(1)在關于煤層氣的研究以及勘探開發過程中,存在著各種細節處理不到位的問題,例如:水力壓裂效果不顯著、鉆井沖液對于煤層帶來的不良影響、在完成井之后卻出現坍塌問題及勘探方法較為單一等。(2)因為在煤炭開采的進程中有時會碰上不同類型的人為地質災害和自然災害,因而,在實施地質勘探以前必須要先作好地質災害和氣候災害的防范措施,這方面還需要進一步研究與完善。(3)對于目前的地質勘探工作有時會對日后的煤炭開采及水質的影響的重視程度較低,并未能在勘察過程中作好礦井水的有效防治工作。
3煤田地質勘探技術應用發展趨勢
隨著關于煤田地質勘探相關研究的逐漸深入,鉆探技術已經逐步走向成熟?,F今進行物探的設備儀器具有先進性與精度高的特點,普遍結合計算機技術進行,能夠更加快速與準確地對大量的數據進行研究和計算?,F今,計算機信息技術和傳統的勘探技術已經逐漸融合,并且逐漸地于多個地質勘探范圍上得到了廣泛使用?,F今,針對一些落差不高于五米,長度不大于150米的小型褶曲,依然難以通過地面勘探的的手段來實施查明的。自20世紀開始,西方的一些發達國家便逐漸展開了運用水平鉆技術以實現對煤層的鉆進。這種技術是在受控點定向鉆的基礎上發展而成的,伴隨著鉆進技術的不斷發展,可以于井下沿煤層實現鉆進,同時還能夠在地面上根據垂直--圓弧--水平的線路完成煤層鉆進工作,這種技術在國內目前已經由石油部門逐漸引入至煤田地質勘探領域當中。相信在不久的將來,我們也可以充分地利用所積累的經驗和先進的儀器設備,逐漸加強綜合勘探技術方面的應用。同時,部分西方先進的公司利用對鉆孔技術中巖層顯微掃描儀設備的使用,以實現對半米落差的斷層、裂隙以及構造特征進行解釋,然后計算出具體的應力方向。利用對多角度的現實分析結合計算技術進行模型,而獲得煤田的構造。
4我國煤田地質勘探技術發展建議
目前,我國相當一部分的煤田管理者往往將經濟利益放在前,而忽略了安全的重要性,因而常常導致出現管理不到位而引發安全事故的現象。國家或相關部門應該針對這些勘探企業或科研機構提升資金投入及加強安全培訓管理方面的力度,提高其人身安全、鉆探安全的意識。同時,勘探企業應利用多渠道、多方法的、多投入的策略,以實事求是的態度對煤炭地下資源實施全面的掌握。不斷地利用技術革新的方法,以完成煤田地質勘探事業的更快更好的發展目標,不斷增強理論與技術改造實踐的研究,構建起完善的安全評價、水資源評價以及地質資源污染評價機制。不斷提升勘探團隊專業技術水平與素質,推動煤田地質勘探事業科技水平及可持續發展。
5結論
1.物探技術
在石油地質勘探的發展過程中,物探技術占據著重要的地位。物探技術是指人為地對地質進行人工地震波,利用彈性波反饋地質信息進行勘探作業。由于可以有效降低成本、提高勘探效率,這種技術目前已廣泛應用于油氣地質勘探。隨著社會經濟、科學的創新與發展,除了反射地震技術、數字地震技術、三維地震技術外,更加先進的高分辨率油藏地震技術四維監測技術也開始得到應用。同時,與高新技術相匹配的設備也得到了不斷的提高改進。物探技術的不斷發展對于提高勘探效率,降低勘探成本作出了突出的貢獻。
2.測井技術
計算機技術與電子信息技術的進步為測井技術的創新和發展創造了堅實的技術基礎。在生產過程中,利用計算機技術完成包括測井數據采集、處理和分析技術的成像測井技術,是現如今測井技術中較為前沿的一種。相對于傳統的數據測井技術,成像測井技術不僅可以提高數據傳輸的質量和速度,還能在測井過程中,將現有的數據轉變為圖像,從而提高數據的真實性和準確性。還有其他前沿技術像快速平臺測井技術、隨鉆測井技術、核磁共振技術以及套管徑測井技術等也都取得了相應的發展。有了這些技術,在勘探工作人員的實際工作中,就可以根據不同的地區、地質、地理情況去選擇恰當的勘探技術。
3.虛擬現實技術
隨著計算機技術發展的突飛猛進,三維地震模擬方法和技術取得快速的發展。所謂虛擬現實技術就是基于計算機輔助可視化環境與大屏幕可視化環境等多種系統,將石油地質勘探過程中所得地質數據用三維動態模擬模型的方式顯示出來的技術。將數字化的勘探平臺轉變為可視化的勘探平臺,將節約大量的人力物力,大幅度提高石油勘探的工作質量。在石油勘探常規工作中,虛擬現實技術可在大屏幕上直觀地顯示勘探過程中的情況,不僅能夠提升問題決策的準確性,還能夠提高各學科工作組的配合效果,使得勘探工作更快速,更準確。
4.空中遙測技術
空中遙感技術是指通過地震源和石油地質探測儀器以及相關軟件進行遙測勘探來快速準確地找到油藏的新技術??罩羞b感技術多為以無人機攜帶遙測勘探設備,保持低空飛行時快速測量地面下的地質。通過傳輸網絡為數探信號,提供多重傳輸路程,以降低失真度,將遙測結果傳輸回數據中心。無人機對起飛降落的場地要求不高,可以適應人們難以到達的環境,可以代替勘探人員勘探多種復雜地形,真正做到無障礙化勘探。另外,空中遙感技術通過集成電子部件,可以適應任意角度的測量條件。通過遙感,可以記錄地面三條正交軸線的運動情況,提高石油地質勘測數據的分析能力。使用空中遙測技術,勘探人員就可以不受地形的限制,達到事半功倍的勘探效果。
5.光纖傳感技術
光纖傳感器本身具有高靈敏性、抗電磁干擾性、可塑性等性質。其中,對于石油監測井光纖傳感技術最重要的就是可靠性和能源消耗低。光纖傳感器無論是在高溫還是高壓的嚴酷環境下都能保持高度的靈敏性,這就保證了勘探效果的準確。目前光纖傳感器大量應用于油藏監測井下的P/T傳感。除此之外,光纖的可塑性導致其可以適應任意環境,任意體積,這就使其使用前景更加廣闊。
6.層序地層學技術
層序地層學主張對現有材料進行重新檢測,對沉降相關的問題進行回顧,從時間空間的四維的角度去看待巖層分布。運用精細層序地層的劃分對比技術,建立油田乃至油藏級儲層的成因對比骨架。研究在構造運動、海面升降、沉積物供應和氣候等因素控制下,造成相對海平面的升降變化及其與地層層序、層序內部不同級次單位的劃分、分布規律;研究其相互之間的成因聯系、界面特征和相帶分布。以建立更精確的全球性地層年代對比、定量解釋地層沉積史和更科學地進行油藏以及其他沉積礦產的鉆前預測,從而提高石油地質勘探的效率。
二、石油地質勘探技術發展中的注意事項
1.增強能源開發的合理性
我國目前能源開發正在處在一個快速發展的階段,在收獲成績的同時也存在著一些問題。能源的開發勢必會帶來環境的污染,由于管理體制的不完善,每年的礦難也是頻頻發生。能源開發是利國利民的事業,石油勘探企業要以社會利益為主,增強開發的合理性,降低生產成本是統一的,不是互相違背的。所以如何在能源開發過程中加強安全管理和環境治理是我國能源開發過程中的一個長久的話題。
2.不斷進行技術創新
計算機仿真技術給勘探技術帶來的發展是有目共睹的,所以我們更要大量引入高新技術來提高勘探質量和綜合勘探水平。新技術的應用能夠提高勘探效率,節省人力、財力,這對于我國的油氣資源更好地面對市場競爭大有裨益,對于節約我國油氣資源開發的成本有著重要的意義。
3.重視合作研究