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時(shí)間:2023-02-28 16:00:18
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如今經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展導(dǎo)致對(duì)石油資源的需求量逐漸增加,石油勘探業(yè)的發(fā)展在機(jī)遇中也面臨了各種挑戰(zhàn),具體表現(xiàn)如下:
(1)石油資源有限所帶來的挑戰(zhàn)。石油作為不可再生資源,在世界范圍內(nèi)都占有非常重要的戰(zhàn)略地位,而經(jīng)濟(jì)的發(fā)展又對(duì)石油的需求越來越大,已有的石油資源都難以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,石油勘探技術(shù)所帶來的綜合開采效率和石油勘探的質(zhì)量決定了石油資源的利用,發(fā)展和采用新的勘探方法意義重大。
(2)石油行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)所帶來的挑戰(zhàn)。低油價(jià)和行業(yè)內(nèi)部的競(jìng)爭(zhēng)給石油行業(yè)和石油勘探帶來了很大的挑戰(zhàn),油氣勘探項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益能否得到保障,取決于綜合勘探技術(shù)的發(fā)展和勘探業(yè)的綜合管理水平。
(3)勘探對(duì)象的日益復(fù)雜給勘探技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)。勘探成熟度的提高給勘探技術(shù)的發(fā)展帶來了挑戰(zhàn),我們通常所說的成熟度(即地質(zhì)中的成熟度),通常是相對(duì)碎屑巖而言的,分為結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度兩種,而勘探對(duì)象的復(fù)雜也對(duì)鉆進(jìn)、測(cè)井等勘探技術(shù)提出了新的要求。
2.石油勘探技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀
(1)測(cè)井技術(shù)的進(jìn)步。油田勘探與開發(fā)過程中,測(cè)井是確定和評(píng)價(jià)油、氣層的重要手段,也是解決一系列地質(zhì)問題的重要手段。測(cè)井技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于,發(fā)現(xiàn)油氣層并對(duì)油氣層資源做出評(píng)價(jià)、精細(xì)分析、描述相關(guān)特征并進(jìn)行管理等等,現(xiàn)代測(cè)井技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)是,測(cè)井地質(zhì)工程的應(yīng)用能力不斷提升,測(cè)井信息的采集工作逐步向網(wǎng)絡(luò)化,成像化,頻譜化等方向,在四大技術(shù)體系的帶動(dòng)下,向三維測(cè)量的方向上發(fā)展。
(2)鉆進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步。在鉆進(jìn)領(lǐng)域的不斷進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展中,石油勘探技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步也被其帶動(dòng),膨脹管技術(shù),單直徑技術(shù),以及微孔鉆井技術(shù)的發(fā)展都大大推動(dòng)了石油勘探的發(fā)展,雖然其中還有很多的技術(shù)難題亟待解決,但現(xiàn)代鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是向信息化、智能化方向發(fā)展、向多學(xué)科緊密結(jié)合、提高油井產(chǎn)量和油田采收率方向發(fā)展、向有效開采特殊油氣藏方向發(fā)展已經(jīng)非常明確。
二、展望未來的石油勘探技術(shù)發(fā)展
1.新的勘探技術(shù)和勘探方法應(yīng)運(yùn)而生將會(huì)是必然趨勢(shì)石油資源作為不可再生資源,其特點(diǎn)決定了石油勘探技術(shù)將朝著精細(xì)化的方向上發(fā)展,對(duì)于新領(lǐng)域的探索要求更為先進(jìn)的勘探技術(shù)作為保障,特別是對(duì)一些非常規(guī)的油氣資源勘探更是如此,因此新技術(shù)和新方法的勘探要求將隨著勘探領(lǐng)域的拓展而不斷發(fā)展。
2.學(xué)科技術(shù)的交融應(yīng)用將是石油勘探技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵自然技術(shù),社會(huì)科學(xué),特別是信息技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了石油勘探技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,也讓新的勘探技術(shù)和勘探方法應(yīng)運(yùn)而生,展望未來的石油勘探技術(shù)發(fā)展,學(xué)科間的發(fā)展和相互交融所帶來的進(jìn)步必然在石油勘探領(lǐng)域帶來一場(chǎng)革命,信息化智能化的石油勘探發(fā)展將是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
3.現(xiàn)有的勘探技術(shù)將會(huì)深化,細(xì)化,綜合化石油資源的緊張將會(huì)讓老油區(qū)的勘探工作再次成為焦點(diǎn),更為精細(xì)化和更為深入,涉及更廣的勘探,更為綜合的研究和技術(shù)發(fā)展將成為趨勢(shì),充分開發(fā)利用遙感資料、地震資料、測(cè)井資料和鉆井資料。
4.勘探目標(biāo)將會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)移我國(guó)的石油勘探開發(fā)多集中在淺層的開發(fā),所以勘探技術(shù)的應(yīng)用大多集中在淺層,傳統(tǒng)的勘探認(rèn)知對(duì)象局限在蓋層甚至是上部蓋層中,隨著石油勘探要求的不斷提高,由淺層勘探轉(zhuǎn)向深層勘探必然會(huì)帶來勘探技術(shù)上的革新,把勘探重點(diǎn)轉(zhuǎn)向前中生界海相地層和變質(zhì)基底以及早新生代海相殘留盆地的油氣資源的勘探,要求我們?cè)诳碧郊夹g(shù)的認(rèn)識(shí)上需要提升,同時(shí)打破傳統(tǒng)勘探技術(shù)的認(rèn)識(shí),加大科技投入,適應(yīng)新的勘探發(fā)展要求。
5.石油勘探將逐漸被天然氣所取代石油作為不可再生資源,如果僅僅依靠這一種資源來發(fā)展必然會(huì)受到限制,而有人說二十一世紀(jì)是天然氣的時(shí)代,天然氣資源作為石油資源的替代品,一些非常規(guī)油氣資源的勘探工作將會(huì)是未來幾年的發(fā)展方向,許多新的勘探科技和方法將會(huì)應(yīng)用到非常規(guī)石油資源領(lǐng)域。
(2)重磁電及地質(zhì)雷達(dá)勘查技術(shù)。采用瞬變電磁法勘探,高精度磁法勘探,高精度重力勘探,直流電法勘探,地質(zhì)雷達(dá)探測(cè),頻率域電磁法勘探等方法進(jìn)行勘探。通過地質(zhì)探測(cè),通過土壤、巖石密度、成分等得出煤田的整體結(jié)構(gòu),通常應(yīng)用于煤田地質(zhì)勘探、石油地質(zhì)勘探和地下水勘探資源等領(lǐng)域。對(duì)斷裂、褶曲、沉積盆地和陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造的探帶等地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行勘探,通常用于煤田的采空區(qū)以及礦井等工程。
(3)測(cè)井勘查技術(shù)。測(cè)井根據(jù)不同的測(cè)井儀器來進(jìn)行。測(cè)井時(shí),下井儀器在井中移動(dòng),除記錄測(cè)量數(shù)據(jù)外,還必須同時(shí)記錄數(shù)據(jù)的深度值。測(cè)井的深度值一般是根據(jù)電纜在井下的深度確定的,采用電、聲、核系列物理參數(shù)測(cè)井,水文測(cè)井及煤層等技術(shù),可以確定煤層的厚度、分部、成分、非煤系底層的厚度。通常應(yīng)用于煤巖層力學(xué)性質(zhì)分析,煤層炭灰水分析,煤層沙泥,以及地下水分析等。
(4)遙感技術(shù)。遙感技術(shù)通常應(yīng)用于煤炭地質(zhì)填圖,構(gòu)造分析,煤礦礦區(qū)災(zāi)害評(píng)估等方面,通過多元地學(xué)信息復(fù)合分析和處理,重點(diǎn)提取含煤地層、控煤構(gòu)造、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)信息;布置野外填圖路線,進(jìn)行煤炭地質(zhì)填圖,確定地層、煤層、構(gòu)造位置;然后根據(jù)地質(zhì)填土確定煤礦的地質(zhì)資料。
2煤炭地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
近幾年鉆探仍將是獲取第一手地質(zhì)資料的重要手段。物探儀器不斷更新,向著高靈敏度、高分辨率、高精確度、遙控、計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制和處理、數(shù)據(jù)分析和三維成像顯示方向發(fā)展;物探方法向著多維、多參數(shù)測(cè)量、多方法組合發(fā)展;計(jì)算機(jī)自動(dòng)化智能技術(shù)將普及到地質(zhì)勘探的各個(gè)方面,實(shí)現(xiàn)智能化管理整個(gè)勘探系統(tǒng)。依靠科技的進(jìn)步,促進(jìn)煤炭地質(zhì)勘探的可持續(xù)發(fā)展,積極開展煤炭地質(zhì)勘探的理論知識(shí)和研究方法。依靠地質(zhì)勘探理論,依靠先進(jìn)的設(shè)備,依靠我們煤炭地質(zhì)的經(jīng)驗(yàn),加強(qiáng)煤田地質(zhì)勘探基礎(chǔ)研究,為煤炭地質(zhì)技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展提供理論支撐和技術(shù)支撐,從而發(fā)展我國(guó)的煤炭地質(zhì)勘探技術(shù),為我國(guó)煤炭的增產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展做貢獻(xiàn)。
3我國(guó)地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展的幾點(diǎn)建議
(1)我國(guó)地域廣闊,煤炭資源分布數(shù)量大且煤類齊全,但是地域的煤類數(shù)量差異較大,各地之間煤礦構(gòu)造、煤炭種類不同。根據(jù)我國(guó)的煤炭資源分布特點(diǎn),勘探開發(fā)現(xiàn)狀,要爭(zhēng)取國(guó)家優(yōu)惠政策,加強(qiáng)地質(zhì)勘查力度,探明我國(guó)的煤炭資源,為我國(guó)的煤炭工業(yè)提供可持續(xù)發(fā)展依據(jù)。
(2)加強(qiáng)煤田地質(zhì)勘探的設(shè)備更新改造和人才隊(duì)伍的建設(shè)。加強(qiáng)對(duì)大學(xué)生的培養(yǎng),要以實(shí)踐為基礎(chǔ),加強(qiáng)人才隊(duì)伍的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。多舉辦交流會(huì),加強(qiáng)國(guó)際國(guó)內(nèi)之間的技術(shù)交流和合作,促進(jìn)煤田地質(zhì)科技勘探工作向深度和廣度發(fā)展。
(3)加強(qiáng)我國(guó)煤炭資源的整體規(guī)劃,對(duì)于已經(jīng)查明的煤炭資源實(shí)行保護(hù)性開放和綜合性利用。對(duì)于我國(guó)較大的煤炭或者重要基地,合理規(guī)劃,制定可持續(xù)發(fā)展的方案和措施。對(duì)于一些污染較大或者安全性能不達(dá)標(biāo)、非法開采的小煤礦,要進(jìn)行取締或者聯(lián)合改造,改進(jìn)采煤方法,提高回采率,減少環(huán)境的污染,減少事故。
(4)加強(qiáng)我國(guó)煤礦行業(yè)的建設(shè),對(duì)一些非法的煤礦開采要及時(shí)取締,不合理的開采方式要予以指導(dǎo),保證我國(guó)煤炭行業(yè)的健康發(fā)展。對(duì)于一些占而不開、占大開小的現(xiàn)象及時(shí)予以糾正。加大煤礦行業(yè)的監(jiān)管力度、執(zhí)法力度。
(5)加強(qiáng)煤層氣勘探的開發(fā)。煤層氣是新型節(jié)能能源,煤層氣的開發(fā)與利用可以有效地降低大氣污染程度,減少溫室效應(yīng),同時(shí)也可以增加潔凈能源的總量。
測(cè)區(qū)內(nèi)溝谷縱橫,多呈“V”形地貌,地形高差較大。地表出露的二疊系紅色泥質(zhì)砂巖地層常形成較陡的滑坡,粉砂巖區(qū)多形成深溝或者懸崖峭壁以及崩塌堆積場(chǎng),攀越困難。區(qū)內(nèi)村莊和花椒樹地較多,影響激發(fā)接收效果和地震測(cè)線的布置。表層地震地質(zhì)條件較差。
2淺層地震地質(zhì)條件
測(cè)區(qū)內(nèi)基巖和黃土塬均有分布,基巖出露較多?;鶐r能夠較好地傳播地震波,能量損失較小,激發(fā)效果較好。黃土塬的黃土對(duì)地震波有較強(qiáng)的吸收散射和低通濾波作用,降低了地震波的能量和頻率,激發(fā)效果不佳。因此淺層地震地質(zhì)條件較好。
3深層地震地質(zhì)條件
測(cè)區(qū)內(nèi)地層自下而上有中奧陶統(tǒng)下馬家溝組、上馬家溝組、峰峰組,石炭系中上統(tǒng)本溪組及太原組,二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組,二疊系上統(tǒng)上石盒子組、石千峰組及第四系更新統(tǒng)和全新統(tǒng)。含煤地層為石炭—二疊系,煤層頂、底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖等,其飽和抗壓強(qiáng)度均小于30MPa,屬于軟弱巖石,二者之間波阻抗差異較大,具有形成反射波的良好條件。但測(cè)區(qū)局部的3煤層已經(jīng)開采,可能對(duì)11煤層、奧灰的反射波形成存在較大影響。綜上所述,本區(qū)表層地震地質(zhì)條件較差,淺、深層地震地質(zhì)條件相對(duì)較好。
二地震數(shù)據(jù)野外采集和處理
1地震數(shù)據(jù)野外采集
通過試驗(yàn)工作確定了地震數(shù)據(jù)野外采集參數(shù)。野外觀測(cè)系統(tǒng)采用8線8炮制,單線96道中點(diǎn)放炮,道間距10m,線距40m,炮排距80m,CDP網(wǎng)格為5m(縱向)×10m(橫向),疊加次數(shù)24次(橫向4次,縱向6次),最小非縱距10m;激發(fā)條件為單井激發(fā),厚黃土覆蓋區(qū),鉆孔打到粘土層中,藥量3.0kg;薄黃土覆蓋區(qū),鉆孔打到基巖面或粘土層,藥量2.0kg;基巖出露區(qū),井深4m,藥量1.5kg;檢波器采用60Hz二串二并堆放插置;儀器使用加拿大產(chǎn)ARIES遙測(cè)數(shù)字地震儀,記錄的數(shù)據(jù)格式為SEG-Y,儀器前放增益用24dB,0~500Hz全頻帶接收,采樣間隔1ms,記錄長(zhǎng)度1.5s。線束方向布置遵循一般垂直地層走向和主要構(gòu)造走向的原則,呈東西向布置。
2地震數(shù)據(jù)處理
本次地震資料處理是在我公司SunBIade2000工作站上進(jìn)行,使用了多套大型處理軟件,本著“高信噪比、高分辨率、高保真度”的原則,加強(qiáng)對(duì)處理模塊和參數(shù)的反復(fù)試驗(yàn),確定了本次地震資料處理流程。
2.1初至折射靜校正
由于地表高程及地表低(降)速帶厚度、速度的橫向變化使得地震波旅行時(shí)差會(huì)對(duì)信號(hào)的疊加效果產(chǎn)生一定的不利影響,致使反射波同相軸信噪比下降、頻率降低。應(yīng)用合適的靜校正模塊和參數(shù),可以消除這種時(shí)差,確保疊加剖面的質(zhì)量。測(cè)區(qū)屬典型復(fù)雜山區(qū),最低高程481.99m,最高高程919.61m,最大高差為437.62m,地表低、降速帶地層的橫向變化較大。經(jīng)過對(duì)比試驗(yàn),初至折射校正法可以較好解決該地區(qū)的靜校正問題。
2.2反褶積技術(shù)
為了消除大地的濾波作用,拓寬頻帶,壓縮地震子波,提高地震資料的縱向分辨率,經(jīng)大量的測(cè)試對(duì)比后,選擇了地表一致性預(yù)測(cè)反褶積。該方法是基于地震子波可以被分解為共炮點(diǎn)、共接收點(diǎn)、共偏移距、共反射點(diǎn)等多種成份的思想,它不僅能壓縮地震子波,而且能進(jìn)一步消除地表?xiàng)l件的變化對(duì)地震波的振幅特性和相位特性的影響,同時(shí)對(duì)多次波也有壓制作用。由于反褶積在提高分辨率的同時(shí)將會(huì)降低資料信噪比,所以處理時(shí)在保證資料信噪比的情況下再提高分辨率。經(jīng)對(duì)比分析,最終選定的處理參數(shù)為:預(yù)測(cè)步長(zhǎng)8ms,算子長(zhǎng)度150ms。
2.3速度分析和剩余靜校正
速度分析的精度和剩余靜校正的準(zhǔn)確程度是相互影響的,為求取更準(zhǔn)確的疊加速度場(chǎng),必須求取準(zhǔn)確的剩余靜校正量。剩余靜校正的求取是在給定的條帶、時(shí)窗、傾角范圍內(nèi),在縱橫兩個(gè)方向進(jìn)行傾角調(diào)查形成模型道,在共炮點(diǎn)道集和共檢波點(diǎn)道集做互相關(guān),求取每個(gè)炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)的剩余靜校正量,因此在選擇時(shí)窗時(shí)要對(duì)層位的拾取進(jìn)行試驗(yàn)。剩余靜校正和速度分析是一個(gè)反復(fù)迭代的過程,迭代的次數(shù)在一定程度上影響著處理的精度。在本次資料處理過程中,進(jìn)行了3次迭代分析,剩余靜校正后剖面目的層同相軸連續(xù)性明顯提高,剖面質(zhì)量得到了明顯改善。
2.4疊后去噪
疊后去噪是利用相鄰地震道之間的反射波具有相似性而干擾波不具有相似性的這種特點(diǎn)使相干波得以加強(qiáng)的處理方法。利用相關(guān)函數(shù)測(cè)定2個(gè)以上記錄道時(shí)間序列的相似程度,按相似程度的大小對(duì)記錄進(jìn)行加權(quán),使得相似性好的波得以加強(qiáng)。本次資料處理選擇多項(xiàng)式擬合方法來提高疊后信噪比。提高信噪比的同時(shí)影響剖面的分辨率,在疊后采用譜白化方法進(jìn)一步提高頻率,得到高分辨高信噪比資料。
2.5三維偏移
三維偏移的主要目的是消除地下傾斜界面對(duì)反射波的影響,使之成像歸位到真實(shí)的反射界面位置上去,從而正確地反映地下形態(tài)和構(gòu)造變化情況。有限差分偏移的效果主要決定于偏移速度,我們選用疊加速度經(jīng)過轉(zhuǎn)換建立偏移速度模型,并進(jìn)行了反復(fù)測(cè)試和調(diào)整。用人工剔除奇異值,采用機(jī)器自身平滑,對(duì)速度的百分比進(jìn)行偏移試驗(yàn)。經(jīng)對(duì)比,95%的偏移效果較好。
三采空區(qū)的時(shí)間剖面特征和切片屬性特征分析
1采空區(qū)的時(shí)間剖面特征
三維地震勘探成果包含了豐富的地質(zhì)信息,其中包含采空區(qū)的地質(zhì)信息,用來解釋煤層的采空區(qū)范圍。在時(shí)間剖面上采空區(qū)表現(xiàn)有3種現(xiàn)象,其一是煤層反射波變?nèi)?,在采空區(qū)邊界處反射波同相軸頻率和產(chǎn)狀發(fā)生突變,在采空區(qū)內(nèi)部反射波同相軸不連續(xù)且雜亂無章;其二是煤層反射波同相軸的變?nèi)?,頻率和產(chǎn)狀變化較大,與周圍非采空區(qū)煤層反射波存在明顯差別,而且煤層反射波之下的層位反射波同相軸增強(qiáng),頻率和產(chǎn)狀突變,從整張剖面來看無采空區(qū)的地段煤層反射波較強(qiáng),其下伏層位反射波很弱,而有采空區(qū)的地段煤層反射波同相軸表現(xiàn)微弱,其下伏層位反射波同相軸較強(qiáng),形成明顯反差;其三在地震時(shí)間剖面上表現(xiàn)為煤層反射波缺失。以韓城桑樹坪井田為例,根據(jù)前人資料和礦方提供的采掘工程資料得知,井田內(nèi)部,3號(hào)煤層正常采掘范圍比較集中,2號(hào)煤層和3號(hào)煤層的老窯采空區(qū)比較分散。本次三維地震勘探圈定了采空區(qū)主要位于測(cè)區(qū)的東部以及中南部。根據(jù)采空區(qū)在三維地震勘探資料上的顯示特征,解釋了采空區(qū)的范圍,面積約0.98km2。
2采空區(qū)的切片屬性特征
地震屬性技術(shù)的關(guān)鍵在于屬性提取,提取方式包括同相軸屬性提取和數(shù)據(jù)體屬性提取。同相軸屬性是與某個(gè)界面有關(guān)的地震屬性,具體提取方法包括瞬時(shí)提取法、單道分時(shí)窗提取法和多道分時(shí)窗提取法。利用地震屬性分析,有利于采空區(qū)邊界的界定,利用Geoframe解釋軟件,提取了26種地震屬性,選擇了對(duì)采空區(qū)反映較好的弧長(zhǎng)、均方根振幅、最大振幅和能量和四種地震屬性參與了解釋,對(duì)采空區(qū)范圍的判別和劃分起到了很好的輔助解釋作用。
2煤田地震勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)如今,煤田地震勘探技術(shù)發(fā)展十分迅速,主要以數(shù)字化為主要標(biāo)志。煤田地質(zhì)勘探工作中充分利用二維和三維地震勘探技術(shù),可以有效解決例如煤層埋藏深度、煤層起伏變化情況、斷層分布情況以及可能危及礦井正常生產(chǎn)的地質(zhì)災(zāi)害等煤田地質(zhì)勘探工作。近些年來,由于物探技術(shù)水平的大幅提高,煤田地震勘探技術(shù)也在不斷改進(jìn)和發(fā)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子技術(shù)取得飛速發(fā)展,煤田地震勘探技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到如今的三維甚至四維、多分量程度,為我國(guó)煤田地質(zhì)勘探工作做出了卓越貢獻(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,煤田地震勘探相關(guān)技術(shù)也有了質(zhì)的飛躍,其中主要體現(xiàn)在地震相解釋以及分析技術(shù)、波阻抗反演技術(shù)、三維可視化技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化處理技術(shù)等,這些理論和技術(shù)都在一定程度上為煤田地震勘探技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。煤田地震勘探技術(shù)的一個(gè)重要部分就是后期數(shù)據(jù)處理,發(fā)展了許多諸如Geocluster,Seimic等著名軟件系統(tǒng),以適應(yīng)煤田地震勘探后期數(shù)據(jù)處理工作??偠灾?,由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及相關(guān)學(xué)科的不斷深入研究,煤田地震勘探技術(shù)水平也在逐步提高。
3煤田地震勘探技術(shù)的應(yīng)用
近年來,隨著煤田地震勘探技術(shù)的發(fā)展,煤田地質(zhì)勘探已經(jīng)逐步走向地質(zhì)復(fù)雜地區(qū),特別是對(duì)于采區(qū)三維地震勘探技術(shù)的不斷發(fā)展,使得井田地震勘探工作取得巨大成就。煤田地震勘探技術(shù)的應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面。
3.1查明煤層的形態(tài)應(yīng)用煤田地震勘探技術(shù)可以有效探明目的層的具體形態(tài),依據(jù)實(shí)施地震勘探工作區(qū)域地形及地質(zhì)條件復(fù)雜程度,勘探精度可以達(dá)到85%~95%,能夠清楚查明幅度高于5m的小型褶曲,勘探深度誤差可以達(dá)到2%之內(nèi)。
3.2勘探煤層中小斷層結(jié)構(gòu)煤田地震勘探技術(shù)的主要工作還是查明煤系地層復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造,三維地震勘探技術(shù)主要應(yīng)用面積觀測(cè)方法,利用這種技術(shù)可以真實(shí)反映剖面各個(gè)斷層的變化及走向,并且在確定斷層走向與斷層落差精度方面取得了突破性進(jìn)展。
3.3劃定陷落柱與采空區(qū)范圍地震勘探陷落柱的主要原理是:當(dāng)?shù)卣鸱瓷洳ń?jīng)過陷落柱時(shí),反射波由高速層面進(jìn)入低速層面,使得反射時(shí)間發(fā)生延遲,從而較為準(zhǔn)確判斷陷落柱位置與塌陷深度。由于地震勘探技術(shù)發(fā)展程度還不夠完善,所以煤田地震勘探技術(shù)劃定陷落柱范圍主要集中在落差25m以上的陷落柱,精確度可以達(dá)到80%以上。采空區(qū)范圍的確定對(duì)于煤田地質(zhì)勘探工作具有重要意義,只有準(zhǔn)確劃定采空區(qū)范圍才能保證煤礦開采的安全順利進(jìn)行。采空區(qū)物理環(huán)境十分復(fù)雜,因此形成的波阻抗相差不大,還可以形成煤層反射波阻,因而在時(shí)間剖面上很難被工程技術(shù)人員識(shí)別。準(zhǔn)確劃定采空區(qū)位置仍將是煤田地震勘探技術(shù)需要繼續(xù)探索研究的內(nèi)容。
3.4判斷煤層厚度變化及煤層所含煤矸石特性在判斷煤層厚度變化時(shí),需要根據(jù)特定數(shù)量鉆孔的已知煤厚準(zhǔn)確標(biāo)定比例系數(shù),由此便可以依據(jù)煤田地震勘探資料定量判斷煤層厚度。在判斷煤層厚度變化的眾多煤田地震勘探技術(shù)中,譜矩法計(jì)算方法可以得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果,誤差較小。煤層中矸石帶相對(duì)于煤層而言是一個(gè)高速層,能夠與煤層形成差異較為明顯的波阻抗,更容易被識(shí)別,但是卻不能被分辨出來。
4煤田地震勘探技術(shù)對(duì)礦井建設(shè)和生產(chǎn)的實(shí)際意義
煤田地震勘探技術(shù)提高了煤田地質(zhì)勘探精確度,為建設(shè)高產(chǎn)高效礦井奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),對(duì)于指導(dǎo)礦井安全生產(chǎn)和優(yōu)化礦井設(shè)計(jì)具有重大現(xiàn)實(shí)意義,通過判斷各種地質(zhì)構(gòu)造位置及范圍可以為礦井建設(shè)施工提供指導(dǎo)意見,從而有效減少礦井建設(shè)的盲目性。煤田地震勘探技術(shù)可以準(zhǔn)確查明主采煤層厚度變化情況、準(zhǔn)確劃定采空區(qū)范圍、判斷地質(zhì)構(gòu)造類型及其性質(zhì)、確定奧灰水頂界面位置,因此,煤田地震勘探技術(shù)可對(duì)礦井建設(shè)中可能遇到的水害等復(fù)雜問題做出有效預(yù)測(cè)。
5煤田地震勘探技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
據(jù)預(yù)測(cè),直到2050年,我國(guó)煤炭占一次能源的比重還將達(dá)到半數(shù)左右,因此,我國(guó)長(zhǎng)期依賴煤炭作為主要能源的情況不會(huì)發(fā)生太大變化,為了我國(guó)煤炭能夠穩(wěn)定供應(yīng),煤炭工業(yè)勢(shì)必走向可持續(xù)發(fā)展之路。隨著煤田地震勘探技術(shù)的不斷發(fā)展,煤炭開采企業(yè)對(duì)于物探工作提出了更高要求,在一定程度上促進(jìn)了我國(guó)煤田地震勘探技術(shù)的推廣與應(yīng)用。今后,我國(guó)煤田地震勘探技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)。
5.1煤田地震勘探設(shè)備逐步走向數(shù)字化地震勘探技術(shù)發(fā)展了將近半個(gè)世紀(jì),地震勘探設(shè)備由最初的光點(diǎn)儀發(fā)展到之后的模擬儀,最終發(fā)展到現(xiàn)在的數(shù)字地震儀。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子元件的不斷發(fā)展,煤田地震勘探設(shè)備數(shù)字化程度將會(huì)不斷加強(qiáng)。今后,我國(guó)煤田地震勘探設(shè)備及相關(guān)數(shù)據(jù)處理軟件將會(huì)向著高數(shù)字化方向繼續(xù)前行。
5.2對(duì)于煤田地震勘探技術(shù)的資金投入將會(huì)大幅增加只有進(jìn)行切實(shí)可行的高精度、多分量地震勘探工作,才能在煤田地震勘探方面取得突破性進(jìn)展,而進(jìn)行這項(xiàng)工作的前提就是具有先進(jìn)的儀器設(shè)備。擁有了先進(jìn)的儀器,我們還需要加強(qiáng)對(duì)于煤田地震勘探技術(shù)相關(guān)人才的培養(yǎng)工作,這些都將需要我們加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)投入,而這對(duì)于礦井甚至我國(guó)物探工作來說所帶來的利益卻是不可估量的,可以說這是一項(xiàng)一本萬(wàn)利的工程。
5.3強(qiáng)化煤田地震勘探工作中巖性分析解釋的工作目前的煤田地震勘探工作大多還是停留在定性基礎(chǔ)上,而這遠(yuǎn)不能滿足我國(guó)煤礦開采的要求,在今后的煤田地震勘探工作中,我們要努力提高勘探精度,從定性逐步向定量發(fā)展,精確判斷煤層特點(diǎn)與性質(zhì)各種地質(zhì)情況等。只有這樣才能為我國(guó)礦井建設(shè)提出準(zhǔn)確可靠的指導(dǎo)性意見。
可膨脹套管技術(shù)開發(fā)與20世紀(jì)80年代,而后在90年代初由殼牌公司提出,可膨脹套管是一種由特殊材料制成的金屬鋼管,其具有良好的塑性,其在井下可通過機(jī)械或者液壓的方式使可膨脹套管在直徑方向上膨脹10%-30%,同時(shí),在冷做硬化效應(yīng)下提高自身剛性,可膨脹套管技術(shù)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)使用同一尺寸套管代替原來的多層套管成為可能,實(shí)現(xiàn)一種小尺寸套管鉆到底的目標(biāo),是復(fù)雜的深井能較順利的鉆到目的層,最大限度的降低鉆井工作量,從而降低鉆井成本,可膨脹套管技術(shù)應(yīng)用將使傳統(tǒng)的井身結(jié)構(gòu)發(fā)生重大的變革,實(shí)現(xiàn)鉆更深的直井和更長(zhǎng)的大位移井,從而更經(jīng)濟(jì)的達(dá)到儲(chǔ)層,可膨脹套管的優(yōu)點(diǎn)是可以封堵任意一個(gè)復(fù)雜的地層,可以從根本上解決多個(gè)復(fù)雜地層與有限套管程序的矛盾,使復(fù)雜的深井能較順利的鉆到目的層,也從根本上解決了大尺寸井眼鉆速慢的問題。
1.2做好石油地質(zhì)勘探新技術(shù)的研究工作
加強(qiáng)對(duì)巖石物理分析技術(shù)、復(fù)雜構(gòu)造及非均質(zhì)速度建模及成像新技術(shù)、高密度地震勘探技術(shù)、儲(chǔ)層及流體地球物理識(shí)別技術(shù)、非均質(zhì)儲(chǔ)層地球物理響應(yīng)特征模擬和表征分析技術(shù)、多波多分量地震勘探技術(shù)、井地聯(lián)合勘探技術(shù)、時(shí)移地震技術(shù)、深海拖纜及OBC勘探技術(shù)、煤層氣地球物理技術(shù)、微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)等石油物探新方法新技術(shù)研究。同時(shí),需要將石油地質(zhì)勘探的技術(shù)鏈從勘探技術(shù)研究向研發(fā)、應(yīng)用一體化相結(jié)合的方向轉(zhuǎn)變,從而極大的提高我國(guó)石油勘探研發(fā)能力的提高?,F(xiàn)今,石油勘探新技術(shù)主要有物探技術(shù)、測(cè)井技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、空中遙測(cè)技術(shù)與光纖傳感技術(shù)等方面。其中,物探技術(shù)主要包括反射地震技術(shù)、數(shù)字地震技術(shù)和三位地震技術(shù)等,隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展,新的高分辨油藏地震技術(shù)四維監(jiān)測(cè)技術(shù)被發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用,很高的促進(jìn)了我國(guó)石油勘探能力的提高,在勘探能力提高的同時(shí)也極大的降低了生產(chǎn)、勘探的成本。而測(cè)井技術(shù)在極大的得益于電子、機(jī)械與無線電技術(shù)的發(fā)展,測(cè)井技術(shù)的發(fā)展極大的提高了井下勘探數(shù)據(jù)的采集和處理能力,使得勘探過程中測(cè)井的精度與深度以及測(cè)量的效率大幅的提升,更好的為石油勘探服務(wù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則是指使用計(jì)算機(jī)建模技術(shù)來將勘探過程中收集到的數(shù)據(jù)使用三維動(dòng)態(tài)模擬圖的形式表現(xiàn)出來,從而能夠極大的降低勘探的成本,同時(shí)能夠有效的提高勘探的效率??罩羞b測(cè)技術(shù)與成像技術(shù)的結(jié)合能夠有效的提高勘探的效率,通過飛機(jī)在低空飛行時(shí)對(duì)于地下地層的測(cè)量能夠使勘探更為快捷、方便。石油勘探新技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的提高勘探的效率、可靠性以及能耗等,極大的促進(jìn)我國(guó)石油勘探能力的發(fā)展。其中石油地質(zhì)類型是石油勘探的基礎(chǔ)。
測(cè)井技術(shù)也是石油地質(zhì)勘察中應(yīng)用較為普遍的一種技術(shù),在石油地質(zhì)勘察過程中發(fā)揮著十分重要的作用。測(cè)井技術(shù)在過去的一段時(shí)間內(nèi),主要應(yīng)用的測(cè)井儀器是數(shù)控測(cè)井儀器。盡管這種測(cè)井儀器得到了很長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用,卻存在著很大的缺點(diǎn)和不足,其測(cè)量的數(shù)據(jù)在精確性方面還有待提高,且測(cè)量的數(shù)據(jù)沒有較為寬泛的應(yīng)用,存在著一定的局限性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,成像設(shè)備、傳感設(shè)備以及數(shù)字信息采集設(shè)備逐漸在石油測(cè)井技術(shù)中得到了重要的應(yīng)用。使測(cè)井技術(shù)可以通過圖像的方式直觀的將所測(cè)得的地質(zhì)信息表現(xiàn)出來,并且可以直接傳輸大量的數(shù)據(jù)。如果測(cè)量的情況較為復(fù)雜,在進(jìn)行測(cè)井時(shí),可以將不同的下井儀器和不同的探測(cè)器結(jié)合起來一起應(yīng)用,這樣就可以獲得準(zhǔn)確又全面的有關(guān)信息,并且還可以提高井眼的精度和探查范圍。
1.2鉆井技術(shù)方面
鉆井技術(shù)極為重要,其特點(diǎn)是難度大,成本高。地質(zhì)勘探的成本與鉆井技術(shù)有著直接的關(guān)系,因此,要不斷的進(jìn)行鉆井技術(shù)創(chuàng)新,從而有效的降低石油地質(zhì)勘探的成本。鉆井技術(shù)并不是在我國(guó)最先得到應(yīng)用的,而是在國(guó)外企業(yè)最開始掌握并進(jìn)行應(yīng)用的。根據(jù)不同的應(yīng)用情況,鉆井技術(shù)可以劃分出不同的類型。比如測(cè)井技術(shù)可以分為欠平衡鉆井技術(shù)、深井超深井鉆井技術(shù)、小井眼鉆井技術(shù)和高溫高壓鉆井技術(shù)等。其中欠平衡鉆井技術(shù)是比較常見的一種鉆井技術(shù),不但可以減少對(duì)地層的傷害,提升設(shè)備的效率,還可以提高開發(fā)枯竭油層的效果。當(dāng)然,欠平衡技術(shù)也有不足的地方,其在防腐蝕性和安全性這兩方面還不夠完善。
二、計(jì)算機(jī)技術(shù)在石油勘探中的具體應(yīng)用
2.1盆地模擬技術(shù)
隨著十二五規(guī)劃的深入推進(jìn),我國(guó)石油勘探模擬技術(shù)逐步完善,開始集氣體擴(kuò)散技術(shù)、斷層活動(dòng)性以及油氣水三部分為一體的油氣運(yùn)動(dòng)模擬方法,逐步形成了盆地模擬技術(shù)。盆地模擬技術(shù)逐步改變了傳統(tǒng)的油氣二維模擬技術(shù),開始采用三維立體模擬技術(shù),這樣就能夠更好地做到油氣水三相運(yùn)行,更加清楚、明了的掌握油氣水的運(yùn)行情況,為更加準(zhǔn)備的進(jìn)行油氣勘探奠定了重要的基礎(chǔ),同時(shí)也為勘探技術(shù)部署決策提供了不可或缺的依據(jù)。
2.2數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)
數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)作為一項(xiàng)理論比較完善和成熟的數(shù)據(jù)管理技術(shù),在當(dāng)前的應(yīng)用中越來越廣泛。在石油勘探領(lǐng)域,數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在信息系統(tǒng)的構(gòu)建中起到信息系統(tǒng)開發(fā)和數(shù)據(jù)的展示、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)分析的作用,能夠更好地實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)性、準(zhǔn)確性存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的作用,并且能夠提供數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)處理服務(wù)。就目前來看,石油勘探開發(fā)所涉及的地質(zhì)、構(gòu)造、勘探、鉆井等專業(yè)的信息系統(tǒng)都要數(shù)據(jù)庫(kù)支持才能正常工作。國(guó)際通用的勘探數(shù)據(jù)庫(kù)和企業(yè)自建的數(shù)據(jù)庫(kù)都能給石油勘探開發(fā)提供寶貴的信息資源和龐大的勘探數(shù)據(jù)。但由于目前很多數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)還處于初級(jí)階段,石油勘探開發(fā)人員只能下載數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和推理,不能從根本掌握數(shù)據(jù)中隱藏的知識(shí)。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和創(chuàng)新,數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)也日益完善,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析也更加準(zhǔn)確,進(jìn)而為石油地下勘探提供了重要的技術(shù)依據(jù)。
2.3可視化技術(shù)
可視化技術(shù)指的是通過計(jì)算機(jī)技術(shù),把繁瑣的、復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)處理,然后轉(zhuǎn)化為可視的圖形,給人一種真實(shí)的感受,讓人們通過“身臨其境”的感覺感受到隱藏的東西。石油的勘探主要是在人工放炮之后,通過相應(yīng)接收器來對(duì)地震波進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理,進(jìn)而判斷出地層中是否有油氣的存儲(chǔ)。利用三維可視化技術(shù)真實(shí)直觀地感受地層的沉積、構(gòu)造以及巖性,讓石油勘探工作人員更加準(zhǔn)確的了解地質(zhì)狀況。在具體的勘探過程中中,可以采用用于地震波數(shù)據(jù)分析的Landmark、Geofram等軟件,用于油藏?cái)?shù)據(jù)模擬的VIP等可視性軟件,進(jìn)而為石油勘探工作的準(zhǔn)確、有序奠定重要的前提基礎(chǔ)。
2即時(shí)通訊技術(shù)應(yīng)用方向分析
即時(shí)通訊技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一個(gè)重要分支,目前在石油勘探開發(fā)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,如在本文引言中提到的石油儀器遠(yuǎn)程診斷等等。以下從即時(shí)通訊技術(shù)與石油勘探開發(fā)融合的角度出發(fā),分析其在今后石油領(lǐng)域中的應(yīng)用方向。
(1)遠(yuǎn)程技術(shù)支持隨著即時(shí)通訊技術(shù)的發(fā)展,越來越多的油田引入即時(shí)通訊技術(shù)作為用戶溝通、技術(shù)支持的重要手段。目前各大油田的技術(shù)支持手段除現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)外主要為電話、短信、郵件,即時(shí)通訊手段主要為騰訊QQ,傳統(tǒng)手段在即時(shí)性、直觀性上有所欠缺,騰訊QQ在即時(shí)性上可勝任現(xiàn)有需求,但是在組織架構(gòu)設(shè)置、企業(yè)用戶分類管理、專業(yè)化形象建立方面有所欠缺。因此建立油田專屬的即時(shí)通訊工具,豐富其遠(yuǎn)程技術(shù)支持手段將更為高效。該系統(tǒng)除具備基本的遠(yuǎn)程即時(shí)通訊功能外,也需具備專門的用戶管理、組織架構(gòu)設(shè)置調(diào)整功能。
(2)儀器遠(yuǎn)程服務(wù)對(duì)于各石油儀器制造商來說,隨著石油勘探開發(fā)的不斷提速,儀器維修的快速響應(yīng)已經(jīng)成為產(chǎn)品銷售的重要保障。除常規(guī)的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)外,遠(yuǎn)程診斷與遠(yuǎn)程維修逐漸被油田用戶接受和認(rèn)可。石油儀器制造商可利用即時(shí)通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)各類儀器設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控,完成狀態(tài)信息從鉆井現(xiàn)場(chǎng)到儀修中心的實(shí)時(shí)傳輸。各類傳感器或其他設(shè)備可提供對(duì)外的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)接口,通過即時(shí)通訊客戶端可實(shí)時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行情況,在出現(xiàn)問題時(shí)可輔助判斷癥結(jié)所在。這將大大提高儀器維修效率,減少現(xiàn)場(chǎng)與儀修中心的頻繁交互。
(3)遠(yuǎn)程輔助作業(yè)石油勘探開發(fā)遠(yuǎn)程化的終極目標(biāo)將是實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)的無人值守和自動(dòng)化作業(yè),這就要求各類設(shè)備操作的遠(yuǎn)程化和儀器維護(hù)的遠(yuǎn)程化。此兩者的實(shí)現(xiàn)也可依靠遠(yuǎn)程即時(shí)通訊技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)數(shù)據(jù)、設(shè)備信息實(shí)時(shí)傳回油田基地或儀器技術(shù)支持中心,作業(yè)指令也將通過即時(shí)通訊技術(shù)實(shí)時(shí)發(fā)送到作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。目前來看,實(shí)現(xiàn)完全的勘探作業(yè)遠(yuǎn)程化從技術(shù)實(shí)現(xiàn)和管理手段上尚有較大差距,但即時(shí)通訊手段的加入將一定程度上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程輔助監(jiān)控,減少現(xiàn)場(chǎng)操作人員和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員的工作量。
3即時(shí)通訊即時(shí)開發(fā)模式分析
(1)自主開發(fā)模式自主開發(fā)模式可實(shí)現(xiàn)底層代碼控制,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),但是開發(fā)難度較大,開發(fā)周期較長(zhǎng)。即時(shí)通訊的普通文字聊天功能可以用Socket簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn),滿足幾十人上百人的文字通訊,但若要商用,或者在互聯(lián)網(wǎng)上運(yùn)營(yíng),系統(tǒng)運(yùn)行會(huì)碰到瓶頸。通過本階段技術(shù)調(diào)研,主要存在以下較大的技術(shù)難點(diǎn):復(fù)雜性互聯(lián)網(wǎng)作為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)綜合體,從底層物理傳輸介質(zhì)上看具備光纜、無線、衛(wèi)星等多種傳輸媒介,從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看多個(gè)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)、多個(gè)自建網(wǎng)絡(luò)互相交織,數(shù)據(jù)交換需跨越多種網(wǎng)關(guān),解決此問題需多種技術(shù)綜合應(yīng)用。比如底層傳輸協(xié)議優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換協(xié)議研究、語(yǔ)音視頻壓縮算法研究、數(shù)據(jù)加密算法研究、中轉(zhuǎn)服務(wù)器集群建立等。安全性在互聯(lián)網(wǎng)上自建公網(wǎng)服務(wù)器在安全性上具有較高要求,需自建軟硬防火墻、NAT地址轉(zhuǎn)換服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。經(jīng)濟(jì)性自建公網(wǎng)服務(wù)器或者服務(wù)器集群成本較高,除中轉(zhuǎn)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件成本外,也存在較高的日常運(yùn)營(yíng)成本。
(2)二次開發(fā)模式二次開發(fā)模式基于現(xiàn)有即時(shí)通訊產(chǎn)品對(duì)外接口完成,開發(fā)周期較短,基本功能已提供,穩(wěn)定性較有保證,但是也存在一定的不確定性,主要集中在產(chǎn)品選擇方面。開發(fā)必須基于一款成熟穩(wěn)定長(zhǎng)期的即時(shí)通訊產(chǎn)品,該產(chǎn)品必須具備較大的用戶群基數(shù),以備本項(xiàng)目的持續(xù)改進(jìn)需要;產(chǎn)品二次開發(fā)接口需能夠滿足本項(xiàng)目的功能需求,服務(wù)器端、客戶端均需具有對(duì)外接口;系統(tǒng)性能需有所保障;網(wǎng)絡(luò)性能需適用于勘探開發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地域分布較廣的特點(diǎn)。基于以上對(duì)比分析,基于現(xiàn)有商用平臺(tái)二次開發(fā)更為符合石油勘探開發(fā)領(lǐng)域的行業(yè)特點(diǎn)。例如可針對(duì)RTX、IMO或者目前一些較主流中小公司的遠(yuǎn)程即時(shí)通訊產(chǎn)品進(jìn)行二次開發(fā),在保證開發(fā)質(zhì)量和降低研發(fā)成本的前提下,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程交互、遠(yuǎn)程維修、遠(yuǎn)程作業(yè)等具有油田特色的專屬功能。
1.1充水水源礦
床充水水源包括自然的大氣降水、地表水、地下水及人為的老窯水等,將大氣降水作為主要充水水源的礦井,突水具有明顯的季節(jié)性和周期性特征,而地表水、地下水作為主要充水水源的礦井突水時(shí),突水水量比較穩(wěn)定,老窯水是指礦床體開采結(jié)束后,封存于采礦空間的地下水,屬于酸性的強(qiáng)腐蝕水,能破壞礦山設(shè)備,且這種水突水特點(diǎn)是短時(shí)間內(nèi)大盆涌入礦井,具有很大危害性,而且比較隱蔽,不好排查,遇到以這種水為充水水源,則開采成本就要提高。
1.2涌水通道
涌水通道是溝通水源與煤層的橋梁,主要包括點(diǎn)狀的巖溶陷落柱通道、線狀的斷層線以及窄條狀的隱伏露頭通道等。涌水通道是礦床充水的最主要的因素,也是最難以確定的要素,發(fā)生礦床涌水事件的大部分都是由于未探明導(dǎo)水通道導(dǎo)致的。
2煤層突水危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀
為有效解決礦井水害問題,對(duì)煤層突水危險(xiǎn)性進(jìn)行準(zhǔn)確及時(shí)的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià),不同學(xué)者從不同角度出發(fā),提出了一些行之有效的方法和理論,其中脆弱性指數(shù)法、突水系數(shù)法、Bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判別法等均在現(xiàn)實(shí)中取得了有效的應(yīng)用,對(duì)煤礦的安全開采起到了很好的指導(dǎo)作用。這些方法關(guān)鍵都在于將采集到的突水因素?cái)?shù)據(jù)經(jīng)過一定的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分類,進(jìn)而判斷是否會(huì)發(fā)生突水。為準(zhǔn)確獲礦井突水因素?cái)?shù)據(jù),主要物探方法有鉆井勘探、電法勘探以及地震勘探。其中鉆井勘探能直接獲取一手的詳細(xì)的地質(zhì)數(shù)據(jù),但價(jià)格高昂,且在井田范圍內(nèi)分布密度低,無法準(zhǔn)確獲取鉆孔之間巖體的變化情況,鉆井與鉆井之間的地質(zhì)現(xiàn)象只能通過模擬獲得,難以有效、精確地控制井田內(nèi)整個(gè)煤系地層的水文地質(zhì)條件;目前,主要是利用電磁勘探方法進(jìn)行煤礦地面水文地質(zhì)調(diào)查工作,主要有電阻率法、瞬變電磁法、可控源音頻大地電磁測(cè)深法(CSAMT)等,可以有效地確定低阻水異常的部位,但是電磁勘探方法存在的主要問題是具有體積勘探效應(yīng),無論是縱向分辨率還是橫向分辨率均較低,同時(shí)受地面電磁干擾的影響較嚴(yán)重,并且在井田范圍內(nèi),欲達(dá)到足夠高的密度和分辨率是不切實(shí)際的;地震勘探具有大面積密集采集信息的優(yōu)勢(shì),利用縱向高分辨率的測(cè)井信息,地震勘探可以從平面和立體角度研究地層的構(gòu)造、巖性變化,從而對(duì)水文地質(zhì)異常做出判斷,進(jìn)而研究導(dǎo)水裂隙的分布及發(fā)育規(guī)律,為防治水提供決策依據(jù)。
3地震勘探技術(shù)的應(yīng)用
3.1地震勘探原理
在第二節(jié)的充水條件分析中可以看到,煤層防治水的關(guān)鍵在于探明礦區(qū)老窯水及涌水通道的分布。突水前的一個(gè)基本征兆是發(fā)生震耳的聲響,這是突水通道最終貫通失穩(wěn)的前兆信息,其實(shí)就是該區(qū)的巖層斷裂和薄弱區(qū)域(已知和未知斷層、陷落柱等)活化,巖石破裂過程的試驗(yàn)表明,巖體破裂過程是一個(gè)能量逐漸釋放的過程,將在巖體中產(chǎn)生彈性波,而對(duì)失穩(wěn)前破裂信號(hào)的采集,是我們獲得失穩(wěn)前兆信息并進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的物理基礎(chǔ)。地震勘探通過對(duì)采動(dòng)巖體進(jìn)行大范圍的監(jiān)測(cè)、高精度震源定位和時(shí)空序列的描述,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并反演破裂發(fā)生的空間位置、能量和發(fā)展動(dòng)態(tài),結(jié)合水源分布信息,實(shí)現(xiàn)突水危險(xiǎn)性的預(yù)警。
3.2微地震基本定位方法
忽略深度后,近震三維空間微地震定位可作為平面微地震定位問題,在已知三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)和地層介質(zhì)傳播速度情況下,通過到達(dá)三個(gè)點(diǎn)的時(shí)間,采用三點(diǎn)定位幾何方法,就可確定震源位置。由于具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì),針對(duì)既定突水危險(xiǎn)區(qū)實(shí)施臨場(chǎng)預(yù)警的最為直接的手段之一即微震監(jiān)測(cè)及突水預(yù)測(cè)。下圖描述的是突水危險(xiǎn)區(qū)超前預(yù)測(cè)與突水危險(xiǎn)性臨場(chǎng)預(yù)警的研究思路。
2煤礦地質(zhì)勘探技術(shù)現(xiàn)狀
我國(guó)的勘探技術(shù)發(fā)展的較早,如今應(yīng)經(jīng)比較成熟,在煤礦的勘探方面尤其如此,其先進(jìn)性主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面。第一,完善了煤礦綜采成套裝備。全國(guó)積極建設(shè)高產(chǎn)高效礦井,結(jié)合世界的先進(jìn)技術(shù),煤礦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)接近或達(dá)到了世界先進(jìn)水平。第二,提高了煤田地質(zhì)勘探的精度。以三維地震勘探技術(shù)為核心并結(jié)合其他的數(shù)字勘探技術(shù),提高了井田的精細(xì)度,保障了大型礦井設(shè)計(jì)。半煤巖巷掘進(jìn)機(jī)的研制成功,將巷道掘進(jìn)施工的機(jī)械化水平提高到了一個(gè)新的層次。第三,提高了安全生產(chǎn)的技術(shù)水平。我國(guó)不斷創(chuàng)新和推廣煤礦安全生產(chǎn)技術(shù),全國(guó)煤礦事故死亡人數(shù)和事故發(fā)生率等指標(biāo)呈下降趨勢(shì)。第四,將環(huán)保技術(shù)應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)中。為了加快煤礦資源的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化,我國(guó)在煤礦資源綜合加工利用方面取得了巨大的進(jìn)展,煤礦的潔凈燃燒技術(shù)以及其他煤化工技術(shù)達(dá)到了世界水平。
3地質(zhì)勘探技術(shù)的種類
3.1地震勘探技術(shù)。地震勘探工作主要是通過探測(cè)地下各介質(zhì)的密度和彈性的差異來實(shí)現(xiàn)的。在進(jìn)行技術(shù)勘探時(shí),首先探測(cè)人員要人工激發(fā)地震波,當(dāng)?shù)卣鸩ㄔ谙虻叵聜鞑サ倪^程中遇到介質(zhì)彈性或密度等特性不同的煤巖層時(shí),會(huì)朝著不同的方向進(jìn)行反射或折射,這樣勘探人員借助檢波器來接收信號(hào)。通過對(duì)這種信號(hào)的觀測(cè)、記錄以及分析,技術(shù)人員可以判斷出煤巖層的分布情況和煤層的性質(zhì),為之后的開采方案提供有利參考。地面地震勘測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用于煤田較淺區(qū)域的地質(zhì)勘探,對(duì)于超過800m深度的范圍,就需要引入礦井地震勘探技術(shù)。
3.2地質(zhì)雷達(dá)勘探技術(shù)。采用此類方法對(duì)煤礦地質(zhì)進(jìn)行勘探的理論依據(jù)是不同的地下介質(zhì)其電性參數(shù)不同,其中電性參數(shù)有電陰率等。地質(zhì)雷達(dá)勘探技術(shù)利用高頻電磁脈沖波來探測(cè)煤巖層的地質(zhì)情況,可以清楚地顯示一定范圍中的巖石、水體等的分布狀況,使人們?cè)谶M(jìn)行煤礦開采工作前就對(duì)煤田的地質(zhì)情況分布有充分的了解,在開采方法確定時(shí)便可擁有相關(guān)的參考資料。
3.3高密度電阻率法。高密度電阻率法是新發(fā)展起來的一種地質(zhì)勘探技術(shù),它通過測(cè)試巖石介質(zhì)的導(dǎo)電性,人為建立地下穩(wěn)定的電流場(chǎng)。之后技術(shù)人員借助于觀測(cè)和分析電流場(chǎng)的分布,來對(duì)煤田的地質(zhì)情況加以了解和探測(cè),以此達(dá)到地質(zhì)勘探的目的。
3.4井下直流電法透視。當(dāng)煤田區(qū)域的地下水資源出現(xiàn)異常情況時(shí),主要采用這種方法實(shí)施勘探,將水資源異常的區(qū)域分布情況掌握清楚,此項(xiàng)技術(shù)可以將地下采煤區(qū)的導(dǎo)水構(gòu)造連同整個(gè)水資源的分布進(jìn)行準(zhǔn)確探測(cè),有利于煤礦在開采過程中避開水層,這對(duì)于提高開采的安全性和施工的安全性有重要的作用。
4地質(zhì)勘探在煤礦生產(chǎn)中的作用
煤礦的安全生產(chǎn)離不開勘探技術(shù),從計(jì)劃開采的選址一直到煤炭資源衰竭都一直有煤炭勘探技術(shù)的參與。在煤炭開采中的高危事故也與勘探工作相關(guān),因此煤礦地質(zhì)勘探工作是十分重要的。
4.1預(yù)防煤礦水災(zāi)事故。煤礦中的水災(zāi)一直是開采中的普遍問題。其危害極大,當(dāng)水涌入礦井時(shí),不但會(huì)造成極大的人員傷害,重則還會(huì)造成塌陷事故,影響開采,直接導(dǎo)致煤礦報(bào)廢。另外當(dāng)水涌入礦井時(shí)還會(huì)給周圍的環(huán)境造成傷害。煤礦的水災(zāi)防治需要地質(zhì)勘探工作的參與。在煤礦的開采前可以進(jìn)行周圍水文資料的收集,通過分析掌握地層中的水量規(guī)律,在開采時(shí)時(shí)刻注意煤礦的雨量分布等因素,這樣才能科學(xué)指導(dǎo)煤礦開采,有效避免水害。此外,對(duì)一些煤炭礦藏的特殊地點(diǎn)進(jìn)行開采時(shí),尤其是老塘,舊巷等一些水害高發(fā)地段,一定要先勘探,再開采。在勘探時(shí)遇到疑問一定要仔細(xì)勘探,務(wù)必將開采中可能導(dǎo)致涌水事故的原因進(jìn)行最大可能的排除,這樣可以有效降低水害,減少開采人員傷亡。
4.2預(yù)防設(shè)計(jì)不合理的安全隱患。煤礦的開采首先是要確定礦井的位置,這個(gè)位置不是隨便定位的,它需要對(duì)周圍的環(huán)境進(jìn)行了解,找到最佳的位置,恰當(dāng)?shù)奈恢每梢詼p少很多危害。在進(jìn)行煤礦的整體開采方案設(shè)計(jì)時(shí),尋找礦井位置的主要依據(jù)就是進(jìn)行勘探后的結(jié)果。地質(zhì)勘探可以確定地層的結(jié)構(gòu),礦藏走向,深度等,并對(duì)周圍的各種導(dǎo)致危險(xiǎn)的隱患進(jìn)行深入理解,如瓦斯,水層等。根據(jù)這些勘探結(jié)果才能進(jìn)行進(jìn)一步的研究,科學(xué)得確定開采方案。因此煤礦地質(zhì)勘探是進(jìn)行開采時(shí)的必須步驟,勘探結(jié)果的準(zhǔn)確,全面,具體對(duì)開采難度估計(jì)及降低開采事故發(fā)生有重大作用。
2石油地質(zhì)勘探工作的創(chuàng)新
由于石油資源在很大程度上決定著我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展走向,所以,石油相關(guān)的問題一直是我國(guó)不斷研究的難題,無論是石油開發(fā)工作,還是對(duì)石油資源的保障工作,都越來越難以進(jìn)行。如果想要讓我過的經(jīng)濟(jì)水平保持在良好水平不切不斷的向上發(fā)展,那么,保證石油資源的開采順利,資源充沛是十分重要的基礎(chǔ)條件之一,而若是想在如今艱難的形勢(shì)之下依舊保證好石油資源的安全,那么,跟進(jìn)時(shí)代步伐,不斷進(jìn)行石油地質(zhì)勘探工作的創(chuàng)新,尋找石油地質(zhì)勘探的嶄新途徑,是當(dāng)今背景下必須實(shí)施的重要舉措。
2.1多方面、綜合性發(fā)展
由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然環(huán)境等多方面因素,石油勘探工作越來越難以開展,無論是在地形崎嶇復(fù)雜的山地中,還是在一望無垠的黃土塬上,進(jìn)行石油勘探的客觀難度都是十分巨大的,所以,物探工作,一直是石油勘探工作中十分難以進(jìn)行的一項(xiàng)工作?;谶@樣的工作難點(diǎn),我國(guó)的石油物探技術(shù)可以進(jìn)行多方面的綜合改進(jìn),不斷的以科學(xué)技術(shù)為基準(zhǔn)進(jìn)行創(chuàng)新,比如將二維至四維的技術(shù)加以融合,相互配合,一起制定出一套最符合實(shí)際情況的物探發(fā)展路線。并且,不斷的實(shí)現(xiàn)工程一體化,加強(qiáng)石油勘探工作效率,使整個(gè)石油勘探過程更加的流暢。
2.2利用科技作為技術(shù)依托進(jìn)行創(chuàng)新
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)在石油地質(zhì)勘探乃至后續(xù)的整個(gè)工作進(jìn)程中充當(dāng)著不可或缺的角色,我國(guó)的石油工作進(jìn)行的無疑更加的順利。發(fā)展的勢(shì)頭也更加良好。在石油地質(zhì)勘探中,應(yīng)該善于利用科技作為技術(shù)依托進(jìn)行相關(guān)的創(chuàng)新工作,比如說,可以利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),對(duì)三維地震、油藏、盆地等進(jìn)行模擬。還可以使用3G技術(shù),從生產(chǎn)管理到石油勘探設(shè)計(jì)進(jìn)行一個(gè)全方位、多角度的整體模擬觀察,實(shí)現(xiàn)石油勘探在質(zhì)量上的飛躍。同時(shí),含油氣系統(tǒng)的作用也應(yīng)該得到應(yīng)有的發(fā)揮,將傳統(tǒng)逐個(gè)進(jìn)行研究的狀態(tài)進(jìn)行改變,將整個(gè)石油開發(fā)工作中的各個(gè)環(huán)節(jié)有記得聯(lián)系在一起,是工作的整體性更強(qiáng),體系更加科學(xué),理論更加完整,運(yùn)行起來目的更加明確。
2.3可膨脹套管技術(shù)的應(yīng)用
因?yàn)樵谟撵o之中,油井口到油層的大小是不相同的,而下去探測(cè)的套管粗細(xì)卻是無法變化的,這就導(dǎo)致套管在井下作業(yè)的時(shí)候無法進(jìn)行變化從而影響勘探的效率。為了不讓勘探的效率被井口的大小所影響,套管能夠更快的到達(dá)目的層,有研究中心就研究出了創(chuàng)新型的套管技術(shù)---可膨脹套管技術(shù)。這種可膨脹套管技術(shù)主要采用封割管作為主要材料,使得套管在下到油井之后可以膨脹到原本的兩倍之大,對(duì)于石油勘探工作有著更加明顯的輔助作用,并且能夠使石油勘探的資金成本明顯降低,十分具有實(shí)用價(jià)值。到目前為止,這種可膨脹套管技術(shù),已經(jīng)被越來越多的油田企業(yè)使用,相信這樣具有科技水平和創(chuàng)新思維的新型技術(shù),能夠在未來的石油地質(zhì)勘探中,發(fā)揮越來越重要的作用。
3我國(guó)石油勘探技術(shù)的發(fā)展策略
總結(jié)我國(guó)石油地質(zhì)勘探工作過去的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),結(jié)合當(dāng)今我國(guó)石油地質(zhì)勘探工作的發(fā)展情況和尚未解決的問題,我們不難得出,我國(guó)的石油開發(fā)工作需要不斷的豐富理論,找準(zhǔn)方法,進(jìn)行科技創(chuàng)新的結(jié)論。石油開發(fā)工作的重要性不言而喻,而石油勘探技術(shù)的發(fā)展也是保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱,在今后的日子里,相關(guān)的研究人員一定要以石油地質(zhì)勘探工作中經(jīng)常出現(xiàn)的問題作為改良材料,利用不斷豐富起來的地質(zhì)理論知識(shí)結(jié)合高水平、高素質(zhì)的相關(guān)技術(shù)人員的精良技術(shù),不斷的尋找適合不同情況下石油地質(zhì)勘探的工作方法,不斷的研發(fā)出能夠使石油地質(zhì)勘探工作更加具有高效率的勘探技術(shù)。在未來的日子里,我們一定要不斷的補(bǔ)充和發(fā)展以下石油地質(zhì)勘探技術(shù)。
3.1含油氣系統(tǒng)模擬技術(shù)的發(fā)展
為了更加直觀具體的觀察到油氣的分布狀態(tài)等資料,利用尤其系統(tǒng)知識(shí)和三維可視技術(shù)為基礎(chǔ)依托進(jìn)行整個(gè)過程的模擬,是石油開發(fā)工作中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。含油氣系統(tǒng)模擬技術(shù)實(shí)用性十分強(qiáng),對(duì)于石油地質(zhì)勘探工作的幫助也十分大,所以,進(jìn)行對(duì)于含油氣系統(tǒng)模擬技術(shù)的改良和創(chuàng)新是十分有必要的。在將來對(duì)于含油氣系統(tǒng)模擬技術(shù)的改良和創(chuàng)新上,相關(guān)的技術(shù)人員們一定要秉承著數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合的理念,不斷的進(jìn)行研發(fā),使整個(gè)模擬技術(shù)過程更加的具有技術(shù)水平,可以發(fā)揮的作用更加的強(qiáng)大。
3.2評(píng)價(jià)決策系統(tǒng)的發(fā)展
縱觀國(guó)際上的大型石油企業(yè),在經(jīng)過不斷的沉淀和總結(jié)之后,基本上都有著較為完備的評(píng)價(jià)決策系統(tǒng),在這個(gè)系統(tǒng)的指引之下,可以更好的在同類企業(yè)中發(fā)展,具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。在這一點(diǎn)上,我國(guó)的石油企業(yè)可以向這些國(guó)外的大企業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí),建立起勘探目標(biāo)與資源一體化的評(píng)價(jià)技術(shù),從而更好的在競(jìng)爭(zhēng)激烈的石油市場(chǎng)之中謀求一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)而又持久的發(fā)展,并且不斷的促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和市場(chǎng)的穩(wěn)定。
3.3層序地層學(xué)分析技術(shù)的發(fā)展
在現(xiàn)代社會(huì),石油資源的商業(yè)化,是歷史發(fā)展下的必然現(xiàn)象,所以,在進(jìn)行石油開發(fā)的相關(guān)工作的同時(shí),石油企業(yè)必須將石油開發(fā)工作和商業(yè)應(yīng)用工作結(jié)合到一起,利用最為科學(xué)合理的方式,使石油開發(fā)能夠取得最大化的經(jīng)濟(jì)效益和商業(yè)效果。目前,國(guó)際上已經(jīng)有很多大型的石油企業(yè)將層序地層分析技術(shù)在油氣勘探工作中進(jìn)行了應(yīng)用,并且取得了良好的效果。在這個(gè)方面上,我國(guó)也可以效仿,并且結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況進(jìn)行再次創(chuàng)新,以便更加適合我國(guó)的實(shí)際情況,取得更好的效果。