构造演化特征分析

（一）沉降速率分析

1基本原理

沉积盆地的总沉降量主要与构造作用、沉积物压实、均衡作用、沉积基准面变化或古水深变化等因素有关。盆地内充填了沉积物或水会引起岩石圈的均衡调整下降。表层的沉积物具有较高的孔隙度，随着埋深加大而压实，可产生不可忽视的沉降量。湖水面的变化使盆地相对沉积基准面发生变化。因此，盆地的构造沉降 （纯水载盆地沉降）可表述为：

构造沉降＝总沉降－（沉积物和水负载沉降＋沉积物压实沉降＋湖水面的变化）

为了求得构造沉降，必须对沉积物压实、负载均衡和古水深等进行校正。

地质历史时期的盆地通常有一定的覆水深度，而且各个沉积单元沉积时的古水深不同，尤其是深水相区，水深对沉降量的计算不容忽视。这时盆地的总沉降量应该是沉积厚度和古水深之和。层序地层学研究表明，古今海平面的变化较大，因此，沉降史回剥中还应该进行海平面变化校正 （图2－12）。

图2－12盆地沉降史模拟流程图

通过上述几个方面的校正，最终可以得到盆地的原始沉降深度，进而得到盆地的原始沉降速率。

在沉降史分析中，假定地层骨架厚度保持不变，利用 EBM 盆地模拟系统 （BS回剥系统软件）中的二维剖面回剥技术，从已知地层分层参数出发，考虑沉积压实、间断及构造时间等因素，按地层年代逐层剥出，直至全部地层回剥为止，最终恢复出各地层的埋藏史 （图2－13）。

图2－13 回剥过程示意图

2回剥技术

（1）参数选取

1）古水深确定。车排子地区古水深的估计是通过沉积相分析、古生物组合等方法进行的。同时，根据地震剖面上大型前积层去压实校正后恢复的古斜坡形态，也可估算古水深。一般取值情况下，扇三角洲相古水深不大于50m，滨湖相古水深10m 左右，滨岸5m左右。

2）岩性参数。统计表明，不同岩性压实系数、表面孔隙度、沉积物颗粒密度等岩性参数大不相同的，正常压实情况下单一岩性采用的压实系数 （C）、表面孔隙度 （φ）和沉积物颗粒密度 （或称岩石密度ρ）（表2－2），而混合岩性可按此数值按比例加权求出。

表2－2 单一岩性参数统计表

3）回剥计算。在计算过程中主要以三级层序为单元进行沉降速率的恢复，层序界面的年龄根据前人的工作成果以及区域上的最新资料与成果确定。时－深转换根据现有多口井的分层数据回归分析得到。沉积相则以所应用的地震剖面的空间位置及各三级层序体系域为单元完成的沉积相图为基础确定，不同的沉积相带使用了不同的岩性参数。

车排子地区沉降速率计算以贯穿工区多条二维地震测线以及三条连井剖面开展工作（图2－14），从而控制了研究区的重要构造。

图2－14 车排子地区沉降史回剥模拟测线平面位置图

根据剖面走势和构造变化选取480多个数据点，相应的深度数据1900多个，并经过时深转换，整理成由横向距离和纵向深度组成的二维数据表。在此基础上，应用EBM 盆地模拟软件对每一条测线进行了校正和地史反演，分别得出了每一条剖面上的相应界面在不同时期的埋藏深度值及其沉降速率值。本文主要使用总沉降速率值，并将这些数值投影到平面图上，再通过数值的内插法，勾绘出吐谷鲁群层序、古近系层序和新近系沙湾组层序沉降速率特征的平面图。在此基础之上，精选了三条剖面做了进一步的精细模拟，将层序细化到体系域进行模拟，以便更好地对研究区进行沉降史分析。

3沉降速率分析

通过对车排子地区的精细沉降模拟可以发现，从白垩系到新近系7个时期的沉降速率可明显分为3个沉降期次 （图2－15），其中第三个为地层缺失的上白垩统时期，其他三个层序6个沉积时期分别对应吐谷鲁群、古近系和新近系沙湾组的低位体系域和湖扩体系域沉降期。

图2－15 精细模拟剖面样点沉降速率图

对比发现，每个层序的低位体系域相对湖扩体系域都是高速沉降时期。吐谷鲁群的低位和湖扩体系域的沉降速率最大差值达到25m/Ma，古近系和新近系沙湾组的沉降速率最大差值分别为4m/Ma和16m/Ma。

（1）吐谷鲁群层序沉降速率特征

车排子地区吐谷鲁群层序沉降速率介于0～25m/Ma之间，以10m/Ma为主。西北部沉降速率较低，向南部和东部速率逐渐加快，发现两个被车排子隆起分隔的相对沉降中心，其一位于研究区南部，最高值为25m/Ma；另一沉降中心位于东部，速率比南部略小，为18m/Ma （图2－16）。

图2－16 车排子地区吐谷鲁群层序沉积速率图（单位：m/Ma）

（2）古近系层序沉降速率特征

车排子地区古近系层序沉降速率比较低，介于0～15m/Ma之间，多数低于10m/Ma。最大沉降中心位于南部，沉降速率大于14m/Ma。在研究区东部还有一个沉降速率较高的相对沉降中心，沉降速率为6m/Ma （图2－17）。

图2－17 车排子地区古近系沉积速率图（单位：m/Ma）

（3）新近系沙湾组层序沉降速率特征

车排子地区新近系沙湾组沉降速率比古近系和白垩系大，沉降速率数值在0～65m/Ma之间，多数在10～20m/Ma之间。沉降中心位于南部，速率大约为60m/Ma。此外，在整个研究区有数个相对沉降中心，比周围区域的沉降速率略大，差值在5m/Ma左右（图2－18）。

（4）各层段沉降速率特征的比较分析

从沉降速率图和测线各个时期沉降速率图 （图2－19，图2－20）对比发现，车排子地区各个沉积期沉降速率有一定的差异。其中新近系沙湾组层序的沉降速率最高，古近系层序的沉降速率最低，吐谷鲁群层序居中。吐谷鲁群层序和古近系层序沉积期的沉降速率都分为南部和东部高值区，而南部沉降速率又比东部高。沙湾组层序沉降速率高值区则在南部，东部只有相对较高的沉降区。

分析表明，车排子地区各沉降区沉降速率的变化和各沉积期沉降速率高值区的分布与车排子隆起密切相关。不同沉积期沉降速率有差异，但南部为最大沉降高值区，东部为次一级的沉降高值区。这一规律以吐谷鲁群层序沉积期最为明显，古近系这一现象逐渐减弱。新近系沙湾组时期沉降速率高值区都出现在南部，可见，车排子地区的沉降高值区的分布受控于车排子隆起，车排子隆起形成于晚石炭纪，强烈隆升于二叠纪到侏罗纪，白垩纪进入缓慢沉降阶段。因此古近系受车排子隆起影响小于吐谷鲁群层序，沙湾组沉降高值区则不受此控制。

图2－18 车排子地区沙湾组层序沉积速率图 （单位：m/Ma）

（二）古地貌分析

1基本原理

古地貌分析主要是利用地层的定量 “回剥技术”等方法，恢复原始沉积背景。其基本原理在沉降速率分析中已作论述。

图2－19 ZH01ZH＿05各时期沉降速率图

图2－20 ZHO5XY＿PZ＿ksbd＿647各时期沉降速率图

2参数选取

依据前人研究的沉积和构造等方面的成果，选取控制全区古地貌基本格架的12条纵横研究区的地震剖面，进行了精细的解释 （图2－21），并利用 TK1q、TE、TN1s和 TN1t界面的分层数据，运用研究区的时深转换关系确定它们的深度值，并对二维地震剖面进行沉降量模拟，同时也对单井进行了沉降量恢复。

图2－21 Z05＿CPZ＿SL＿L450和Z01ZH＿05二维地震剖面解释成果图

通过钻孔岩心、测井和地震相分析，确定各套地层的岩性或岩性组合，进行去压实校正。在正常压实情况下的单一岩性通常采用压实系数 （C）和表面孔隙度 （φ），混合岩性可按此数值按比例加权得出。

同时，古水深的估计可以通过沉积相分析，利用古生物组合和作过古水深研究的钻井等资料对古水深进行取值。

3古地貌成图

通过上述数据的采集和各种参数的确定，形成各个剖面的沉降量分析数据库，输入计算机即可获得各个剖面不同时期盆地的沉降量。同时，对剥蚀区古地貌资料进行了恢复。

参考回剥计算的不同时期的沉降量，结合剥蚀区和沉积区的空间展布关系及重要的构造形迹 （同沉积断层、构造坡折等），考虑盆地沉降区差异沉降和盆地沉降区内古地貌形态的直观可视化目的，并结合单井资料，对K1tg、E和 N1s底界同沉积期古地貌进行了成图。

4同沉积期古地貌特征

（1）吐谷鲁群底界面同沉积期古地貌特征 （TK1tg）

分析表明，吐谷鲁群底界面同沉积期古地貌地形起伏较大，隆凹组合，地貌上总体呈“一梁担两凹”、“凹—隆—坡”有机组合、 “坡带富沟”的整体格局。研究区西北为隆起区，向南和向东逐渐由 “隆”过渡为 “凹”，向东南转换为 “梁”，与梁组成一个向东南倾覆的隆起高地区，共同组成车排子隆起 （图2－22，图2－23）。

图2－22 车排子地区吐谷鲁群底界面同沉积期古地貌立体图

“隆”：主要在分布在Z05XY＿CPZ＿ksbd＿635二维测线以北、Z01ZH＿05二维测线以西地区 （车排子镇—鄂伦布拉克一带）。总体上隆起区呈现出南陡东缓的格局。

“梁”：在研究区吐谷鲁群底界面同沉积期古地貌， “梁”分布在 Z01ZH＿05以东、Z01ZH＿02以南区域，即柳一场—共青团农场一带。 “梁”向南倾覆，分割两个凹陷区。“梁”和 “隆”共同构成了车排子隆起。

“坡”：在吐谷鲁群底界面同沉积期古地貌中，坡可进一步细分为两个斜坡区，一是主要集中在Z05XY＿CPZ＿SL＿L450二维测线以西、Z05XY＿CPZ＿ksbd＿635和Z01NXY6058二维测线之间的区域，即柳二场西南方，为四棵树凹陷的北斜坡；另一个位于Z01ZH＿05二维测线以东、Z05XY＿CPZ＿ksbd＿623二维测线以北区域，即发育在五五新镇—前山涝坝一带，为昌吉凹陷的西斜坡。总体上四棵树凹陷北斜坡要较昌吉凹陷的西斜坡陡，两者在研究区呈带状波动展布的特征。研究区分布的两个斜坡具有富沟的特点 （图2－22，图2－23），从而形成坡的起伏特征。“四棵树凹陷北斜坡”的富沟区主要在Z05XY＿CPZ＿SL＿L450二维测线 和Z05XY＿CPZ＿ksbd＿236＿6二维测线之间，且向 Z05XY＿CPZ＿SL＿L450二维测线有增多的趋势，并且二维地震剖面沉降量模拟与古地貌组合可以看出，四棵树凹陷北斜坡带的 “沟”主要是受同沉积断层的控制，沟的坡度一般是西陡东缓，西部为同生断层位置。“昌吉凹陷的西斜坡”富沟区有可细分为两个部分，大致以Z05XY＿CPZ＿ksbd＿647二维测线为分界，其以北的沟道略浅和缓 （分布在前山涝坝一带），其以南沟道略深和窄 （分布在车峰镇—五五新镇一带）。在Z05XY＿CPZ＿ksbd＿647二维测线向东延伸出现一个次级的 “梁”。

图2－23 车排子地区吐谷鲁群底界面同沉积期古地貌图

“凹”：研究区吐谷鲁群底界面同沉积期古地貌中，主要有两个，即被 “梁”分成的南部凹陷 （柳二场西南地区）和东部凹陷 （排9—排103以东地区），分别为四棵树凹陷和昌吉凹陷。在研究区范围内，南部凹陷 （四棵树凹陷）沉降量略大，可达到1000m 以上，而东部凹陷略浅，可达到700m 以上。在研究区，东部凹陷被在 Z05XY＿CPZ＿ksbd＿647二维测线向东延伸出现一个次级的 “梁”，将东部凹陷分为两个部分。

从古地貌格局来看，隆起区，即车排子隆起为物源区，斜坡带的 “沟”构成沉积物搬运的输导通道，而两个凹陷则成为沉积物汇聚和堆积的场所，另外由于东南部 “梁”的存在，会对沉积物的搬运和沉积起到分割作用。

（2）古近系底界面同沉积期古地貌特征 （TE）

与吐谷鲁群底界面同沉积古地貌特征相比，古近系底界面同沉积期古地貌总体趋于平缓，但车排子隆起区仍然存在 （图2－24，图2－25）。总体上，古近系底界面同沉积期古地貌可以分成 “隆”、“坡”和 “凹”三种格局。

图2－24 车排子地区古近系底界面同沉积期古地貌立体图

“隆”：主要分布在研究区的西北部，Z05XY＿CPZ＿ksbd＿647以北、Z01ZH＿05以西地区，即车二场—鄂伦布拉克一带，但隆起幅度较吐谷鲁群底界面同沉积期古地貌有所平缓。该隆起区向东南有延伸部分，但略平缓。

“坡”：仍具有分带性，依然可以区分为两个不同的 “坡”，以隆起区东南部的低隆起区为分界。西南部坡 （排10井以西）坡度略陡，但较吐谷鲁群底界面同沉积期古地貌有所平缓，且坡中富沟特征不明显。东部坡 （排12—排208—排11井一带）坡度平缓，且略具平台的特征，“坡带富沟”的现象已经不明显。

“凹”：古近系底界面同沉积期古地貌中， “凹”主要集中在南部地区 （柳沟西南地区），最大沉降量可达到600m 以上，且显示有与东部凹陷连通的趋势。

从古地貌上可以看出，古近纪沉积期物源仍然由车排子隆起提供，且沉积物堆积区应在凹陷带，隆起区的东南末端仍然对沉积物的搬运和堆积起到一定的分割作用。并且在湖相条件下，东南隆起区的末端有利于形成滩坝砂体。

（3）沙湾组底界面同沉积期古地貌特征 （TN1s）

沙湾组底界面同沉积期古地貌 （图2－26，图2－27）总体上与前两个时期古地貌格局相比更加平缓，虽呈现隆—坡—凹的格局，但凹陷区已经在南部显示为一个凹陷区，而东部的不明显。沙湾组底界面同沉积期古地貌的深度比吐谷鲁群有所减小，与古近系的相近。研究区内最大深度可达到650m 以上 （Z01ZH＿05二维地震测线的南端）。

图2－25 车排子地区古近系底界面同沉积期古地貌图

图2－26 车排子地区沙湾组底界面同沉积期古地貌立体图

图2－27 车排子地区沙湾组底界面同沉积期古地貌图

“隆”：主要分布在Z05XY＿CPZ＿ksbd＿647二维地震测线以北、Z01ZH＿05二维地震测线以西地区，即鄂伦布拉克以西地区，且隆起区较平缓。同时在柳沟以西和排浅4—排7井一带发育两个低隆区。

“坡”：主要分布在Z04XY－CPZ－ksdb－671和Z01NXY605＿8二维地震测线之间。从南北向来看，Z05XY＿CPZ＿ksbd＿623和 Z04XY－CPZ－ksdb－671二维地震测线之间（柳一场—车二场之间）区域的斜坡比 Z05XY＿CPZ＿ksbd＿623和 Z01NXY605＿8二维地震剖面之间 （柳一场—柳沟以西地区）区域的斜坡略平缓，略呈平台的性质；从东西向上来看，由西部向东部地区，斜坡的坡度有逐渐变缓的趋势，并且由西向昌吉凹陷的西斜坡的分布宽度有所增加。

“凹”：主要分布在Z01NXY605＿8二维地震测线以南地区，向东略向北延伸。在研究区凹陷的深度可达到650m 以上。由于 Z05XY＿CPZ＿ksbd＿268＿6二维地震测线以南地区（柳沟西部）发育一个次级的低隆区，在研究区内，这个低隆区将南部的凹陷带分割成两个次级的凹陷带。

总体上，该时期的古地貌特征显示，沉积物主要沉积在南部凹陷地区，而南部的次级的低隆起区可能会对沉积物的堆积起到一定的控制作用。

（4）各同沉积期古地貌特征对比

从同沉积期古地貌的特征可以看出，吐谷鲁群底界面同沉积期、古近系底界面同沉积期和沙湾组底界面同沉积期古地貌的特征具有一定的继承性。总体上都是西北为隆起区，中部为斜坡区，南部为凹陷区，前两个时期东部也为凹陷区。另外，三个同沉积期的斜坡均有西南、南部略陡，向东变缓的特点。但是，三个时期的古地貌特征又各有差异，由吐谷鲁群底界面同沉积期、古近系底界面同沉积期和沙湾组底界面同沉积期古地貌特征总体上显示为隆起区逐渐消亡或者变得平缓，且沉降量有减小的趋势；斜坡区有逐渐变缓的趋势，且斜坡带的宽度逐渐增宽；另外，车排子地区三个时期古地貌特征显示，南部的凹陷区略稳定，而东部的凹陷区有向东萎缩的趋势。

油藏描述是20世纪70年代末期发展起来的一项油气田综合研究与评价技术。它以地质学、地震学、测井学、油藏工程学等学科的最新成果为理论基础，以计算机为手段，最大限度地应用地质、地震、测井、钻井、试油与分析化验等信息，综合研究油气田构造、油气藏类型、储集体几何形态、岩相；定量确定储层参数及其空间分布、油气储量的计算与评价；产能预测以及研究油气田在开发过程中储层孔隙流体特性与储层基本参数的变化，从而达到对油气藏进行精细描述与综合评价的目的。这项技术不仅是在全油田基础上进行的更高水平的测井统一解释与多井评价，最大限度地发挥地质、物探、测井、钻井和地层测试等在油气田综合研究与评价中的作用；而且还为寻找隐蔽油气藏与油气富集带、计算油气地质储量提供基础信息，为油气藏数值模拟、编制与优化油气田开发方案提供可靠数据。因此，这项技术对于加快油气藏勘探过程，提高油气田勘探开发效果和最终采收率以及总的经济效益都有着十分重要的意义。特别是对指导滚动勘探，进行二次、三次采油更具有特殊的重要意义。

实际上，从测井评价的角度看，油藏描述技术是将单井（点上的）地层评价进一步发展成为面上的（区域的）多井综合评价。从其发展过程及所能解决问题看，油藏描述可分为静态描述和动态描述两个阶段。静态描述是油藏描述上的基础，动态描述则是静态描述技术的进一步发展和完善。

（一）油藏静态描述

静态描述主要包括：对油田地质构造、储集体几何形态的研究，岩相与沉积环境的研究、储层参数的空间分布与油气地质储量计算等。

1）综合运用地层倾角测井、地震、地质等信息研究和确定油田地质构造（包括对断层情况的分析研究）及储集体几何形态。

2）确定井剖面地层的岩相，研究油田及盆地的沉积相。

3）准确计算储层的基本参数，研究它们的空间分布，编制等厚度图、等孔隙度图、等渗透率图、等含油气饱和度图等。

4）计算油气地质储量。

5）研究岩石的力学性质，预测地层压力和破裂压力梯度，研究地应力方向等。

完成上述任务，需要取全取准地质、测井、地震、分析化验和地层测试信息，进行油田测井标准化，建立符合实际的解释模型与油田参数转换关系，进行单井和多井的精细地层评价、测井相分析、地层对比，研究储层的纵横向分布规律以及油、气、水分布规律，并用计算机绘图技术绘制各种参数的等值图、三维立体图和切片图等图件。

（二）油藏动态描述

动态描述是在油气田开发阶段的油藏描述。

1）研究油气田开发过程中，油气藏基本参数的变化规律。估计油气压力、相对渗透率、油气饱和度，确定生产井的产液剖面、注入井的注水剖面，监视油水边界的移动，对油气田进行动态描述。

2）进行单井或整个油藏的动态模拟，为制定最佳开发方案、提高油气采收率提供依据。单井模拟的目的是使单井模型预测的有关参数与实测值有较好的匹配。例如，通过调整油井模拟中每个产层的渗透率和表皮系数等，使其预测的油井流量剖面、压力降和压力恢复响应与实测值基本接近。这样，可得到经过改善的、可靠的、一致的油层动态描述结果。这种动态描述不仅综合了裸眼井测井、岩心分析、重复式地层测试器、试井及生产测井等可用的信息；而且还使这些不同类型的测量数据之间相互匹配，充分利用油井动态的所有信息。

显然，油藏描述必须是多学科相互结合、相互渗透才能实现。测井在油藏描述中的主要任务有：关键井的选择与研究，全油田测井信息的标准化，建立油田测井解释模型与参数转换，油田参数空间分布及相应图件的绘制以及单井动态模拟等。很明显，这些工作必须要将测井同地质、岩心分析化验、地层测试和开发等信息密切结合才能完成。

（三）油藏描述技术中测井解释的特点

1）特别强调测井、地质信息在深度上的一致性。

2）全油田测井信息要标准化，并将各种非地质因素及误差减至最小。

3）优选适用于全油田的解释模型、解释方法与某些参数。

4）建立全油田的测井信息与地质参数间的转换关系，以解决测井项目不齐全井的有关参数计算问题。

5）利用最新技术从测井信息中提取尽可能多的反映地质特性的有用参数，并对油井剖面作测井相分析，用岩心鉴别测井相分析的结果。

6）用生产测井和油井测试等验证单井动态模拟的结果。

7）广泛地采用数据库技术。

8）运用各种绘图技术绘制油田的各种等值图、三维构造图、切片图等，详细而客观地描述油藏。

（四）油藏描述的基本成果

1单井评价成果

即单井数字处理成果图及数据表，主要是单井储层岩性与基本参数（泥质或粘土含量、孔隙度、含水饱和度、渗透率、累计孔隙度与累计油气体积等）。对于关键井，还应包括岩心分析的基本参数及各种转换关系。

2全油田综合研究成果

全油田各种参数的综合数据表，各种参数的等值图（如等厚度图、等孔隙度图、等渗透率图、总孔隙度图、净孔隙度图、含油气饱和度图等），三维构造图（包括以不同角度剖视的立体图），全油田油气储量计算结果等。

（五）油藏描述流程

图7-70是油藏描述的流程图。应强调指出，对油气藏的描述是一个反复实践和认识、不断深化的过程。油藏描述在勘探阶段的作用就是对油田进行静态描述。勘探初期，利用极少数（如3～5口井）井的测井、地质、录井信息以及地震资料等，通过单井解释、关键井研究、多井评价与综合研究，初步确定油藏构造、储集参数的空间分布、油藏边界，绘制相应图件，及时指导下一步的油田勘探，特别是滚动勘探。

图7-70 牛庄油田油藏描述流程框图

随着油田勘探开发的发展和井数的增加，就应该用更多的测井、录井、岩心、生产测试及地震资料对油气藏进行更准确地描述与评价。井数越多，资料越丰富，油藏描述就越完善、精确，越符合实际。可以说，从油田勘探开发初期直到油田开发后期，都应不断地进行油藏描述，不断地提高油气田勘探开发的经济效益，最大限度地提高油田最终采收率。实现少投入、多产出的勘探与开发目标。

马德蕻1 徐莉1 曾涛2 刘迪1 郑亚琳1 杨彦秋1

(1河南省地质博物馆；2河南省地质调查院)

摘要 本文依托河南省地质钻孔基本信息清查项目的成果——河南省地质钻孔基本信息数据库，统计分析了地质钻孔在全省的空间分布情况，不同勘查资质单位、不同行业、不同工作程度、不同矿种、不同钻孔类型、不同孔深、不同年代钻孔的分布情况，为下一步建立全省重要钻孔数据库打下了坚实基础。

关键词 地质钻孔 基本信息 清查 数据库 综合分析

2011年5月17日，国土资源部以《国土资源部办公厅关于开展钻孔基本信息清查工作的通知》(国土资厅发〔2011〕31号)向各省国土资源厅下达了开展全国地质钻孔基本信息清查工作的任务。在国土资源部有关业务部门指导下，河南省国土资源厅全面部署了全省钻孔基本信息清查工作，明确了河南省地质博物馆作为技术支撑单位，制定了全省钻孔基本信息清查实施方案，组织全省技术培训，制定措施、统筹安排、分步实施。从2011年10月始至2012年8月止，在全省49家钻孔保管单位的共同努力下，基本查清了河南省地勘单位保管的地质钻孔基本信息，基本掌握了全省地质钻孔的类型、分布及数量，汇总了省钻孔信息，建立了全省地质钻孔基本信息数据库。为国土资源部制定全国地质钻孔数据库建设方案提供依据，为推进地质资料信息服务集群化产业化打下坚实的基础，促进地质工作更加积极主动服务经济社会，为实现地质找矿新突破提供重要的信息支撑。

1 钻孔清查基本情况

此次工作，全省共查出有钻探工作量的项目数2020个，钻孔总数45224个，其中信息完整的钻孔总数39039个，缺失部分信息的钻孔总数6185个，全省地质钻孔清查结果详见表1。

表1 河南省钻孔清查基本情况表

续表

续表

对全省地质钻孔基本信息数据库按不同勘查资质单位、不同行业、不同工作程度、不同矿种、不同钻孔类型、不同孔深、不同年代钻孔的分布情况进行汇总统计，统计结果见表2。

表2 河南省地质钻孔基本信息清查汇总表

续表

2 钻孔清查数据综合分析研究

通过全省地质钻孔基本信息清查工作，不仅查清了地质钻孔资料的保管现状和空间分布情况，同时查清了不同勘查资质单位、不同行业、不同工作程度、不同矿种、不同钻孔类型、不同孔深、不同年代钻孔的分布情况。在对河南省地质钻孔基本信息清查结果汇总的基础上，我们进行了综合分析研究，详细阐述如下。

21 全省地质钻孔资料保存状况

全省有钻孔柱状图的钻孔35666个，有测井报告的钻孔4610个，有原始记录表的钻孔23766个，保存岩心的钻孔只有4503个，可见绝大部分钻孔都有钻孔柱状图，一半以上的钻孔保管有原始记录表，但岩心的保管情况不容乐观，只有116%，加强实物地质资料的监管力度已迫在眉睫。详见图1、图2。

图1 有无柱状图钻孔数统计图

图2 钻孔资料状况统计图

22 全省地质钻孔空间分布情况

全省地质钻孔数量排名前三的城市为：郑州市1675%，洛阳市1668%，三门峡市1493%，反映出主要矿产勘查区域。钻孔较少的城市为：济源市、漯河市、濮阳市(图3)。本次工作范围不包括油气，所以没有收集油田方面的钻孔资料。

图3 全省地质钻孔分布图

23 全省按勘查资质单位分类地质钻孔分布情况

全省地质钻孔主要集中在甲级勘查资质单位，占8539%；乙级勘查资质单位有少量，占1430%；还有031%在其他单位，详见图4、图5。

图4 按勘查资质分类钻孔数统计图

图5 按勘查资质分类钻孔长度图

24 全省按行业分类地质钻孔分布情况

全省地质钻孔主要分布在三大行业局，省地质矿产勘查开发局占5881%，省有色金属地质矿产局占2352%，省煤田地质局占1414%，建材、核工业、黄金行业只有极少钻孔，详见图6。

图6 按行业分类钻孔数统计图

按钻孔总长度统计，位居第一的仍是省地质矿产勘查开发局，占5560%；省煤田地质局跃居第二，占2914%；省有色金属地质矿产局第三，占1276%。这是因为煤炭勘查孔较深，单孔长度较长。详见图7。

图7 按行业分类钻孔长度统计图

25 全省按工作程度分类地质钻孔分布情况

全省地质钻孔按工作程度统计，工作程度越高钻孔数越多，钻孔总长度越长，从少到多依次为预查—普查—详查—勘探，这与地质工作各勘查阶段的要求相一致。详见图8、图9。

图8 按工作程度分类钻孔数统计图

图9 按工作程度分类钻孔长度统计图

26 全省按矿种分类地质钻孔分布情况

全省地质钻孔按矿种统计，金属矿产钻孔数占最大份额54%，能源矿产次之，占24%；非金属矿产17%，水气矿产最少，占5%。能源矿产的钻孔长度最大，非金属矿产次之。详见图10、图11。

图10 按矿种分类钻孔数统计图

图11 按矿种分类钻孔长度统计图

27 全省按钻孔类型分类地质钻孔分布情况

河南省是矿业大省，矿产地质勘查钻孔数占9236%，矿产地质勘查钻孔长度占95%，水文地质钻孔次之，这是意料之中的。从全省地质钻孔基本信息清查结果看工程地质勘查钻孔只有49个，仅占全省钻孔总数的013%，就有些不合情理了。众所周知，近年来我省高速公路建设、地铁建设、高层楼房建设进行得轰轰烈烈，工程地质勘查钻孔总数远大于此，问题是由于体制原因，工程勘察单位历来极少向省地质博物馆汇交工程地质勘查资料，导致全省地质钻孔基本信息清查工作很难收集到这些宝贵的工程地质勘查资料，因此全省地质钻孔基本信息数据库里也少见工勘钻孔踪迹。详见图12、图13。

图12 按钻孔类型数量统计图

图13 按钻孔类型钻孔长度统计图

28 全省按孔深分类地质钻孔分布情况

历年全省钻孔深度主要集中在500m以浅的区间内，其中最浅孔为河南省巩义市中孚公司伊洛河滩区水源地水文地质勘探项目的水文地质孔08m，最深孔为河南省鹤壁市淇滨新区地热及二氧化碳资源普查项目的地热勘查钻孔331818m。超过2000m的三个孔均为地热勘查钻孔，按孔深分布情况统计详见图14。

图14 按钻孔孔深分类统计图

29 全省按年代分类地质钻孔分布情况

全省地质钻孔按年代分类，“五五”、“六五”期间，即1976～1985年之间，施工钻孔最多，钻孔总长度最长，是个高峰期。“十一五”期间，即2006～2010年进入另一个高峰。“九五”期间，即1996～2000年是经济低迷期，钻孔施工极少，钻孔总长度最短，只有580孔、13444174m。详见图15、图16。

210 整装勘查区地质钻孔分布情况

按照国土资源部公布的河南省首批5个地质找矿突破整装勘查区范围，统计每个整装勘查区内的地质钻孔总数如图17。河南渑池礼庄寨-平顶山地区铝土矿整装勘查区内钻孔数最多，共11974孔。山东单县-河南商丘地区铁矿整装勘查(河南)整装勘查区内钻孔数最少，只有1071孔。5个整装勘查区共有钻孔数为17142孔，占全省钻孔总数的44%。

图15 各五年计划期间钻孔数统计图

图16 各五年计划期间钻孔长度统计图

图17 首批整装勘查区钻孔数统计图

3 存在的问题及建议

31 存在的问题

1)由于历史的原因及本次钻孔基本信息清查的时间跨度大，地勘单位进行了多次的撤销与合并，有些原来的地勘单位与现在的地勘单位的关系不清，造成一些馆藏资料无法找到原地勘单位进行钻孔清查，这些项目最后由河南省地质博物馆来完成。

2)由于个别报告年代久远，报告陈旧，图纸发黄褪色，模糊不清，造成钻孔信息部分缺失或完全缺失。还有些成果地质报告内容简单，缺失相关信息，再加上原始资料的丢失或记录不清，无法正常录入“地质钻孔基本信息数据采集系统”库中，只有按缺失情况上报。

3)部分老报告无钻孔坐标，无法正常录入。我们采用查阅相关地形图及地质资料，聘请老专家和测绘技术人员推算出钻孔坐标数据。

4)由于行业管理因素，导致石油、地震、海洋、水利方面的钻孔资料收集不到，工程方面的钻孔资料很难收集，造成此次全省地质钻孔基本信息清查数据库中这方面数据缺失。

32 建议

1)这次钻孔基本信息清查投入了大量人力、物力、财力，完成了钻孔基本信息的清查工作。为了使该项目数据库成果能更准确、完善延续，在今后项目管理过程中，应加强资料汇交的监管力度，扩大汇交范围，设法使工程、水利、地震、石油等领域的地质资料得到统一管理，使原始地质资料和实物地质资料得到很好的保护。

2)对地勘单位保存的年代久远钻孔资料，建议尽早进行整理并电子化。

3)岩心的保管方式可以是多种多样的，由省政府建立岩心库或由生产单位、矿山自己建立相应的岩心库单独保存，建设地学实习基地，让更多的地质人员能够学到相应的地学知识。

4 成果应用

利用MapGIS软件，将全省地质钻孔基本信息清查完成的45220余个钻孔的坐标展示在全省行政区划图上，生成河南省地质钻孔分布图，利用钻孔属性帮助借阅人快速查找相关的钻孔资料。下一步工作，在提高精度及查询便捷度后，可应用于河南省两权价款项目立项及各类地质找矿项目，彻底改变以往查询拟设矿权区域附近钻孔资料只能通过先查相关地区报告，再查所有钻孔资料的方式，使查阅人能一目了然的通过该图即可知道何处已经进行过钻探施工，已有详细的钻孔资料，提高了查询的效率及准确性，避免了不必要的钻探施工，节省下大量资金。

5 结束语

河南作为矿产资源大省，矿产勘查地质工作程度较高，钻孔施工几乎覆盖全省。特别是近十几年，地勘基金投入大量人力、物力，取得了丰硕的矿产资源勘查成果。通过对这些钻孔基本信息的汇总集成，抢救了一批濒危老资料，及时挽回了损失，同时也梳理了涉及钻孔项目的资料归属情况。对钻孔资料提供社会查询利用，可以减少重复工作和资金浪费，提高地质钻孔资料的服务利用效率，降低地质工作风险，为河南省的经济社会发展提供系列、权威、集成的地质资料信息产品。以地质资料增值服务为扩展，延长服务链，提高地质资料信息利用水平，为河南省资源环境可持续发展提供地质资料信息支撑。同时为建设全省重要地质钻孔数据库，实现全国地质钻孔资料的共享，进而为推进地质资料信息服务集群化产业化打下坚实的基础，为社会经济发展和找矿突破战略行动提供有效服务。

参考文献

[1]刘向东，张立海，赵立鸿，高立地质钻孔基本信息数据库建设及今后工作建议[J]国土资源科技管理，2012(2)

[2]刘向东，张立海，赵立鸿，高立钻孔基本信息数据库建设与信息化管理应用开发[J]地质学刊，2012(4)

[3]王斌，陈杰，张立海，林向军关于地质钻孔基本信息数据库服务利用的思考[J]中国矿业，2013(10)

一、内容概述

（一）成果简介

1首次探明全盆地区域地下水资源总量及其开发利用潜力

盆地区域地下水补给资源总量为105亿m3/a，可采资源量为58亿m3/a，目前开采量为11亿m3/a，开采潜力为47亿m3/a。开采潜力较大的地区主要包括盆地东缘和南缘的岩溶地下水、西北部白垩系地下水、东北部第四系孔隙水和黄河及其支流河谷区潜水。在这些有开采潜力的地区划定了18个地下水富集区，发现了161处地下水水源地，初步评价水源地供水能力可达22亿m3/a。

根据区域经济发展规划，到2010年、2030年鄂尔多斯盆地总需水量分别为72亿m3/a和90亿m3/a。全盆地可利用的水资源总量为104亿m3/a，其中，地表水为46亿m3/a，地下水为58亿m3/a。经供需平衡分析认为，通过对划定的集中供水水源地进一步勘查评价，统筹规划、科学调配，盆地内的水资源总量可基本满足能源基地近期和中期规划用水需求。

2查明了盆地地下水形成演化规律，攻克了一系列国际公认的科学技术难题

首次建立了全盆地三维地质结构数字模型和白垩系含水层结构数字模型；查明了盆地周边岩溶地下水和白垩系地下水的形成机理与循环模式，定量揭示了白垩系大厚度含水层不同深度地下水的形成年龄和更新速率。建立了鄂尔多斯盆地地下水数据库与空间信息系统，实现了对地理信息、基础地质、水文地质、物探和遥感信息等数据的有效管理，为地下水资源合理开发、管理与环境保护提供了数字平台。

3取得了海量的实测数据，为区域经济社会发展提供了重要地质基础信息

首次系统取得了全盆地基础地质、水文地质方面的海量实测数据。项目成果正在被陕、甘、宁、蒙、晋5省（区）经济社会发展规划所广泛采用。陕西省、甘肃省、内蒙古自治区和宁夏回族自治区人民政府加大了地下水勘查的资金投入，进一步提高了水源地的勘查程度。在项目实施过程中，采用“探采结合”的方式，为当地成井100 多眼，累计出水量每日达33万立方米，解决陕、甘、宁、蒙、晋5省（区）严重缺水地区的20多个城镇、上百个乡村及部分厂矿近57万人的饮用水困难。

4探索出一套重大项目的组织形式，培养了一批优秀人才

项目组织陕、甘、宁、蒙、晋5省（区）地质调查队伍和国内著名的专业院所、大专院校等17个单位的500多名科技人员，采用跨地域、多学科、多兵种联合攻关，将最新的地下水勘查理论与技术方法应用到鄂尔多斯盆地地下水勘查中，使项目科学技术水平达到了国际领先。探索出了一整套由多个单位参加，多学科融合，既有国际合作，又有地方政府合作的重大计划项目组织方式和运行模式。通过产学研结合，与国外著名研究机构合作，培养了一批能承担重大项目的技术骨干和领军人才，为开展我国其他大型盆地的地下水勘查工作奠定了人才基础。目前已出版专著2部；发表论文50篇，其中国外2篇、被SCI、EI收录2篇、核心期刊21篇；在国际和全国学术会议上进行学术交流达10次以上；培养博士生16人、硕士生27人。

（二）技术特点

充分借鉴国内外大型盆地地下水勘查的理论与技术方法，采用基于“GIS和数据库为支撑，从地质调查→地球物理资料解释→水文地质钻探验证→三维地质建模→同位素及水化学分析→地下水系统划分→地下水数值模拟等”一整套大型盆地的勘查评价理论与技术方法。

整个勘查工作实行产、学、研相结合，专项研究与综合评价相统一，采用多学科、多方法的综合手段，充分吸收引进国外地下水勘查新技术与新方法，加强开展国际技术合作与交流。同时，在勘查工作中，特别在水文地质钻探工作尽可能结合地方需求，努力提高勘查研究程度并发挥经济社会效益。具体技术方案为：

1鄂尔多斯盆地水文地质遥感解译

利用定量遥感技术，根据地表能量平衡系统（SEBS）原理，进行盆地的地表蒸发量的估算；结合区内植被指数的变化规律研究，确定地下水合理生态水位。

2鄂尔多斯盆地三维可视化地质模型研究

利用已有的各种空间数据（包括12930千米地震剖面、1956个煤田石油钻孔及测井数据，最新施工的203个水文地质钻孔数据），运用沉积盆地分析技术和三维可视化技术，建立全盆地三维地质结构模型、白垩系砂体空间分布数字模型和可视化模型，定量直观地表征和展示现今盆地的空间地质结构以及不同时代、不同类型含水层的空间分布。为鄂尔多斯盆地地下水三维数值模拟和地下水资源评价奠定地质基础。

3潜水面降雨入渗强度和蒸发强度原位试验研究

在鄂尔多斯乌审旗建立了水文地质原位试验场，开展潜水面降水入渗与蒸发强度原位试验研究，系统研究气象要素时空变化特征及其对地下水和生态系统响应；研究不同盐分浓度的水面蒸发强度，获取相关包气带水分运移和地下水资源评价的相关水文地质参数；揭示水分在包气带迁移转化的动力学机制。

4白垩系地下水循环机理研究

利用国际原子能机构援助的Packer定深分层取样设备与测试技术，对厚度达1000m含水层，定深测定地下水头，分层采集同位素及水化学样品，并开展分层地下水抽水试验，为查明含水层水文地质特征，获取关键水文地质参数，揭示地下水化学演化和循环规律提供了关键技术支持。

5鄂尔多斯盆地岩溶发育规律及地下水合理开发利用研究

以系统理论为指导，运用地质学、岩溶学、水文地质学理论，采用野外调查、室内外试验、水化学与同位素、GIS等方法手段。从岩溶理论出发，系统总结岩溶发育特征，归纳和总结不同岩溶地下水系统特征和水循环模式；分析岩溶含水层介质结构类型、地下水补径排条件、水化学与同位素特征、地下水动态及其影响因素和岩溶水资源演化规律，圈定具有开发利用前景的水源地，按地下水系统和子系统对岩溶地下水补给资源量、开采资源量、淡水资源量以及地下水的水质进行了评价。

6鄂尔多斯盆地白垩系地下水流数值模型研究

在GSLIB、T-PROGS、GMS等模拟软件的支持下，建立面积达1321万km2的白垩系地下水三维数值模型，采用地质统计学方法建立水文地质结构模型和渗透性参数空间分布模型；选取典型剖面，建立了剖面地下水流、水化学和地下水14C年龄模拟模型；采用SEBS模型计算了潜水蒸发量及其分布，用环境遥感方法分析植被指数演化规律，对地下水资源及生态环境功能进行评价。

7鄂尔多斯盆地地下水信息系统研究

以ArcGIS为平台，建立鄂尔多斯盆地空间数据库，对包括地理信息，基础地质、水文地质、物探和遥感解译等五大类数据进行有效管理并开发相关数据分析功能模块；使用Visual Basic语言，对ArcGIS、GoCAD、GMS、Sufer、Grapher、Aquachem进行集成，实现了地学空间信息的三维查询；在基于ArcGIS的模型信息管理、信息查询和信息交换的空间信息数据库系统的基础上，建立良好的地学空间信息可视化互访平台。

二、应用范围及应用实例

（一）应用范围

1技术方法的应用范围

采用基于“GIS和数据库为支撑，从地质调查→地球物理资料解释→水文地质钻探验证→三维地质建模→同位素及水化学分析→地下水系统划分→地下水数值模拟等”一整套大型盆地的勘查评价理论与技术方法。可应用于西北地区主要盆地。

2鄂尔多斯盆地地下水勘查成果应用范围

鄂尔多斯盆地地下水资源勘查成果，可作为盆地内地下水水源地进一步勘查的地质依据。

（二）应用情况及效果

1项目成果应用及效果

（1）在国家和有关省（区）社会经济发展规划中的应用

项目成果具有很强的实用性，既为国家和有关省（区）社会经济发展规划提供了地下水资源方面的宏观决策依据，也直接为当地经济建设和人民生活提供了宝贵的地下水源，解决了部分严重缺水地区的燃眉之急。

（2）在国家能源基地规划与建设中应用

项目探明了盆地内地下水资源总量及开发利用潜力，划定了18 处地下水富集区和161处水源地，水源地累计供水能力达22亿m3/a，部分水源地已经被当地政府转化应用。陕西、甘肃和内蒙古自治区人民政府分别与国土资源部合作，共同出资10800万元，对部分水源地开展了进一步勘查评价，为国家能源基地规划与建设提供了水资源保障。

（3）在国家大型企业供水中应用

通过成果转化，有力拉动了地方经济发展。中国神华集团“煤制油”工程是经国家发改委批准的国家重点建设项目，项目能否正常运行，关键取决于水资源的保证程度。项目勘查过程中发现的浩勒报吉水源地，地下水可采资源量达8万m3/d，已开始向厂区供水，保证了国家重点项目的正常运行。同时在严重缺水的鄂托克旗棋盘井镇找到了3处岩溶水源地，基本解决了内蒙古区级工业园区用水问题，使该镇生产总值由以前不足600多万元，发展到2004年的34亿元，出口创汇5000万美元；预计到2010年，工业产值将达到100亿元，出口创汇10亿美元。

（4）在城乡居民安全饮水中应用

在项目实施过程中，结合当地居民安全饮水和经济建设的需求，探索性的采用渗流井、辐射井、竖井汇流取水技术，建立了不同水文地质条件下的开发模式。采用“探采结合”的方式，为当地成井100多眼，合计出水量40万m3/d，解决了20多个城镇和上百个乡村近57万人的安全饮水问题，为改善革命老区和少数民族地区人民群众生活条件，促进地方经济发展和加强民族团结做出了重要贡献。

2成果转化应用实例

（1）开展鄂尔多斯盆地陕北能源化工基地基地地下水勘查

依据该项目成果，陕西省政府和国土资源部合作，共同投资2500万元，开展了“鄂尔多斯盆地陕北能源化工基地基地地下水勘查”项目，系统查明了陕北能源化工基地北纬38°以北地区的地下水资源总量、地域分布、利用现状和开发利用潜力。勘查与核查评价了33处水源地，可采资源总量为93亿m3/a。30处达到B级精度，B级可采资源总量769亿m3/a，可作为水源地施工图设计的依据；3处达到C级精度，C级可采资源总量134亿m3/a，可作为水源地初步设计的依据。新探明水源地20 处，新增8 处B级水源地，和184亿m3/a B级资源量；新增3处C级水源的和100亿m3/a C级资源量。C级升B级水源地9处，增加B级资源量227亿m3/a。核查B级水源地13处，可采资源量359亿m3/a

（2）开展榆林地下水资源勘查

该项目成果为榆林地下水资源勘查提供料基础，依据该项目成果，榆林市投资一亿元，由西安地质调查中心开展了“榆林市地下水资源勘查评价项目”，查明了地下水资源的空间分布，探明了区域地下水资源与开发利用前景，并圈定出了4处地下水富集区和有供水前景的水源地。为榆林市能源化工基地的建设、地下水资源的勘查提供了依据。

（3）开展鄂尔多斯盆地内蒙古能源基地地下水勘查

依据该项目成果，国土资源部与内蒙古自治区开展合作，深化项目成果，共同投资3800万元，开展“鄂尔多斯盆地内蒙古能源基地地下水勘查项目”，查明了地下水资源的空间分布，探明了区域地下水资源与开发利用前景，发现并圈定出了13处地下水富集区和44个有供水前景的水源地。并对10处地下水富水地段开展了整装性的水文地质详查，提交C级地下水可采资源834万m3/d。新发现了22处可供进一步勘探的水源地，其中大型5处中型17处，为能源基地建设提供了供水保障。

3应用前景

（1）勘查技术应用

总结了从“地质调查→地球物理资料解释→水文地质钻探验证→三维地质建模→同位素及水化学分析→地下水系统划分→地下水数值模拟等”一整套大型盆地的勘查评价理论与技术方法。为我国西北大型盆地地下水勘查提供技术借鉴和指导。

（2）勘查技术成果应用

系统查明了全盆地地质结构与含水层类型，建立了全盆地三维地质结构数字模型和白垩系含水层结构数字模型；首次查明盆地地下水资源总量及其开发利用潜力，发现了18处特大型地下水富集区，圈定了161处地下水源地，其中大型以上水源地42处，为国家能源基地建设提供了水源保障。

随着国家能源基地建设和地下水资源的进一步开发，本成果应用前景更加广阔。将为晋西能源基地地下水勘查、陕西渭北能源基地地下水勘查项目的实施提供理论及技术依据。

三、推广转化方式

宣传报道、会议交流、项目合作、技术培训、技术咨询、现场服务等。

技术依托单位：中国地质调查局西安地质调查中心

联系人：张茂省　侯光才

通讯地址：陕西省西安市友谊东路438号

邮政编码：710054

联系电话：029-87821944

电子邮件：xazms@126com，xahgc@163com

张业成

（国土资源实物地质资料中心）

摘要 笔者对澳大利亚新南威尔士州伦敦德里岩心库进行了实地考察，全面了解了澳大利亚岩心管理政策及伦敦德里岩心库的库藏设施、岩心来源、岩心类型与数量、挑选条件、保存方法、信息组织与开发技术、服务领域等。本文对这些内容进行了简要介绍。

关键词 澳大利亚；新南威尔士州；伦敦德里；岩心库；管理

澳大利亚国土面积辽阔，矿产资源丰富。在石油、煤、金属矿产、非金属矿产以及地层、古生物等地质勘查工作中获取了大量的岩心、岩屑以及标本、样品、光薄片等实物地质资料。这些实物地质资料得到了有效保护和利用。

按澳大利亚宪法规定的资源管理分权制，联邦政府负责海上石油和天然气资源的勘查开发管理及北部地区的铀矿，各州政府负责各州管辖范围内的矿产资源勘查开发管理。相应地，其岩心库的建设和管理也分两个层次。

一是联邦的岩心库，主要由初级产业能源部所属的澳大利亚地质调查机构（AGSO）和同属初级产业能源部的资源科学局（BRS）负责。主要收藏内容侧重于两方面：澳大利亚地质调查机构所进行的公益性地质工作形成的实物地质资料；矿产和油气公司进行的海上油气钻井的岩心样品。目前联邦管理两个岩心样品库：海上石油岩心库，除收藏所有石油公司在海上钻探取得的岩心样品外，还有少量由矿业公司自愿捐赠的陆上钻孔岩心；岩石样品与岩心库，由AGSO负责管理，收藏有76万份岩石样品和一部分地层岩心样品。

二是各州的岩心库，主要由各州的矿产能源部建立（有的由该部下辖的地调所负责管理，有的由该部勘查数据中心负责管理）。主要收藏内容也包括两方面：州地调所勘查工作形成的实物地质资料；按照各州矿业法的规定由矿业权人提交的实物地质资料。澳大利亚共分6个州、1个自治地区（北部地区），不同州岩心库数量、规模不一，所收藏的实物地质资料种类、构成也不一样。

2004年2月，笔者随中国地质资料考察团赴澳大利亚实地考察了新南威尔士州的伦敦德里岩心库和维多利亚州的DPI岩心库，其中新南威尔士州的伦敦德里岩心库规模最大，库藏岩心最多，管理的科学化、现代化程度最高。本文简要介绍该岩心库岩心管理情况，希望对我国实物地质资料管理工作有所帮助。

一、基本情况

新南威尔士州的伦敦德里岩心库位于 Penrith 正北，距悉尼市约100 km。该岩心库始建于1964年，总体设计为5个建设阶段。首期投入约800万美元的设施，于1984年投入运营，后续工程陆续实施，至1999年6月完成第4阶段，预计可满足20年的储存需要，第5阶段工程尚未实施。

该岩心库目前是世界上规模最大、现代化程度最高的岩心库。储存的岩心约94×104m，取自6160个钻孔，这些岩心储存在约14万个岩心箱中。岩心种类包括：煤岩心约占40%；金属矿产岩心约占50%，其他岩心（石油、非金属矿产以及地层、古生物、水文地质等）约占10%。这些岩心的重置钻探成本在数千万美元以上。

该岩心库属新南威尔士州矿产资源部管理。新南威尔士州实行集中管理和地区管理相结合的办法。伦敦德里岩心库为州集中管理机构。除该岩心库外，新南威尔士州还在罗肯希尔和科巴矿区等建有4个规模较小的地区性岩心库——它们分别建在大型勘探工程或矿山附近，目前储存的岩心总量约16×104m，一旦勘探工程结束或矿山闭坑，这些临时性岩心库所储存的岩心将交给伦敦德里岩心库。

二、岩心管理政策

澳大利亚实行联邦制，各州有相对独立的行政权。在岩心管理方面，有的州制定了专门的法规加以规范，而新南威尔士州则没有专门立法。在这种情况下，1982年，一个由DMThompson等组成的委员会，受州矿产资源部的委托，制定了一份题为“岩心获取、保管和处理的政策建议”报告，经部长批准后，作为部的政策和有关方面的共识，依此进行岩心的汇交、收集、储存和服务等工作。

该报告提出的岩心管理的指导思想和做法如下。

1）岩心管理是矿产资源部整个信息服务计划的一部分。岩心库建设是该计划首要任务的一个重要组成部分。岩心库的任务是保管州矿产资源部和部以外的单位在新南威尔士实施钻探所获取的代表性岩心，以使期望得到早先钻探结果的新南威尔士州的矿产勘查和开采工业用户的花费降到最低。

2）根据预期价值分析，矿产资源部应保留岩心。提供保留的代表性岩心是应当继续下去的矿产资源部信息计划的一个组成部分。

3）矿产资源部按照一定原则和标准，对现有的岩心进行挑选，以提高岩心的相对使用性。

4）岩心是否保留将依据岩心的代表性和（或）独特的科学价值作出。

5）为了在岩心库中保留更有代表性的岩心，应考虑在适用于勘探资格的授权条件中加入适当的条款，要求在作出处理这种岩心的决定之前，必须将岩心送交矿产资源部以便保留在部的岩心库中。

6）矿产资源部收到新的岩心时要通知勘查工业部门。通知以通告形式每6个月发布一次，通告中要有岩心性质简介。

7）保密岩心由矿产资源部保管，保密期限不超过5年。

8）随着矿产资源部参与一些重大的新的钻探计划，他应全面地评价这些钻探计划的岩心长期分区集中保管的费用和好处。矿产资源部钻探计划产生的岩心，至少在勘查结束之前，应原地保存起来。

9）岩心采取集中保管和分区保管政策。集中保管地为伦敦德里岩心库，是所有钻探岩心的中心储藏库。分区保管可根据需要确定地区库的数量、规模。地区库的目的是保管由矿产资源部钻探计划得到的岩心，以及少量经矿产资源部同意接收的在邻近地区公司钻探获取的岩心。直到该探测地区通过投标或邀请方式处理之前，在相当长的一个时期内，这些岩心都应该保留。这些岩心经过挑选，将重要岩心移交给伦敦德里岩心库永久保管。

10）所有钻探岩心的提供都委托信息和对外服务局负责。关于岩心的获取可从矿产资源部的各个局寻求推荐。信息和对外服务局将维护和发布最近获取的所有岩心记录。信息和对外服务局每6个月发布一次矿产资源获取的所有钻探岩心的登记表。这些登记表在部的出版物中一年公布两次，并邮寄给采矿或勘查公司，使他们得到目录式的登记表。

11）矿产资源部或政府其他当局的所有合同都应包含有这样的条款，即钻探人员要把岩心送到适当的地区库或伦敦德里岩心库。涉及矿产资源部获取岩心进一步运送的任何费用都可从矿产资源部货运拨款中获得。

12）委员会建议，现在进行的这项工作要保证新南威尔士州的所有钻探岩心在钻探计划结束时或资格到期后都能提交给矿产资源部。委员会还提议适当修改矿业法，期望修改后的矿业法要求公司一旦资格到期或计划完成就要将其勘探工作获得的岩心送交矿产资源部。

13）岩心保留或挑选均由信息和对外服务局协调，以便矿产资源部所有岩心的精确记录得以保存，选中的岩心以适当的方式提交，并在部出版物中予以公布。

三、工程设施与主要设备

岩心库由主库房和副库房、车库等工程设施组成。主库房长528m，宽325m，结构为钢架结构，照明、防雨等设施良好。库内分为存放区、观察整理区以及取样室、检测室、计算机室、办公室、接待室等。库区可以根据建设计划和需要进行延伸扩展。

存放岩心的主要设备为货架、托盘、岩心盒。货架为钢架，高75m，宽0998m，上下分10层，货架间距1512m。托盘为木质。岩心盒为铁质，长11m，宽度和高度不一，依岩心粗细和标本、样品大小而定。每个托盘上排放的岩心盒层数不一，少的3～5层，多的8～15层。岩心货架上存放的岩心数量、重量不一——5层以下放置的重量轻，以上放置的重量大。

存放岩心由堆垛机和叉车完成，目前为机械化 *** 作，尚没实现自动化。

整理观察设施为一排带滑动轮的平台，平台前端为一可自动高速伸缩的d簧式升降台——岩心放在该台上，可根据岩心重量自动升降，使其最上一层岩心盒与观察平台相齐，非常便于搬运。

取样检测室备有钻样机等，供取样者使用。

计算机房用于岩心目录和主要信息的录入以及检索查询。

四、岩心来源、类型及挑选清除条件

1岩心来源

岩心来自矿产资源部部署的勘探工程和矿业勘探公司、开发公司进行的勘探工程。由于对矿业公司汇交岩心没有法定要求，各矿业公司都是自愿地将岩心赠送给矿产资源部，所以这部分岩心所代表的类型和地区都有局限性和随机性。

目前收集的岩心约14万箱，其中约9万箱是在1981年以前收集的，5万箱是近20余年收集的，平均每年收集约3700箱、27×104m。

2岩心类型

（1）金属矿岩心

约占岩心总数的50%。分布在30 多个1∶25万图幅内，但很不均匀，较大量的钻孔来自Bathurst等少量图幅上的勘查区；相反，像Cobar、Bourke、Broken Hill、Cargelligo和新英格兰等地区的大部分图幅，钻孔数目少（表1）。

表1 伦敦德里金属矿岩心按1∶25万图幅的分布情况

（2）煤炭岩心

实施煤炭勘查计划钻探的岩心约占伦敦德里岩心库岩心总量的40%，其中大量钻孔是在Sydney、Gunnedah、Clarence、Moretunt和Oaklands等盆地中进行勘查时打的。这些钻孔不仅包括了煤系地层本身的岩心，而且还包括了上覆岩层的岩心（如在悉尼和冈尼达盆地）。

储藏在伦敦德里的煤炭岩心包括有矿产资源部自己的煤炭勘查计划产生的大量岩心，以及煤炭开采和勘探公司产生的一些岩心。

矿产资源部实施煤炭勘查计划产生的所有岩心要永久保存。然而，私人矿业公司提交岩心的情况与金属矿岩心类似，即对私人矿业公司没有法定的要求，规定他们把所得的岩心必须送交岩心库，也没有从这个来源获取岩心的系统政策或计划。

伦敦德里岩心库所保存的煤炭岩心只占新南威尔士州所打煤炭钻井的6%。因此库存岩心并不代表新南威尔士州的所有煤田。在Clarence-Moreton、Southern和Western煤田大约1/4的钻井保留了岩心，这些钻井只是像补丁似地覆盖在煤田上。伦敦德里岩心库来自Newcastle、Huntey Valley和Gunnedah煤田的岩心不多，还不足以充分覆盖这些煤田。虽然伦敦德里岩心库仅收藏了Oaklands盆地12%的钻井岩心，但是这些钻井散布在整个盆地中，井距是4 km的整数倍，需要有好多钻井才能充分覆盖这个盆地。在岩心库中没有Great Australian和Gloucester盆地的岩心。

（3）石油和其他岩心

在岩心库中这一类岩心大约占全部岩心的10%。少量新南威尔士州早先石油勘查钻探时的岩心和岩屑保管在岩心库中，由于收集是不系统的，所以不能充分覆盖在有远景的沉积盆地中石油钻探获得的所有岩石类型。

除了上述这些岩心外，在岩心库中还有一些地层钻探、工程钻探和供水钻探计划产生的形形色色的岩心。这包括Snowy-Mountains水电局在20世纪50年代和60年代进行调查所获得的岩心，水资源委员会在Murray盆地所完成的一些钻孔的岩心，以及矿产资源部在Great Australian盆地进行地层钻探计划时取得的岩心和公共事业部在Pejar Dam等地区进行坝址勘查时取得的岩心等等。

另外，由于目前还没有收集这些类型岩心的系统政策，所以岩心收集工作也是随机进行的。

3岩心挑选保留条件

挑选岩心所考虑的主要因素是：钻孔位置；钻孔的代表性；钻孔代表地区的矿化形式；钻孔代表地区被勘探矿床的开发阶段；钻孔代表地区的土地权。根据上述因素，确定不同类型岩心的挑选保留条件。

（1）金属矿岩心

——所有间距较宽的初期钻探的岩心应保留；孔距大于05 km的钻孔被看做是初期勘探孔。

——从间距较密的钻探计划中选择间距大于05 km的钻孔保留岩心；然而，每个计划需要分别检查，根据岩心的代表性或独特的科学价值决定岩心是否保留；在地质特征变化比较大的地区需要选择间距较密的钻孔。

——满足上述要求的保密岩心要保留，但要达成协议，这种岩心最多5年之内就不再保密。

（2）煤炭岩心

——所有宽间距的初期钻探岩心应予保留；间距大于4 km的钻井可以看做是初勘钻孔。

——从间距比较密的钻探中选择间距大于4 km的钻井予以保留。

——作为一般的准则，如果在两个钻井之间选择的话，最深井的岩心应优先选作保留岩心。

——间距较密的煤系地层钻探岩心应予保留，直到探测地区以投票或邀请的方式处理之时；到那时这种岩心要提供给该区的接收者，如果接收者不想要这些岩心，那么只保留重要煤层顶、底板岩石的岩心。

——满足上述要求的保密岩心要保留，如果与岩心所有者达成协议，这种岩心最多5年之内就不再保密。

（3）石油、地层和其他岩心

——所有石油勘查岩心和岩屑都要保留，除非钻井的间距小于4 km。

——所有间距大于4 km的地层岩心都应保留。

——来自工程场地调查计划的岩心，在必要的建筑工程完工之前要予以保留；完工之后，要根据钻孔间距适合于工程调查详细程度和场地地质情况变化，选择代表性岩心予以保留。

——满足上述要求的保密岩心要予以保留，但要达成协议，最多在5年内该岩心就不再保密。

4岩心清除

下列岩心应予舍弃或清除：

·井距过密钻孔（一般金属矿产钻孔间距小于05km、煤炭钻孔间距小于4km）的岩心。

·状况很差，难以鉴定的岩心。

·公众特别容易得到的岩心。

·不再有代表性的岩心。

·所有保密岩心都应舍弃；除非达成协议，最多在5年内可以解密的岩心。

五、岩心保管意义

岩心保管的意义主要体现在以下方面：

·岩心资料馆为一世界级的岩心库，库内岩心是由工业界和政府进行的钻探项目的成果。这些岩心所赋存的无价的信息资源是该州政府为促进勘查所提供的地球科学数据库的重要补充。

·岩心保管实现了新南威尔士州的岩石和矿物的永久三维物质记录。这个记录花费了本州政府和私人矿业巨额投资。它保存起来，使那些无法得到钻探工作所需巨大资金的人可以检查这个记录，从而为提高对新南威尔士州的地质认识作出了进一步贡献。

·矿产资源部的煤炭钻探计划正在提供新南威尔士州煤炭资源的全面记录；极其重要的是，这些岩心都保留了下来，供地质研究、竖井调查以及了解煤矿开发中可能遇到的顶、底板条件。

·新南威尔士州的“地质表面”有大约一半被第四纪盖层覆盖，可得到的下伏岩石唯一永久性的记录是钻探的岩心和岩屑记录，而不是从探井和竖井取得的手标本。

·岩心保存使所有分析工具中最重要的分析工具即人眼能发挥作用。对地质学家来说，不管是宏观还是微观，肉眼检查能比其他方法揭示出更多的东西，除非检查的物质颗粒极细，而且甚至在这些情况下，原材料的获得对于新技术的应用极端重要。人们不能用照片或地质编录进行X射线衍射、化学分析或提取微体化石。

·储藏的岩心不能复制。

·对工程地质研究来说，可以利用保存的岩心，依据岩心编录时没有记录的信息，最有效地规划进一步的测试。

·在矿山废弃或采完的情况下，钻探岩心通常是地质环境唯一有条理的记录。

·技术革新，同金属价格变化一样，都要引起对保存的钻探岩心重新进行技术鉴定。

·过去有时候不能检查老岩心，这就意味着要花大量费用开始新的钻探计划。

·还没有一种方法可用来代替岩心保管，照相、地球物理测井、地质编录、分析等技术所获得的资料，只是从钻孔得到的信息的一部分，或是代表原始资料的解释。

·有成本效益的矿产勘查取决于对所有以前取得的资料的评价。通过储存岩心和提供对岩心进行检测和取样的设施，新南威尔士州政府为采矿公司提供用其他方法无法获取或只能用昂贵代价获取的资料，这些资料可以重现早期的工作。在许多得不到岩心的情况下，只能提供取自目前无法到达或完全开采完的地区的样品。因此，岩心资料馆为在该州寻找重要的新矿产资源具有重要的作用。

六、信息开发与对外服务

1信息收集与开发

伦敦德里岩心库将所储存的岩心编制了目录并将基本信息建立了数据库，供使用者检索查询。岩心库尚没配备岩心扫描和图像管理系统，目前正在筹备，计划经调研后尽快购置岩心扫描或照相设备，并引进开发岩心图像管理系统，实现岩心图文与图像一体化。

目前岩心库主要做的信息收集和开发工作包括：收集；分类、维护和储存；提取、发布和收回；宣传地质信息。

岩心库收到岩心后首先给岩心贴标签，一般还要重新装箱，然后根据矿区名和公司名、钻探类型和位置编制索引。编制索引和储存的方法与档案馆、图书馆储存重要档案和图书的方法类似。这样可以确保岩心得到适当地保存，易于定位和未来使用时迅速提取。

岩心检索数据库目前由岩心资料馆和地质调查所共同管理。其检索系统是矿产资源部资料信息系统的一部分，并已经用BRS软件制成了电子版的形式。数据库命名为Corefinder，通过下列三种方式进入：内部的计算机系统；网上；CD-ROM。查找岩心可通过地区、1∶25万图幅、钻井类型、公司或勘探区名称进行检索。

不久，该数据库将被覆盖所有在新南威尔士所进行的钻探活动，并可链接勘查报告的岩心数据库。岩心的保密方式完全与勘查报告的密级相同，当勘查许可证到期时，岩心文件公开。岩心资料馆一般不接收保密期内的岩心。一般情况下，岩心数据库不提供有关矿产资源部未保存的岩心存储位置的信息，两个边远地区布罗肯希尔和科巴地区除外。

2服务对象和服务领域

每年，大约有数百人利用岩心资料馆的资料。

主要服务对象和服务领域如下：

·矿产资源部部长；矿产资源部的官员；其他政府部门；矿业开采和矿业勘探公司；寻求地球科学信息的潜在土地用户；寻求新南威尔士州矿产资源及其开采工业知识的一般公民。

·提供有关现有勘查与开采土地归属及土地利用方面的信息，供勘查与开采用地归属申请使用。

·提供与新南威尔士州矿产资源勘查和开采有关的法规的说明。

·提供有关新南威尔士州矿业活动的统计信息。

·向社会提供公开出版物，通报新南威尔士州矿业和勘查业的最新进展，提高公众对新南威尔士州矿业重要性的认识。

3服务特点

伦敦德里岩心库以保护岩心和服务社会为其基本宗旨，因此能最大限度地为用户提供方便。这些措施主要包括：

·岩心库原则上不接收保密的岩心。因此目前岩心库中只有少量岩心是保密的。这类岩心估计：在金属矿岩心中有15%；在煤炭岩心中有15%；石油岩心中有1%。

·使用者的身份、目的不受限制。

·允许在岩心上取样：全心可取一半；半心可取1/4；1/4岩心不再允许取样。

·允许进行实验分析，但实验分析结果须交回岩心库。

·所有服务性工作只象征性地收取极少量费用。

不同的勘探开发阶段，由于资料信息类别及占有程度不同，油气藏描述所研究的内容和最终成果也各不相同。根据我国油气田习惯使用的阶段划分，可以分为4个阶段。

（1）勘探阶段的油气藏描述

在油气藏描述中所谓的勘探阶段油藏描述是指从第一口发现井到油气田开发方案制订之前的研究与描述工作。此阶段的资料基础是少量探井、评价井和地震详查的资料。因此，要充分利用地震信息，充分利用每口探井、评价井的测井、测试、录井、岩心等资料进行描述。油气藏描述要达到的基本要求是：

1）油气藏的主要圈闭条件及圈闭形态、产状；

2）客观的油气水系统划分及其控制条件；

3）油气性质及其表征的油气藏类型；

4）储层的展布及其岩石物理参数；

5）储量的初步估算和有利地区的确定；

6）建立初步的油藏概念模型。

（2）开发阶段的早期描述

油气藏在经过详探后被确认具有开发价值，此时，需要进行开发前期的工程准备，进入开发设计阶段。为编制油气田开发方案所进行的油藏描述，称为开发阶段的早期描述。此阶段的基础资料数量和质量都有较大的提高，已有部分开发评价井；完成了全油气藏的地震细测，部分地区完成了三维地震测量工作；较齐全的测井、试井和岩心分析资料。早期油气藏描述要达到的基本要求是：

1）油气藏的精细构造图和断裂分布图；

2）油气储层的沉积相和沉积微相分布；

3）油气水的性质和分布；

4）油气储层的储集物性和孔隙结构的纵横向展布；

5）储层分类及各类储层的空间展布；

6）探明储量计算及储量的分布状况；

7）建立油气藏和储层的地质模型。

（3）开发方案实施阶段的精细描述

油气田根据开发方案设计，钻成第一批开发井网（或基础井网）后，即进入开发方案实施阶段，在这期间进行的油藏描述主要任务是为了保证开发方案的实施，提高油气藏的产能和最终采收率，为开发方案的进一步调整奠定基础。本阶段的资料基础是：开发井网已钻成，每口开发井所获取的静态资料（主要是测井资料）极大地加密了资料控制点，此外还有丰富的试井、测压资料，较大面积的三维地震资料等，为油气藏的精细描述提供了充足的资料基础。精细油气藏描述要达到的基本要求是：

1）运用开发井网的钻井资料，结合地震成果，重新核实构造图及断裂分布图；

2）完成全开发区的详细油层对比，对每口井进行层组划分，并建立分井分层的储层参数数据库；

3）编制分层组（或重点单层）的沉积微相图，在微相图控制下编制分层组、分单层的各种参数平面图；

4）分区块、分层组、分单层统计各项储层特性参数，重新作出储层分类评价；

5）根据测井和测试资料确定油气水的分布及压力分布，作出分油层组的含油气边界图和压力分布图；

6）进行流动单元的划分，对不同的流动单元进行产能评估；

7）复核探明储量，计算油气藏的可采储量和剩余油储量，并确定剩余油的分布；

8）建立储层的静态（实体）模型，并采用三维可视化技术进行空间展布。

（4）开发后期的剩余油气分布的描述

在油气田开发后期，需要知道剩余油气的分布状况，这就需要运用多种学科的高科技手段进行综合描述，包括：

1）精确的储层建模及储量复核；

2）可采储量及剩余可采储量的计算；

3）油气藏数值模拟及剩余油分布；

4）开发潜力分析。

万晓明1，2　张康寿1，2　李锐1，2　简晓玲1，2

（1广州海洋地质调查局 广州 510760；2国土资源部海底矿产资源重点实验室 广州 510760）

第一作者简介：万晓明（1984—），男，助理工程师，主要从事储层地震反演研究工作，Email:daozhong09@163com。

摘要 随着油气等资源勘探开发技术的不断发展，出现了诸多地球物理、地质等专业性软件。这些软件一般都具有很强的专业性、针对性，且各具特色。为了更高效、快捷地解决油气、水合物等矿产资源勘探项目中的难点，充分利用这些先进的技术手段是非常必要的。因此，不少科研院所引进了相应的地质、地球物理等专业软件系统。本文主要研究、探讨了多套常用主流的地球物理软件系统在油气、水合物勘探中的联合应用问题，并得出了相应的技术流程。

关键词 地球物理 资源勘探 软件系统 联合应用

1 地球物理软件特点

随着油田勘探技术的不断进步和勘探目标的日益深化，地质目标从寻找大构造发展到寻找微幅度构造和非常规的的隐蔽油气藏［1］。这增大了油藏的不确定性，降低了勘探成功率。石油工业是一个高风险、高投入、高技术含量的产业［2］。提高油藏的预测准确性，扩大可采储量，是降低油气勘探、开采成本的重要有效途径［3］。而油藏及其储量准确的预测高度依赖于高新技术的应用。地球物理等专业软件系统是石油勘探开发技术的载体和具体体现，它起到了核心作用［2］。因此，随着整个石油行业的发展和需求，石油勘探技术和相应的专业软件系统也取得了巨大的发展。

世界石油勘探已由20世纪70年代的规模取胜，80年代的成本取胜，发展到现在的技术取胜［3］。近年来，国内外石油勘探开发软件系统不断更新，其类型繁多，规模各不相同［2］。归纳起来，众多软件系统都具有以下特点：

11 先进性

先进性主要表现在以下方面：①基于先进的信息技术基础和应用环境，如支持先进的网络、高配置、高性能计算和可视化环境；②支持网络分布式计算和并行计算环境（例如Jason地震反演软件系统）；③采用高性能三维可视化或虚拟现实技术，实现交互、灵活、高效、沉浸式数据浏览、质量控制、交互分析、交互建模等功能。采用先进的软件技术，如面向对象技术、并行计算技术、软件架构技术、组件技术、Web技术等。支持和提供先进的应用功能和性能，支撑石油物探中地震采集设计、数据处理、分析解释、油藏描述等各种应用功能的集成［2］。④在功能实现方面采用先进的、优化的算法，并运用多种学科的前沿技术及理论。

12 一体化

“一体化”即“集成化”。该特点主要是针对主流大型的地球物理软件系统，其具体体现在数据管理一体化和功能模块集成化两个方面。一般在大型软件平台中都采用统一的数据管理系统，如Landmark软件系统中的Oricle数据库，该数据库统一管理了井坐标、分层、曲线、井斜轨迹等一切井数据。而其功能模块则分门别类、成树形结构的集成在系统平台中。

13 更新快

在油气勘探不断深入的过程中，会出现一系列问题，也会取得新的技术和成果。为了更快捷有效地解决这些问题，利用新的技术理论，地球物理软件系统也在不断革新技术，优化自身的功能。同时，根据用户的反馈意见，来优化、完善软件的 *** 作。因此，众多软件系统不断地推出升级版本，部分软件公司甚至每年都会推出最新技术的软件产品。

14 技术特色

在国内软件市场，大型进口软件占主导地位。国外大型专业技术服务公司都有支持自己核心业务的商品化大型应用软件系统，其特点是：系统庞大，专业功能模块齐全。同时，发展核心技术和特色技术，解决特殊需求，提高核心竞争力。除此，国内外还有很多小规模的软件公司从事地球物理软件的开发，其特点是：软件系统相对较小，主要解决油气勘探中的某一类问题，含专业特色技术，且技术特色明显［2］。

15 智能化

智能化是现代信息技术应用的又一个特征。各种软计算技术广泛应用于专业技术应用和信息管理、决策支持中，如人工智能、专家系统、人工神经网络等技术，广泛应用于数据处理分析和决策支持中。在软件理论基础和内部算法方面，石油物探应用软件广泛应用了模式识别、人工神经网络、模拟退火、地质统计、支持向量机等软计算技术，大大增强了数据处理和分析解释、设计和决策过程的智能化［2］。在软件 *** 作方面，石油物探软件系统也在不断地简化流程，或是将 *** 作流程直接嵌入到系统界面上，用户可以按照系统提示进行 *** 作使用。同时，还减少了数据处理、运算以及分析过程中的参数设置，将非敏感、非关键参数进行删除或并置。

2 软件系统介绍

21 Geoframe地震解释系统

该软件系统为集综合数据管理、测井资料处理解释、地震资料综合解释、地质综合研究以及工业图件编制等功能为一体的系统平台。GeoFrame平台整合了目前国际石油勘探开发领域的先进技术，包括综合数据库管理、成像测井处理解释、三维可视化技术、储层横向预测技术等，基于这个平台，地学研究人员一方面可以对勘探开发生产过程中的各类综合数据进行管理，另一方面可以针对地质目标开展精细测井评价、地质研究、构造描述、储层预测以及油气藏综合评价等工作［4］。

作为综合性的地学平台，GeoFrame软件系统功能强大，大量的油气勘探工作都可以通过它来完成。但是，每种软件系统都具有其独特的核心技术和特色技术。GeoFrame软件系统最为人熟知、应用最为广泛的是其构造解释功能，这也是其核心技术之一。

22 Jason地震反演系统

Jason软件一直是基于地震反演理论来进行精细油藏描述的行业创始人和领先者，保持在行业内绝对的技术领先优势，并通过多项高端专利技术的运用引领着行业发展方向。Jason地学工作平台软件能够在油气勘探不同阶段、储量评估和资源评价方面，充分发挥地震资料的空间可预测能力。从而为岩性油藏精细描述、有利储层空间分布特征、流体接触关系评判，提供客观的评价结果［5］。

Jason推出的功能模块繁多，其核心模块有：InverTraceplus（约束稀疏脉冲反演）、RockTrace（叠前AVO/AVA同时反演）、StatMod MC（叠后地质统计学反演）、RockTrace PS（叠前PP+PS联合同时反演）、RockMod（叠前地质统计学反演）、Largo（岩石物理建模）、FFP（Facies ＆ Fluids Probabilities岩相流体概率解释分析）。

约束稀疏脉冲反演、叠前AVO/AVA同时反演技术应用比较广泛，不少类似的反演软件中都涵盖了这些功能。叠前PP+PS联合同时反演以及FFP岩相流体概率解释分析技术应用相对较少。其主要原因是目前横波资料相对较少，而FFP技术相对较新，这两点极大影响了以上技术的应用与推广。

StatMod MC叠后地质统计学反演与RockMod叠前地质统计学反演两大技术目前在Jason软件中得到了很好的体现。叠后地质统计学反演应用马尔科夫链-蒙特卡罗模拟算法，将地质统计学与地震反演技术结合起来，并综合运用多个数据源（地震、地质、测井）的信息，从而能够获得高分辨率的储层模型，并为不确定性分析和风险性评估提供依据，该技术在油田开发阶段已经得到了很好的应用，并取得了良好的效果。叠前地质统计学反演技术将分角度叠加的多数据体反演与地质统计学反演集成到同一反演引擎中，其构建的油藏地质模型无论在细节上还是在精度上均达到前所未有的高度，该项技术是Jason地学工作平台新增的特色模块［6］。

23 Petrel油藏建模系统

Petrel勘探开发一体化油藏综合描述软件。Petrel软件作为目前国际上流行的一种微机版三维建模软件，把地震解释、构造建模、岩相建模、油藏属性建模和油藏数值模拟于一体，为地质学家、地球物理学家，岩石物理学家，油藏工程人员提供一个共享的信息平台。Petrel的强大功能提高了对油藏内部细节的认识，能精确描述油藏属性的空间分布、计算其储量、比较各风险开发模型、设计井位和钻井轨迹、无缝集成油井生产数据和油藏数模结果、发现剩余油藏和隐蔽油藏，从而极大地降低开发成本。Petrel以更快、更精确、更为经济的技术手段满足了精细地质研究对软件的需求［7］。

Petrel软件系统所涵盖的主要功能模块有：3D visualization（三维可视化）、Well correlation（井相关小层对比）、Seismic volume rendering and extraction（地震数据叠后处理）、Structure Modeling（精细构造建模）、Facies Modeling（相建模）、Petrophysical modeling（油藏属性建模）、Data analysis（数据分析）、Volume calculation（体积计算）等等。其中Petrel软件的核心功能是深度域测井尺度上的建模技术。通过构造、沉积相、岩相以及各种属性（如：孔渗、含油气性等）的精细建模，最终描述出油藏的空间分布及其储量。在辅助功能方面，Petrel软件也独具特色，如地震数据叠后处理中的蚂蚁追踪技术、属性提取技术。

24 其他软件系统：OpendTect、FracPM及TrapTesTer软件系统

除了大型地球物理软件系统以外，国内外还存在很多小规模的软件公司研发的小型软件系统。这类软件系统一般都具有很强的针对性，主要是解决油气勘探中的某一种类型的问题，软件中所具有的功能模块相对较少，但其极具专业特色。所以，在油气勘探中它们也发挥着举足轻重的作用。

文中主要介绍以下三种特色软件：OpendTect、FracPM及TrapTesTer软件。

（1）Opendtect软件：该系统是三维可视化的地震属性分析及层序地层学解释系统。它也是在一个开放源环境下的地震解释软件系统。利用地震属性及先进的可视化技术，如多卷数据的立体显示和透视图显示等对地震数据进行处理和解释。除此，还可以运用第三方免费插件［8］。

目前该软件主要技术有：Dip-steering（倾角控制）、Seismic Spectral Blueing（地震频蓝化）、NN+Attribute Set（目标体识别及成像处理技术）、SSIS（层序地层学解释系统）以及CCB（油-气-水界面检测技术）等。在这些技术当中，经常应用的是倾角控制、气烟囱等目标识别成像以及最具特色的层序地层学解释系统。

（2）FracPM软件：它是断裂储层预测、成像系统软件。该软件通过地震张量场、地震几何属性等地震属性，结合图像处理技术进行断裂成像。它具有先进的用户界面、完善的数据库、强大的可视化等显示工具和完备的数据I/O接口，且采用了QT界面技术，是基于Windows的软件产品［9］。

FracPM软件包括6个模块，分别是：高级几何属性、地震滤波及边缘检测、裂缝分析、裂缝预测、地震可视化和基础模块。

（3）TrapTesTer软件：TrapTesTer软件是英国Badleys公司研制的断层定量封堵分析软件系统，它可为地质学家提供了一个从地震解释、地质建模到圈闭评价的软件平台。利用它可以研究断层的侧向封堵性、预测断块圈闭的可能烃柱高度和进行圈闭完整性评价。还可以研究过断层的流体流动特性，合理地划分开发单元和模拟油藏性质，研究断层重新活动的可能性，即断层的垂向封堵性及断层控制油气成藏的风险。该软件在国内外油气勘探开发过程得到了广泛应用并取得了良好的应用效果［10］。

该软件主要有以下几大功能：构造解释的质量控制、构造分析、断层封堵性分析、传导性成图、3D应力分析以及裂缝建模。其核心、特色性的技术是断层封堵性分析。

3 联合应用分析

31 联合应用的指导原则

（1）针对研究课题中的每一类问题选择适合的地球物理软件。不同的地球物理软件系统均有自身的适用条件、适用范围，同时也具有各自的优缺点以及技术特色。因此，在解决问题时，选择正确、适合的应用软件是准确、有效解决问题的必要条件之一。如，在Jason地震反演软件中，有多种反演方法可选，但不同的反演方法其适用条件均不相同。若误选了反演方法，其得出的结果固然是不可信的。

（2）选择应用更具技术特色的软件。在诸多情况下，相同的问题可能通过不同的软件系统解决，此时选择具有技术特色的软件能获得更好的解决效果。如果难以确定所选用的软件系统时，可以比较不同软件系统所解决问题的效果，择优应用。例如，大多数软件都具备地震属性提取功能，然而不同的软件提取属性的种类各不相同，同时针对同一属性不同软件采用的算法也有所差异。

（3）考虑地球物理软件相关技术模块应用的广泛性。某一软件技术若能被广泛采用，在某种程度上可以表明其技术具有一定的先进性或特色性，同时也可以说明该技术相对成熟。通过对比研究发现，Geoframe软件系统中使用率最高的是构造解释功能，Jason地震反演软件被人熟知的是多方法地震反演技术，Petrel建模平台软件的核心技术是多属性建模，但其辅助模块属性提取、蚂蚁体等技术也是油气勘探中常用的技术手段。另外，在功能相对单一的小型软件系统中Opendtect地震资料预处理、气烟囱识别、层序地层学研究技术、FracPM裂缝预测技术、TrapTesTer断层封堵性技术也是解决油气勘探相关问题不可或缺的技术手段。

32 联合应用技术流程

结合多软件联合应用的指导原则和各类软件的技术特色，在此对其详细的技术流程进行分析和探讨。

在常规的油气地球物理勘探中，构造精细解释、储层预测以及成藏综合研究是必不可少的。在油田开发期，油藏精细描述、剩余油预测也是其常规工作。根据以上研究任务，文中总结了一套研究思路（如图1）。

图1 常规研究流程

Fig1 Conventional research process

结合不同地球物理软件系统的技术特色、特点和上述研究思路中所涉及的研究工作，将各软件系统的技术进行搭接和匹配。首先，构造精细解释、储层反演预测、油藏精细建模三大研究任务常被采用的技术分别是Geoframe构造解释技术（或Landmark解释模块），Jason叠前、叠后地震反演技术，Petrel油藏建模技术。其次，基于各大项研究任务的基础性、辅助性工作同样需要选择合理的软件技术模块。

地震资料叠后常规处理是构造解释等重点研究工作的前期工作之一。地震资料叠后常规处理工作主要包括有：地震资料去噪、提频、重采样、道增益、相干体等。不少软件均可完成以上常规处理工作，但就处理效果和软件技术特色而言，OpendTect提出的倾角/方位角控制处理（Dip⁃Steering）技术更具优势。该技术是通过平滑的3D傅立叶变换技术扫描并计算地震所有采样点的三维空间倾角、方位角，获得带有倾角、方位角信息的数据体，配合使用OpendTect提供的特有的中值滤波（Median Filter）、相似性（Similarity）等叠后地震处理技术，对地震资料进行中值滤波和断层加强。由于使用了带有空间信息的Steering数据体，不存在滤波尾巴，大幅度减少随机扰动，改善同相轴的横向连续性，增强断面反射，从而达到提高地震信噪比、改善地震品质、清晰断层成像的目的（图2～5）［8］。

图2 原始地震剖面

Fig2 Original seismic profile

图3 中值滤波及断层加强处理后剖面

Fig3 Seismic profile after Median Filtering and Fault Strengthening

图4 原始地震沿层相干切片

Fig4 Original seismic coherency slice

图5 处理后地震沿层相干切片

Fig5 Seismic coherency slice after processing

岩石物理分析是储层地震反演工作的基础和依据。Jason地震反演软件中的Largo模块是业界唯一将测井数据分析和岩石物性建模结合在地震解释系统中的软件。Largo将油层物理、岩石物理和JGW地震反演联系在一起，并且能够进行质量控制［6］。

除此，还有许多补充性的配套研究工作。例如，属性提取、裂缝预测、层序地层学研究、断层封堵性研究，等等。属性分析可以与储层反演相互结合，为储层预测提供更有力的证据。Petrel软件的Volume Attribute模块提供的属性种类齐全，包括了能量、频率、极性、信号嘈杂程度等三十多种属性。

裂缝预测是在致密储层中寻找甜点的有效手段。Petrel软件的曲率属性以及蚂蚁体追踪技术可以预测地震尺度上的裂缝。针对小尺度裂缝，FracPM软件利用成像测井、岩心等数据分析裂缝的密度、走向等信息，获取井点裂缝密度曲线，在此基础上构建裂缝信息与地震属性之间的关系，从而实现裂缝的定量预测［9］。

层序地层学研究目前能借助的地球物理软件只有OpendTect。该软件的层序地层解释系统（Sequence Stratigraphic Interpretation System）是OpendTect 中最具特色的功能模块，也是目前国内外商业软件中唯一通过地震资料开展层序地层学研究的地震解释系统。该系统以地震数据驱动的方式通过对沉积旋回韵律体的全三维自动追踪、Wheeler域自动转换实现层序地层学研究［8］。

断层封堵性是预测断块圈闭的可能烃柱高度和进行圈闭完整性评价的重要因素。相对其他软件而言，TrapTesTer软件在断层封堵性研究过程中所分析数据较多，考虑到的参数也不少，所得的分析结果相对更为可信。

结合上述分析给出与研究思路相对应的多软件联合应用技术流程图（图6）。

图6 多软件系统联合应用技术流程图

Fig6 Technology flow chart of multi⁃software systems joint application

上述技术流程简单地体现了多软件的联合应用。例如，在Jason的反演成果基础上，利用Petrel进行三维地质建模，可以进一步融合录井、测井、地震、反演成果、属性预测成果等各种资料，为研究人员提供了一个便捷的综合分析平台，同时进一步精细预测了储层的空间展布特征，提高储层预测定量化的程度［11，12］。图7和图8是某研究区的应用效果，其结果表明在Jason反演成果的基础上进行建模，其预测精度有明显的提高。

图7 反演GR参数连井剖面

Fig7 Well⁃to well profile of GR parameter inversion

图8 三维GR模型连井剖面

Fig8 Well⁃to well profile of3D GR model

在实际研究过程，各种技术手段的应用是复杂多变的。不同的技术可能交叉应用，相同技术也可能并行对比使用。总之，地球物理软件技术的应用是应所研究的任务和问题而生，也是应它而变的。

4 认识与讨论

总结上述研究，得到以下几点认识：①地球物理软件系统升级迅速，及时掌握软件技术的更新动态，清楚其适用条件、适用范围的变化是准确选择合理的技术手段的必要条件之一。②多软件技术的联合应用是十分复杂的，各种研究技术手段可能会相互交叉或并行使用。那么，多软件联合应用的技术流程也是复杂多变的，同时也是需要在项目研究不断深入、软件技术不断运用的过程中逐渐完善的。③加强对主流软件、特色软件的了解，充分发挥软件资源的作用，加强多地球物理软件的联合应用，更有利于解决生产、研究中所遇到的问题和困难，提高解决问题的效率和效果。

参考文献

［1］杨平，刘云武，金成志2003岩性圈闭预测方法及应用［J］大庆石油地质与开发，22（3）：10-12

［2］赵改善2010地球物理软件技术发展趋势与战略研究勘探地球物理进展，33（2）：77-91

［3］杨红霞，赵改善200121世纪的地震数据处理系统石油物探，40（4）：126-139

［4］梁劲Jason反演软件论证报告内部资料

［5］斯伦贝谢公司GeoFrame软件介绍资料

［6］辉固公司Jason软件介绍资料

［7］斯伦贝谢公司Petrel软件介绍资料

［8］德康泰克科技（北京）有限公司OpendTect软件介绍资料

［9］北京博达瑞恒科技有限公司FracPM软件介绍资料

［10］吉泰伟业科技有限公司TrapTesTer软件介绍资料

［11］张春雷，熊琦华，张一伟2001随机模拟技术在油田勘探阶段油藏描述中的应用石油大学学报（自然科学版），25（1）：59-62

［12］段林娣2007高含泥薄层砂岩储层精细预测研究［D］北京：中国地质大学（北京）

Joint Application of Multi-software Systems in the Oil and Gas Exploration

Wan Xiaoming1，2，Zhang Kangshou1，2，Li Rui1，2，Jian Xiaoling1，2

（1Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou，510760；2Key laboratory of Marine Mineral Reasources，MLR，Guangzhou，510760）

Abstract：With the continuous development of the technology of oil and gas exploration and exploitation，there has been a lot of geophysical，geological and other professional softwaresGenerally，the softwares are highly professional，targeted，and also distinctiveIn order to resolve the difficulties more conveniently and efficiently in the oil and gas，hydrates and other mineral resources exploration projects，it is necessary to take full advantage of these advanced techniquesSo，many research institutes introduce the corresponding geological，geophysical and other professional software systemsThis paper studied and discussed the joint application of several major and commonly used geophysical software systems in the oil and gas，hydrates exploration，and obtained the corresponding technical processes

Key word：Geophysics；Resource exploration；Software system；Joint application

20世纪90年代后期，由于数码技术和数据库技术的发展，给岩心提供远距离图像观察的方便和利用可能。目前，矿山企业在岩心管理上，使用扫描技术保存岩心图像基本普及，特别是探井类岩心扫描技术已被广泛使用。

CISS型岩心扫描仪

岩心扫描是为地质研究技术人员提供了一个间接而又简捷的观测岩心方法。

岩心在施工现场经过清洁、晾干、整理和标注工序后，即可扫描。国内多家厂家开发出“车载岩心扫描仪”，适用于到现场扫描。有录井公司、实验室、岩心库专门配备了岩心扫描设施。在岩心库配备的扫描仪，多用于扫描历史上库存的没有经历过扫描的岩心与岩屑。

目前的专用岩心扫描仪分辨率可达1200DPI，最高可达每米47000多像素。对岩心的外表面进行图像采集。采集方式一般有荧光下扫描和白光下扫描两种。白光可360度滚动扫描。扫描图像管理系统可将扫描数据设置为自动压缩入库，目前的压缩比达100倍，这为图像数据网上传输带来方便。

白光扫描柱状、岩性描述图

研究与决策人员可在第一时间观察到现场传回的岩心图像。高分辨率的岩心图像甚至比肉眼直接观察岩心更清楚。此外还能通过数据库系统，在同一平台上与测井曲线对比，进行地质技术分析。

如：四川大学开发的CISS系列岩心扫描成像系统将岩心扫描成像，运用自动控制技术、图像处理和识别技术、计算机技术和数学地质方法，实现岩心平面普光和360°外表面圆柱状岩心普光，荧光图像的自动采集；能宏观和显微岩心图、文资料及相关地质资料的快速存储、查询及综合管理；可以通过调整图像的亮度、对比度、饱和度、色度等，使处理后的图像特征更清楚，图像更清晰。相关数据库形式的运用管理，能加载岩心的相关描述、地层参数、测井曲线等，嵌入分析研究岩心图像中地质信息(裂缝、孔洞、孔隙、层理、粒度、荧光含油)的定量分析计算与评价；基于高速局域网、互联网，对岩心图、文资料及相关地质资料的共享。将查询功能与矿山勘探开发的数据融为一体。

在钻井过程中，取心是为了弄清地下地质情况，大部分地质情况是通过采集样品进行化验分析获取的。如岩性分析、矿物成分分析、物性分析、地层中的古生物分析等。岩心经过采样后会破坏原态，岩心扫描确保了岩心的原态图像的存在。因此，在现场进行岩心扫描，能使岩心原始姿态最大限度地得以保存。但气泡等易挥发性物质状态，在自然管理情况下，很难保存的。

岩心扫描图像的整理。图像扫描后进入数据库，还需要采集相关数据，对图像进行物性描述。这一切都是以实物岩心为依据的。这一点上，同纸质录井柱状图资料及其电子文本要求对应。

岩心柱状、测井曲线组合图

岩心与岩屑的数据库管理，在20世纪90年代陆续出现。主要有：岩心实验分析数据库、岩心扫描图像数据库、自动化立体岩心库管理系统，还有勘探开发数据库中的岩心岩屑库。这些库各有侧重，数据重复，理应整合。矿山企业的数据中心建设应该设计有岩心管理模块，其中包括：岩心数据标准化、数据源入库的分工协作化、日常实物资料数据的维护正常化、数据的调用的规范化等。

与岩心、岩屑等实物资料有关的数据源，应该采集的数据主要有：

单井基础数据、取心数据、扫描图像数据、岩心库管理数据、岩心岩屑化验分析数据。辅助以测井、测试数据。

单井基础数据可通过数据池共享，主要有单井地理位置及坐标、构造名称、井名、类别(探井、普查井、开发井；直井、水平井、侧钻井等)、设计井深、终孔井深、钻井队、钻机型号、录井队、录井仪型号等；

取心基础数据主要有：取心目的层、取心回次、各回次的起止井深、心长、岩心描述、取心率、取心时间、录井单位；

岩屑数据主要有：每包间距、迟到时间、对应井深、包数、岩屑文字描述；

扫描图像数据主要有：图像数据和围绕图像产生的相关重要数据。如图像的岩心对应井深、扫描岩心实际长度、图像分辨率、扫描方式(如白光扫描或荧光扫描)、数据格式、扫描设备、扫描时间、扫描单位等；

岩心管理数据主要有：入库时间、实物资料在岩心库中的架号、箱号、回次号；入库心长、岩屑入库包数、接收人和移交人等；

实物资料的化验分析数据(以石油勘探开发业为例)主要有：

荧光薄片、铸体薄片分析鉴定、孔隙度、渗透率、含油水饱和度分析、X射线衍射分析鉴定、岩矿分析鉴定、干酪根分析鉴定、镜质体反射率分析鉴定、氯仿沥青“A”族组分分析、饱和烃色谱分析鉴定、有机碳分析鉴定、热解色谱分析鉴定、生油岩热解评价分析、气相色谱分析鉴定、介形虫鉴定、牙形石鉴定、轮藻化石鉴定、孢粉鉴定、粒度分析鉴定、碳酸盐分析鉴定、润湿性分析鉴定、油分析、水分析、气分析、古生物鉴定、微体古生物鉴定、黏土矿物分析、扫描电镜分析、同位素测定、沥青A 族组分、红外光谱、重矿分析、包裹体分析、镜煤反射率分析、三敏(水敏、酸敏、油敏)分析、驱油试验、压汞分析、荧光分析、地磁测量等；

如果以上基础数据在矿山的数据池中都包含了进去，那么岩心扫描应用平台需要单井基础数据就可从数据池中获得共享了。

实物资料的前期整理，主要为了清洁、理顺、标注和扫描，达到准确、有序、规范和方便之目的。

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