高密度电法在涪陵灰岩地区钻井平台地表地质调查中的应用.pdf

第2 4 卷 第4 期 2 01 4 年 1 2 月 江 汉 石 油 科 技 J I ANGHAN P E T R0L E UM S C I E NC E AND T E CHN0L OGY Vo 1 ． 2 4 N0 ． 4 De c ． 2 0 1 4 高密度电法在涪陵灰岩地区钻井平台地表地质调查 中的应用 王 昌国 ，张学彬 ，乐 小树 ，何 国庆 ， 罗评委 中石化 石 油工 程地 球物 理 有 限公 司 江汉 分 公 司 ，湖 北潜 江4 3 3 1 0 0 摘要 在灰岩地 区开展油气钻井时，地表溶洞、断裂和地下软质含水地层是井架基础建设的潜在威 胁，如果处理不当，就有可能出现井基下陷、裂崩现象，存在极大的安全隐患如遇较 大规模的地下暗河叉 会增加 固井工作的难度，导致长时间的停钻，延误工期。2 0 1 3 年江汉油田首次 引进 高密度电法对涪陵焦页坝 地区的钻井平台进行地表地质调查和安全性评估，取得 了良好的地质效果。 关键词 高密度电法泥岩灰岩；岩溶断裂低阻异常区 溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结 果， 石灰岩层是先决条件。石灰岩的主要成分是碳 酸钙 C a C O ，在有水和二氧化碳时发生化学反 应生成可溶于水的碳酸氢成钙[ C a H C O ] ，而当这 种水在地下深处有一定压力时 ，溶解更甚。灰岩 中 的钙被水溶解带走 ，经过几十万 、百万年甚至上千 万年的沉积钙化 ，地 下就会形成空洞如溶洞 、溶 隙、断层破碎带和地下暗河等地质体 。 重庆涪陵地区就广泛分布着三叠系灰岩岩层 ， 地表溶洞 、断裂和地下软质含水地层常见 ，这些都 是井架基础建设 的潜在威胁 ，如果处理不当 ，就有 可能出现 由于井架设备负载过重，或钻井过程 中的 强大扭力而导致井基下陷、裂崩现象 ，存在极大的 安全隐患 ；如遇较大规模的地下暗河又会增加 固井 工作的难度，导致长时间的停钻，延误工期。为 此，江汉油 田分公司涪陵工区项 目部及时引进了目 前广泛应用于工程勘探领域的高密度电法，对区内 所有钻井平台进行地表地质调查 ，取得了良好地质 效果， 保证了钻井工作的顺利进行。 1 涪陵地区灰岩区电性特征 涪陵地 区地表出露地层主要是嘉陵江组灰岩和 覆盖着灰岩上的第四系黏土、冲积物 。本地岩土电 阻率参考经验值 n m 为淡水1 0 ～ 1 0 0 ，黏土 1 1 0 0 ， 冲 积 物 1 ～ l ，0 0 0 ，砂 岩 l ～ 1 ，0 0 0 ， 砂 砾 1 0 0 ～ 1 0 ， 0 0 0 ，石灰岩 l O ～ 1 0 ， 0 0 0 。灰岩与第 四系地层 的电阻率存在明显差异 ，灰岩内部发育的岩溶通常 充填低电阻率的充填物而形成相对低阻异常，断裂 带位置易形成溶蚀 ，而使得断裂带与上 、下盘围岩 通常存在 电性差异 ，这为在开区开展高密度电法勘 探奠定了物性基础。 2 高密度电法工作原理 高密度 电阻率法是以地下被探测 目标体与周 围 介质之间的电性差异为基础 ，利用人工建立的稳定 地下直流电场， 依据预先布置的若干道电极可灵活 选定装置排列方式进行扫描观测 ，研究地下大量丰 富的空间电性特征，从而查明和研究有关地质问题 的一组直流电法勘探方法。其工作原理与普通电阻 率法基本相 同，所不同的是在观测中设置 了高密度 的观测点 ，野外测量时只需将全部 电极f 几十至上 百根 置于测点上， 然后利用程控电极转换开关和微 机工程电测仪实现数据的快速和 自动采集 。高密度 电法资料处理 、解释流程见图1 。 3 高密度电法在涪陵灰岩地区钻井平 台地表地质调查中的的应用 第一作者简介王昌国 ，中石化石油工程地球物理 有限公 司江汉分公 司重磁电勘探服务 中心高级工程师 ， 从事 电法研究和资料解释近2 0 年。