勘查技术与工程

1、勘查技术与工程勘查技术与工程什么是勘查技术与工程我们伟大的祖国复原辽阔，在960万平方公里的土地和一望 无垠的沿海大陆架上，蕴藏着丰富的石油和天然气资源。东 北、华北的大庆、胜利，西南山区的四川油气区；西北山间 盆地的新疆、塔里木；内蒙古草原上的二连；河西走廊戈壁 的延长；鄂尔多斯黄土高原的长庆；海上的渤海油区及东海、 南海、黄海油气区。大江南北，黄河上下，锦绣中华遍开“石 油之花”。但是当你看到一口口油井时，是否有过类似的疑问： 这深埋于地下几千米的油气宝藏究竟是怎样被发现的呢？ 根据石油地质理论，油气是在富含有机质的细粒烃源岩层中 生成的，主要储藏在那些具有相互连通的孔隙或裂缝的岩层 内。富集油气的封闭构造称为油气藏。发现油气藏最准确的 方法首先应该是钻井，也就是通过钻头对地层的钻进直接判 断是否有油气产生。但目前钻一口油井少则上百万，多则数 千万，成本极高，而且打井只能是“一孔之见”，难以全面掌 握地下地质情况。第二类方法即地质法，通过观测、研究裸露在地面的地层、 岩石，对地质资料进行综合分析，了解一个地区有无生成油气和储存油气的条件，最后提出对该地区的含油气评价。但 在地表为松

2、散沉积和沙漠覆盖的地区或被海水覆盖的海洋 上，地面和海面上看不到岩石，地质法又受到很大的限制。 第三类方法即物探（也称勘查地球物理），依据就是组成地 壳的各种岩石或组成地质构造的各个岩层具有不同的物理 性质，因而不同岩石或地下构造对地面上的物理仪器就有不 同的作用。根据测量的原理不同，物探方法分为四类：以岩 石的密度差别为依据的重力勘探、以岩石的磁性差别为依据 的磁法勘探、以岩石的电性差别为依据的电法勘探以及最有 效的地震勘探，也就是通过人工方法激发地震波，研究地震 波在地层中的传播，进而查明地下地质构造。目前，几乎所 有的石油公司都要靠地震勘探资料来确定每一口探井和采 油井的位置，世界上绝大多数油气田也都是先由地震工作找 到含油气构造，再由钻井发现。井壁取芯获得岩样在钻井过 程中发现油气以后，应立即查清油层的层数、深度、厚度， 并要搞清油层的岩性和其他物理性质。测井行业诞生以前， 主要通过井壁取芯器在裸眼井的欲取芯层位，通电点燃火药 包，将岩芯筒打入井壁地层，由活动电缆拉出岩芯筒，通过 获取的岩芯了解地下的情况，但此过程不仅耗资巨大，而且 只能得到某一深度处的离散资料，这对于分析一口

3、井的储集 性能显然是不够的。在信息技术发展和油气勘探开发需求的推动下，一种获取井 下连续的地质资料和地球物理资料、经济实用的学科一测井 学应运而生。测井（也称矿场地球物理）就是利用各种原理 （电、声、核等等）的电子仪器测量井下地层的。如电阻率、横波速度、热中子宏观吸收截面等物理参数，评价储集层的 岩性、储集性（孔隙度、渗透率）、含油性，进而估算油气含 量，尽快为随后的完井与射孔决策提供依据。在石油勘探领 域被形象地称之为“眼睛”。物探和测井均属工科地质类专业，曾被合并为应用地球物理, 1998年更改为勘查技术与工程。专业名称的变化也体现了 国家对专业人才培养宽口径、厚基础和强适应的基本要求。培养什么样的人通过四年的学习，勘查技术与工程专业的目标是培养具有扎 实的数理基础和较强实践能力、能够系统地应用地球物理学 和地质学等基本知识和技能，从事勘查工程领域的应用基础、 测量方法、仪器设备、测量工艺、信息处理以及资料解释方 面的科研、教学和生产等工作的地球物理工程师。具体工作 主要包括地震勘探资料和测井资料的采集、处理和解释三个 方面。人们对石油行业的总体印象首先是艰苦。石油的生产要经过 勘

4、探、开采、炼化、加工等多个阶段。在工作环境方面，炼 化和加工与现代工业并无本质差别。而勘探和开采则需要在野外流动作业，工作环境随作业工地的自然环境变化而变化， 可能是遥远的沙漠，可能是陡峭的山地，可能是荒芜的戈壁。 由于野外数据采集确实需要大批的操作员，因此大多数刚刚 毕业的大学生（尤其是男生）都需要去一线也就是小队锻炼。 但这也绝不是坏事。首先，通过现场操作把老师讲授的理论 和实际联系起来，不再纸上谈兵；其次，掌握了第一手资料 的来源，无论以后从事测量方法研究、仪器或工艺改进以及 资料解释都能做到心中有数；再次，在基层锻炼中可以积累 生产生活经验，杀娇气、磨傲气，学会以苦为乐，这种历练 对日后工作和个人成长都大有帮助。图4井场测井车作业物 探小队的工作主要是在地震勘探的工作面，沿着工程设计的 路线，钻浅井孔，埋炸药和检波器，然后在地震资料采集处 理车里通过各种仪器监测路面噪声、发出地震指令、接收地 震信号、得出检测结果。他们随着测线工作面走到哪里就住 到哪里。一般情况下，这些野外工作人员必须完成阶段工作 （从几个月到半年不等）后才能回到基地。工作期间就只能 风餐露宿。平时所需生活用品

5、物资均由基地定期（一般三到 五天）供给。虽然现在“冬天像冰窖、夏天如火炉”的简易野 营房已经不复存在，住宿条件、生活供给都随着营房车的引 进而大为改善，但仍然比较艰苦，特别是在沙漠中作业。必 须要面对最恶劣的三大自然环境：严寒（最低温度达到零下 35度X酷暑（最高地表温度达到70多度）和风沙。在一线是钻井说了算，一口井需要数月，完井之后要及时测井，所以很多时候测井时间取决于钻井队的工期快慢。但是只要有测井任务，测井小队不论白天黑夜、双休日还是 节假日都要上井。测井人员到达井场首先需要搬运、串接仪 器，安装天地滑轮，通过滑轮和电缆将长长的测井仪器起吊 并在井口完成下井。测井期间要一直呆在仪器车里，检测测 井曲线是否出现异常，防止仪器遇卡，直至测井完成。可以说，在祖国的神州大地上，到处都有身着绚烂“石油红” 的勘探人驻足，留下矢志找油找气的决心和勇气。所以生活 在繁华都市的人们，请不要忘记在难以想象的工作环境和条 件下有这样一群默默奉献的石油人。当然，无论是物探还是测井也有大量的室内工作，主要是对 采集的资料进行数据处理、解释和仪器维修。以地震资料处 理和解释为例，野外采集的地震记录仅仅是

6、把来自地下地层 的各种信息以数码形式记录在磁带上或光盘上，不能直接反 映出地下地层的埋藏深度及起伏变化情况，需要将地震记录 拿到室内，通过高性能计算机系统进行反复计算和分析。专 业上把反映地层的埋藏深度、厚度以及形态的图件叫做水平 叠加剖面（简称叠加剖面X偏移剖面。把反映地层岩石（砂 岩、泥岩等）组成及其物理性质（速度高低、孔隙大小等） 等的成果叫地震属性资料。将经过数字处理的这些剖面和属 性资料录制到数字磁带或光盘上，可提供给下道工序（解释） 使用。地震资料解释人员将处理后提供的资料应用解释工作 站等现代科技手段进行综合分析、搞清楚区域和局部范围的 地质结构，找出可能储存油气的地层和圈闭以及可能有多少 油气，在哪里打井等，最后给出比较符合地下实际情况的认 识。他们工作的好坏关系到能不能快速、优质、准确地找到 油气田，所以资料解释尽管是最后的，却也是最直接体现技 术经济效益的重要组成部分，在各个油田都非常受重视。仪 器维修主要要求电子电路理论知识扎实，能够排除仪器故障， 修理、保养仪器，专业性较强。人们对石油行业的第二个总体印象应该是高收入。除了在现 场跑野外的石油工人有与高付出成正比

7、的高回报以外，石油 系统特别是国企福利也比较好。开设哪些课程勘查技术与工程是一门多学科相互交叉渗透，综合性很强的 技术学科。从其学科基础而言，主要是依靠电子学的支撑，应用物理学 的理论和方法去研究和解决地质和工程问题。因此，大一、 大二期间会开设大量的工科基础课，主要包括高等数学、工 程数学（线性代数、概率统计）、计算方法、大学物理、电 磁场理论、原子核物理、计算机应用基础、微机原理、通信 概论、数据传输原理、电路与模拟电子数字技术、高频电子 线路、程序设计语言、工程化学等。其中，电磁场理论主要 讲解矢量分析、静电场、稳恒磁场、平面电磁波等等。原子核物理主要介绍与核测井方法有关的核物理基础，如原子核 的基本性质和结构，放射性的特点和基本规律、射线与物质 的相互作用等等。目的是为测井专业后续课程中涉及的各种 电法测井原理和放射性测井原理的学习做铺垫。从其学科应用而言，勘查技术与工程最终是为解决地质和工 程实际问题服务，因此，必然涉及地质学和石油工程等学科 的有关知识。开设的选修课主要包括：石油地质学、岩石学、 油层物理、渗流力学等。例如，油气的生成需要什么样的地 质和物理化学条件？哪些岩

8、石能作为储集油气的场所？哪 些岩石能盖住油气而不会使它们跑掉？储集层内的油气水 在高温高压下物理性质参数会发生什么变化？岩石孔隙中 油水究竟是怎样分布的？影响原油采收率有哪些因素？各 种方法的驱油机理、适用性如何？所有这些问题我们都能在 上述课程中找到答案。打下了牢靠的数理基础，进入大三以后，学生可以根据自身 兴趣对物探或测井分方向进行深入的学习。其中物探主要围 绕地震（人工震源产生）勘探进行学习，开设的专业课主要 包括：弹性波动力学、信号分析与处理、现代信号分析理论、 地震勘探原理、地震资料数字处理等。电法、磁法和重力勘 探通常被合并为非地震勘探一门课进行集中讲解。测井方向 则包括矿场地球物理基础、岩石物理实验、测井解释及数字 处理、地球物理仪器等。随着地震分辨力的提高，地震方法 越来越多地用于油田开发，逐步形成一套开发地震技术，而 油气井完井及其后整个生产过程中仍需要监视和分析油气 层的生产状况及开发动态，因此，还增设了开发地震和生产 测井。以上课程所涉及的内容都是作为地球物理工程师所必 须掌握的基础知识。由于物探和测井本身都属于应用地球物理，并且在资料解释 阶段都可能使用到对方的

9、资料，因此有余力的同学，不妨多 选一些专业课进行学习，扩充知识面。专业课学习结束，还 会开设双语教学的新方法技术讲座，在学习新技术的同时提 高专业外语水平。除了上述课程之外，大二开学之前还会进行一次让每一位勘 查技术与工程的同学永远记忆犹新的野外地质实习，我们的 实习基地位于秦皇岛的柳江。在为期半个月的时间里，大家 每天的任务就是沿不同的预定路线在老师的带领下背着地 质锤和罗盘，通过实践掌握基本的地质工作方法。从最初的 观察岩石、描述岩石的成分开始，到使用罗盘测量地层的产 状（走向、倾向、倾角），再到画地质剖面的素描图和剖面 草图，白天“跑野外”，下午整理笔记，同学们在体会一名地 质工作者翻山越岭艰辛的同时更享受到了解读自然的快乐。大二暑假进行电路与模拟电子课程设计，例如，亲自动手制 作万用表。大四上学期学院会组织学生去物探中心或测井公 司进行以参观为主的简单生产实习。每一个岗位都会安排具 有丰富经验的老师傅给大家讲解，回答同学们关心的问题。 亲自抬一抬只在书本上看到过的长长的测井仪器，亲自爬上 采集车上看一看物探解释软件的操作，这种亲身体会到的油 田工人的生活，无论对我们以后的工作或是继续深造都起到 了良好的辅助作用。学长经验1959年，大庆油田的发现使中国甩掉了贫油的帽子，从此， 人们对“石油”这个名词慢慢熟悉起来。虽然日常生活中到处 可见石油及其附属品的身影（汽油、柴油、塑料、纤维等等）， 但我相信，如果不是通过进入这样特色的专业学习，对于大 多数非油田子弟来说，石油勘探可能永远只是个“传说”。几年前的高考阴差阳错地把我调剂到了中国石油大学的勘 查技术与工程专业。因为填报的所有志愿与石油毫无瓜葛， 接到录取通知时，心拔凉拔凉的！虽然开学时仍然如期报到， 但是第一件事就是转专业，必须地。但当我找到学院领导说 明来意时，老师用简单朴素的话语向我耐心解释：从油气资 源来看，中国在世界上是一个油气资源的大国，目前剩余的 资源在80%,油气勘探仍然会是一个长期的任务，所以就业 前景广阔并且任重而道远。同时物探和测井均跻身于石油十 大学科，勘查技术与工程是学校的主干专业，经过几十年的 发展，勘查人员头带草帽，手拿放大镜，背着地质包在崇山 峻岭中敲敲打打的

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