勘探开发技术

勘探开发技术（精选12篇）

勘探开发技术 篇1

摘要：随着当今社会科技不断地发展与进步,我国的水文勘探技术也在不断革新,水文勘探技术的含金量也在不断提高,并影响着整个行业的发展。本文重点以地下热水资源来描述水文地质勘探现状以及对勘探技术的分析,经过对具体事例的研究可以得出更加详细的结论。

关键词：水文地质,勘探现状,勘探技术分析

0 引言

地下热水是宝贵的地下水资源,同时是一种洁净的能源,其应用范围越来越广,在采暖、洗浴、医疗保健、旅游度假、种植、养殖、工业利用等方面发挥独特而重要作用。合理开发地热资源对环境保护、刺激消费、提高人民生活水平,获得较好的经济效益和社会效益,将起到积极的推动作用。

1 地下热水的水文地质勘探现状

在国内,水文地质勘探的主要目的就是对当地的地质情况做出详细的理解和分析,对地质进行科学、有效的勘探,就需要大量人力物力的支持。要进行水文地质勘探我们首先要明确目标,做好前期调研。最开始我们要在进行水文地质勘探之前,要充分了解当地地质情况,搜集大量的有关数据,再投入大量的人力物力进行勘探。许多勘探队伍资金周转困难,因此在资金投入方面要进行控制。许多勘探队因为资金问题,不会做出详细的勘探报告,使得勘测的数据缺乏可靠性。下面我们根据某地地下热水资源的开发为例,看看我国勘探的效果

1.1 地热井施工情况

在进行水文地质勘探中,地下热水的勘测也是一项重要的项目,在勘探之前要进行一系列的准备工作。

第一步是进行钻探施工,首先要确定钻探设备,做出计划井深与实际井深。进行两开作业,将钻井初步规模与基础设施全部建设完毕。井身结构见表1。

第二步是进行岩屑录井操作,我们对目标井进行了岩屑、钻时录井及钻井液观测工作。岩屑录井最开始是由一开至完钻,每米都会捞取一个岩屑样品,并进行岩屑录井;钻时录井由一开至完钻每米一个钻时点。钻井液观测每8小时一次。包括密度,漏斗黏度、泥饼厚等。

第三步是进行地球物理方式的测井,地球物理测井就是进行数字方式测井,完成数字测井工作量1388m,本井测源从50.00~1350.00m开始进行连续地温测井,井温测量成果见表2。

从500~1387.00m进行连续测斜;并进行井裂缝分析。

1.2 地下热储特征

目标井揭露热储层为花岗岩裂隙水,埋藏深度985.00~1388.00m,厚度为403.00m(未揭露)。

目标井的地热场特征:根据附近资料显示,目标井附近恒温带深度为60.00~80.00m,恒温带的温度为12.000℃。根据表2(测温成果表)可以分析出:

地温梯度计算公式:

其中:T———地温梯度

t1——计算起点地温(℃);

t2——计算终点地温(℃);

h1———计算起点深度(m);

h2———计算终点深度(m)。

测温起点井深为75.00m,地温12.000℃;测温终点井深1350.00m,地温51.111℃.换算地温梯度3.068℃/100m。

目标井的热储特征:地热井揭露热储层为燕山期花岗岩裂隙水,经测井解释热储厚度为17.70m,地温增加变幅最大位置在埋深825.00~1050.00m。井降压试验成果,静水位地面上32.5m,最大压力降300.50m,单位产量2.16m3/d·m,平均渗透参数0.1964m/d。压力传导系数5.3599m2/d,压力水头高度﹥985.00m,即9.85MPa。

2 目标井产能测试及地热流体用途评价

2.1 井产能测试及单井产出量计算

①渗透系数计算

我们选用的承压完整井的稳定流计算公式:

式中:K———渗透系数(m/d);

Q——井涌水量(m3/d);

S———压力降低值(m);

M———热储层厚度(m);

R———井影响半径(m);

r———井半径(m)。

计算结果见表3,

②压力传导系数计算

计算公式:

式中:T———压力传导系数(m2/d);

———平均渗透系数;

M———热储厚度(m)。

计算结果:T=0.1964×17.7=3.4763(m2/d)。

③井流量方程的确定及待定系数a、b的计算

依据目标井降压试验资料得出结果,并采用曲度法判定井涌水量曲线方程

式中:S1S2为降压试验水头高度(m),

Q1Q2为降压试验涌水量(L/s)。

采用曲度法判定:n>2,判定涌水量曲线方程为对数型

其中a、b为待定系数

采用联立方程法确定涌水量方程系数

即涌水量曲线方程为Q=(5.084lg S-5.317)×86.4。

2.2 地热流体不同用途评价

对于地热流体不同的用途我们有着不同的评价。

第一是对饮用天然矿泉水水质评价,根据化验以及国家标准可得:限量指标中氟化物超标准。所以,这种水不能饮用。

第二点是生活饮用水水质评价:一般化学指标中硫酸盐、氟化物、溶解性总固体超标准。因此,不能作为生活饮用水使用。

第三点是理疗热矿水评价:偏硅酸达到矿水浓度标准,接近命名矿水浓度;氟达到命名矿水浓度,为氟水;水温超过34℃,为温水。可以作为理疗热矿水开发。之后还有就是对农业灌溉用水评价以及对渔业用水水质评价。

3 水文地质勘探的技术

3.1 裂隙充水地质的勘探技术

在我国,有一种地质叫作裂隙充水地质,在对这种地质进行勘探的时候,我们首先要在前期进行大量的、充分的调查和了解。这种裂隙充水地质可以分为两层:第一层是层状裂隙充水地质,另一层则是脉状裂隙充水地质。在这两点上,存在一定的差异。如果在勘探之前的调查过程中,前人已经对目标地区进行了详细的介绍,那么我们可以直接使用该地区的地形图、数据等等,最终进行水文勘探。在勘探过程中,我们要根据实际情况来进行实时的调控。

3.2 空隙充水地质的勘探技术

对于空隙充水地质的勘探中主要还是应用:物探法。在这种空隙充水地质中,有着许多的结岩层,一般是由中生代和第三系的半胶质组成,当然也有少许其他结岩层的存在。相比于其他的更加复杂的地质环境来说,除了物探法还有其他的方法可以使用,比如说:地面电法以及水文测井法联合起来一起勘探。如果一旦遇到地质水量充沛的地方,那么就必须先把水抽走,再进行试验,探测。

4 结论

在我国地质的勘探技术中,水文地质勘探占据着非常重要的位置,而水文地质勘探往往也是许多勘探人员忽略的问题。之所以会忽略水文地质勘探这样工作,最主要是因为勘探人员没有充分地认识到水文地质勘探的重要性。在我国,岩土层下端,储存着极其庞大的地下水资源,如果地下水资源活动过于频繁,那么就会严重影响地质勘探的进行。

参考文献

[1]孙继平.水文地质勘察方法在找水工作中的应用[J].中国新技术新产品,2012(05).

[2]刘飞虎.煤矿水文地质勘探现状及新的勘探技术分析[J].内蒙古煤炭经济,2012(12).

勘探开发技术 篇2

在地震勘探技术的具体应用过程中，可分为三个步骤，首选就是地震数据的采集工作。这是非常关键的部分，数据采集工作又被分为野外观测作业和现场处理作业，对于野外观测作业来说，为了能够接收到地震波的信号，可以沿着地震测线设置多个检波器，但是在此过程中必须合理的安排测线的位置，尽可能保持与地质构造走向相互垂直。为了能够满足勘探工作的各种需求，需采用不同的观测系统，可用端点放炮排列，也可采用中间放炮排列。根据不同的地质目的和探测深度的要求，需要选择不同的接收道数和检波器串组合方式。在具体的工作中必须根据实际情况来选择适当的检波器组合方式，每个检波器串在正常工作的情况下都能接收到信号，通过记录器和放大器可以获得一道地震波形记录，而这也常被称之为记录道。通过现场处理作业可以及时发现数据采集过程中存在的问题以及所采取的观测系统参数是否合理，进而指导野外采集人员及时采取相应对策，保障野外数据采集工作能够高质量的完成。

3.2数据处理

在数据工作采集完成以后，紧接着需要做的就是室内数据处理工作，要将所采集到的原始资料进行加工处理，而数据处理这一过程就可将采集的数据变换成地震剖面图或者构造图，经过分析和确认，找出有利于开采的区域。数据处理主要步骤包括：静校正、去噪、振幅补偿、反褶积、速度分析、叠加和偏移。

3.3资料解释

对于资料的解释主要包括有：地震地层解释和构造解释。首先要研究本区的基本地质情况，收集已有的地质、钻井、测井以及以往勘探成果，并利用声波、密度等测井资料制作人工合成记录，结合钻孔柱状、过井剖面标定地震反射波，确定主要地层对应的反射波组。在此基础上，根据地层反射波组的特征，精细解释、追踪地层反射波；按照地质任务要求，根据褶曲、断层、陷落柱等构造在地震资料中的反映特征，对地层中的各类构造现象进行解释。其次，需采用人机联作方法，利用粗网格建立全区构造框架，确定较大构造，再利用细网格追踪局部小构造，确定整体解释方案。最后，利用钻孔资料、偏移速度体资料等，结合区域地质规律，研究主要地层的时深转换关系，制作各主要地层的底板等高线图，并按照相关相关规范的要求与标准，评价解释的各类构造现象的可靠性，并标注到相应的成果资料中。

4结语

总而言之，地震勘探相比其他的物理方法具有更多优势，能够勘探隐蔽型矿产，并且可不断缩小煤炭勘探目标，实现精准定位，同时还能对资源的开发价值做出综合性评估，因此其已经成为了矿产企业发展过程中不可或缺的一项关键技术，但与此同时，资源开采难度仍在不断提高，因此对该技术持续进行优化是十分必要的，促使其能够适应更高难度的勘探工作，为企业的发展提供保障。

参考文献

[1]石瑜,刘文明.三维地震勘探技术在小窑采空区探测中的应用[J].工程地球物理学报,,15(05):573-579.

岩土工程勘探技术综述 篇3

【关键词】岩土工程；勘探；重点

我国地域辽阔，地质情况复杂，建筑工程的岩土工程勘探量大，岩土勘探主要集中在工程所在地的勘探，而公路，铁路的岩土工程勘探由于涉及面积广，工程勘探量大，岩土勘探工作进行较建筑物的岩土工程勘探重点进行分析。

１．岩土工程勘探的内涵

1.1岩土工程勘察定义

岩土工程勘察，是根据建设工程的要求，查明，分析，评价建设场地的地质，环境特生和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。

1.2岩土工程勘察阶段

按其进行阶段可分为：预可行性阶段，工程可行性研究阶段，初步设计阶段，施工图设计阶段，补充勘察，施工勘察等。

1.3岩土工程勘察对象

根据勘察对象的不同，可分为：水利水电工程，铁路工程，公路工程，港口码头，大型桥梁及工业，民用建造等。由于水利水电工程，铁路工程，公路工程，港口码头等工程一般比较重大，投资造价及重要性高，国家分别对这些类别的工程勘察进行了专门的分类，编制了相应的勘察规范，规程及技术标准等，通常这些工程勘察工程地质勘察，因此，通常所说的“岩土工程勘察”主要指工业、民用建筑工程的勘察，勘察对象主体主要包括房屋楼宇，工业厂房，学校楼舍，医院建筑，市政工程，管线及架空线路，岩边工程，边坡工程，基坑工程，地基处理等。

1.4岩土工程勘察的主要任务

①岩土工程勘察是对实际场地土层情况的“反算”。所谓“反算”就是说从勘察工作中所得到的数据验证或推求出的结论与现场实际情况应该大致相符。②对场地内建筑总平面布置，岩土体积加固处理，各类岩土工程设计，不良地质作用整治等具体方案作出论证及建议。③阐述建筑场地的工程地质条件，评价场地的适宜性和稳定性，指出场地内不良地质作用的发育情况及其对工程建筑的影响。④阐述工程范围内地下水活动条件和岩土体的分布，性状，为设计，施工和整治提供所需的地质材料和岩土技术参数。⑤对工程施工和运行过程中对周围建筑物和地质环境的影响进行预测，并提出保护措施的建议。⑥岩土工程勘察是对未来土层发生病害的一种预测。我们就要预测这种病害原因是否已经停止，如果停止，再研究建筑物的修复，若还在继续发展则必须先处理病害。这就是我们勘察工作所要提出的处理病害工作的先后次序问题，至关重要。

1.5岩土工程勘察的主要内容

1.5.1对地层岩性的勘察

因为岩土工程地质条件最基本的要素和研究各种地质现象的基础是地层岩性，所以这是岩土工程勘察的最主要的研究内容。岩土工程勘察地地层岩性研究的内容包括：①确定地层的时代和填图单位。②分析各类岩土层的分布，岩性，岩相及成因类型。③分析岩土的工程性质。④掌握岩土层的正常层序，接触关系，厚度，及其变化规律等。

1.5.2对不良地质观察的勘察。

1.5.3对地质构造的勘察

①岩土层各种接触面及各类构造岩的工程特性。②软弱结构面的产关及其性质，包括断层的位置，类型，产状，断距，破碎带宽度及充填胶结情况。③岩层各种构造型式的分布，形态和规模。④近期构造活动的形迹，特点及与地震活动的关系等。

1.5.4对地貌的勘察

①进行地貌单元划分，分析地貌单元形式与岩性，地质构造及不良地质现象等的关系。②分析地貌形态和地貌单元的发展演化历史进行分析研究。

2.岩土工程勘察的方法

2.1传统重点勘察的内容

（1）岩土工程勘探中岩土取样工作实施分析。

（2）岩土工程地质钻探技术分析。

（3）混凝土灌注桩勘察分析。

2.2岩土工程勘察方法概述

2.2.1传统的岩土工程勘察方法存在的问题

A、勘察资料过于地质化。由于部门长期的条块分割，勘察，设计分散作业，加之岩土工程规范制定和新技术，新方法应用的滞后，以及专业设置过细，岩土工程本身的特殊性等原因。设计与勘察之间脱钩多，使得勘察提供的岩土工程信息通常以设计人员难以理解的形式出现。

2.2.2数字化地图与数字化设计系统间不够贯通

地形图是设计系统的底图或称基础数据，由于数字化地图中的某些环节技术条件朱成熟，与CAD设计软件的接口不匹配，很难顺利实现对接，设计系统不得不重新将勘察资料数字化，影响了设计系统CAD的推广应用。

2.2.3勘察信息数字化程度低

勘察部门提供的勘察信息往往以图纸，表格，文字等形式为主，内容上定性描述较多，这一方面造成设计人员对于勘察信息难于准确理解，另一方面造成对勘察信息处理，利用上的困难。

3.岩土工程勘察改进的建议

3.1加强勘察市场规范，监督和管理

①加强对勘察合同，勘察纲要的审查和管理，以防止盲目，无用的勘察。②加强勘察现场工作的监督，防止勘察造成假的产生。③加强对勘察报告的审查，严格审查勘察报告中的工作量勘探质量，资料数据分析及结论建议，重点把关基础基础选型论证，场地稳定性评价及施工建议等内容，防止勘察报告中只重视结论不注重相关重要建议的提出。④加强政府部门和社会相关监督机构对勘察市场的监督和管理，推行岩土工程监理体制，防止恶性竞争的发生。

3.2完善勘察市场制度建设

依法建立健全符合本世地特点的勘察招投标制，防止恶意压价，不鼓励低价中标，规定最低投标价格不低于新勘察收费标准，同时防止勘察单位与建设单位之间的“假合同”，“双合同”出现。

3.3明确责任，狠抓落实

稳定推进施工图审查管理工作。将建设工程设计审查纳入基本建设的程序中，把建设工程施工图结构安全和强制性标准执行情况的审查作为监管勘察质量最直接的手段，规定未经施工图审查或审查不合格的工程不得进行施工招标，不予办理施工许可证和工程竣工验收。

4.加强岩土工程勘探监理保障程度施工质量

我国现行建筑监理制度中，按工程建设阶段考虑，监理的工作范围确定为工程建设投资决策阶段，勘察设计招投标与勘察设计阶段和施工招标与勘察设计阶段和施工招投标与施工阶段，我国自1988年起，施工阶段的监理工作人员推行，取得了显著成效。从全国范围来看，投资决策阶段，勘察设计招投标与勘察设计阶段的监理工作刚刚起步，尚未形成系统，成熟的经验，相关的规范，规程尚未出台，在进行岩土工程勘探监理的过程中可以从开工准备阶段，勘察实施阶段。

5.结束语

岩土工程勘探是工程质量的重点，因此在进行勘探前要做好充分的准备，勘探过程严格按照规定进行，并通过监理的实施保障勘探工作的有效性和真实性，为工程质量的基础做好保管工作，这就是要求岩土工程勘探单位及人员要加强自身的责任心，为我国的经济发展做好基础工作。　[科]

【参考文献】

［１］常金铭.岩土工程勘探工作重点[M].北京:冶金工业出版社，2002,2.

［２］胡茂森.抓全面质量管理，促进工程勘察施工工业的发展[J].中国地质,1998,2.

［３］中华人民共和国住房和城乡建设部关于加强工程勘察质量管理工作的若干意见，建质，[2008]231号.

［４］雷贵宁.关于岩土工程勘察措施的改进与思考[J].中小企业管理与科技，2009，9，下旬刊.

勘探开发技术 篇4

关键词：煤矿,水文地质勘探,勘探技术

随着社会经济的发展, 煤炭需求量也逐年递增, 近年来, 在提高煤炭产量的同时, 煤矿水文地质勘探越来越受到相关社会工作者的重视。煤矿水文地质勘探是矿井建设生产阶段所进行的水文地质勘探, 主要是对煤矿地区的水质和水量等进行勘探, 为煤炭工业的规划布局和煤矿建设、安全生产提供水文地质依据, 并为水文地质积累资料。

1 煤矿水文地质勘探现状

对煤矿地区进行水文地质勘探, 可以帮助工作人员提前预测煤矿开采过程中可能会发生的一些问题, 从而采取相关的防范措施, 保证煤矿开采的正常进度。在设计煤矿地区给水排水方案时, 水文地质还可以为提供排水方向提供重要依据, 可以让设计人员制定方案充分利用矿坑水, 这可以相应的减少煤矿开采成本。

尽管对煤矿进行水文地质勘探具有重大意义, 但在现实工作中, 很多数时候水文地质勘探却没有得到应有的重视。许多煤矿水文地质勘探部门为了节约开采成本, 加快开采进度, 有些单位甚至仅凭经验和直觉, 以及些许推测, 就盲目开始煤矿开采, 这些都是导致近些年煤矿开采中事故频发的重要原因。另外, 随着社会经济的飞速发展, 人们对于煤炭的需求量逐年增长, 矿井深度不断加深, 地球的地质结构也越复杂, 煤矿开采工作所遇到的问题也越来越多, 越来越棘手, 给水排水工作也面临更大的挑战, 这都是煤矿开采工作所面临的尴尬现状。

2 如何改善煤矿水文地质勘探过程中存在的问题

对煤矿水文地质进行勘探的一个前提便是要将整个地下水系统都纳入勘探范围, 对整个地下水系统都进行全面深入的了解。认识其排泄规律, 给水排水状况, 才能充分利用地下水系统的优势, 避开缺陷, 从而节省煤矿开采成本。

另外, 在对煤矿水文地质勘探时, 要认识到煤矿开采的层位特点, 不能仅探测采煤层, 充水层和含水层也是勘探的重要内容, 要充分利用地下水系统知识, 对矿井涌水通道进行探测, 按照国家规定的勘探精度要求, 对于层位和结构复杂的矿区, 要分别开展深入、全面的探测, 确保水文地质勘探结果的准确性。

从目前的情形来考虑, 我国虽有许多种勘探方法, 但并不存在一种技术能同时适用于所有的煤矿水文地质勘探, 因此, 实际勘探工作中, 要根据不同的地质特点, 不同的地形特征和地理环境, 来选择多种不同的勘探办法, 以求能获得最为精准确实的数据。例如, 对于暗河管道充水矿床, 其管道位置直接决定给水排水方案的制定, 而其管道位置又绝大部分影响于地层的构造和裂隙的发育, 因此探测暗河管道充水矿床主要探测其管道位置。但对于岩洞充水矿床, 则主要对其内部填充物的腐蚀性进行探测, 因为岩洞充水矿床由于内部填充物的存在, 很容易在煤炭开采过程中发生涌水和地面坍塌事故。而岩溶充水矿床在勘探时主要集中研究其隔水和导水状况等。

3 煤矿水文地质勘探技术

随着科学技术的发展, 对于煤矿水文地质勘探也有了越来越多新的技术手段。

3.1 钻孔透视仪测量岩溶

钻孔透视仪的工作原理主要基于电磁波的传播特性。由于电磁波在不同岩性的岩层中传播的速度和距离都不尽相同, 在工作时, 将无线电发射机和接收机分别放置在两个钻孔内, 相距一段距离, 发射机作为点源发射电磁波, 经过岩层介质, 在另一端被接收机接收。利用这一特性, 钻孔透视仪可以用来探测碳酸盐层地区地表以下不同深度的溶洞和岩溶通道 (图1) , 这些数据可以为研究岩溶发育规律提供重要的参考, 对于孔间岩溶形态的探测, 即使是在500米或者更深处也能探测得到;在注浆帷幕上清晰地显示注浆效果, 还能方便地对突水点和堵水注浆巷道的位置进行比较准确的定位。

3.2 流量测井法

流量测井法通常用于探测钻孔不同深度横截面纵向流量, 对于有纵向水流的钻孔, 流量测井法可以用来划分隔水层和含水层, 探测含水层的层位、厚度、渗透性等。MDS-78I是一种流量测井仪, 因其具有稳定的性能和简便的操作而被广泛使用, 它的主要功能是流量和井径测量, 可连续测, 也可点测, 具体选用视实际情况而定。另外, 对于不同的试验井的测定结果评价也有不同的标准。

3.3 γ 射线找水法

γ射线找水法在上个世纪中期就被国外许多专家用来寻找水源, 而我国在1974年由原子能应用研究所提出引进了这种方法, 在对江、川中、湖北等许多地区进行了试用之后, 事实证明, 这种方法能够非常快速准确的探测出基岩的稳伏断层破碎带、裂隙带地下水的位置和分布情况。并且, 这种方法操作起来相对比较简单, 仪器携带也很方便, 所需投入的成本不高, 且能取得非常好的探查效果。因此, 经引进以来, 受到广泛的应用和改进。

4 结束语

煤矿水文地质勘探是一项重要但是十分艰辛的工作, 由于矿井地质条件差、断层发育、煤厚变化大、岩层地质条件复杂, 水文地质勘探更面临巨大的挑战, 因此, 在勘探过程中要充分考虑各种因素, 结合新知识, 灵活运用多种勘探技术和手段, 及时更新动态资料, 仔细分析, 为煤矿开采工作提供最及时、最全面的地质信息。

参考文献

[1]万红丽.煤矿水文地质勘探问题及对策探析[J].技术与市场, 2014.

[2]刘飞虎.煤矿水文地质勘探现状及新的勘探技术分析[J].内蒙古煤炭经济, 2012.

[3]李大为.浅谈煤田水文地质勘探技术方法[J].科技信息, 2012.

煤炭地质勘探技术发展 篇5

3.1开发井下勘探技术

根据近几年国内外煤炭勘探研究表明，近期不可能用地面勘探方法对落差小于5m、长度小于150m的小断层和小型褶曲进行勘探。

所以世界各国一致认为，在进行煤炭开采前，要对井下进行全面的勘探工作，主要使用的是矿井物探和沿煤层钻进方法。

根据煤层密度比上下围岩小的特点，在70年代末国外首次使用了槽波地震勘探技术对井下煤层构造进行勘探。

随着探地雷达技术的快速发展，一种新的井下勘探技术――Rock雷达系统被开发利用。

3.2发展水平钻进技术

二十世纪八十年代以来，一些科学技术比较发达的国家愈加重视使用水平钻进方法沿煤层钻进，并开发了与之相适应的随钻测斜技术。

随着现代科学技术的不断进步，水平钻进技术除了能在井下沿煤层钻进外，还可以在地面沿垂直―圆弧―水平线轨迹进入煤层钻进。

3.3应用煤炭遥感技术

随着计算机技术的不断发展，空间遥感技术越来越多的运用到煤炭勘探中来，并初步形成一套比较完整的煤炭遥感科学体系，对煤田环境、煤炭资源进行监测，不仅提高勘探速度，而且实现了半自动化、半智能化操作，相信日后可以完全实现智能自动化。

3.4完善综合勘探技术

随着科学技术的不断进步，煤炭勘探技术也呈现多元化趋势。

英国煤炭企业在利用三维地震勘探测出较小的断层后，还不断进行钻孔技术研究，并提出一种岩层显微扫描仪器对断层等构造特征进行分析，同时借助专用软件，用组合测井确定岩石类型、渗透率、孔径等，不仅可以有效提高勘探效率，还能提供合理的开采方法。

3.5动态地质勘探技术

在煤炭开采时，常出现井下地质灾害，而这些灾害本质上是一种动力地质现象，具有动态特性。

所以在进行动力地质现象预测时，不仅要根据原始的静止数据，而且要对岩煤层应力随时间变化而变化的动态数据进行监测并分析，实行动态地质勘探工作。

3.6加快建设信息技术

目前，计算机技术及信息技术已广泛运用到煤田地质勘探中。

随着现代高新技术的发展和引用，比如大容量存储、多媒体、人工智能和神经网络等，煤炭勘探可采用人机对话的方式对勘探数据进行显示、分析、处理等，逐渐向自动化操作转变。

4结束语

总而言之，煤炭在我国社会主义市场经济发展中占有重要地位，随着我国经济的快速发展和科学技术的不断进步，煤炭地质勘探技术不断提高和完善，大大提高而来煤炭开采效率和质量，促进了煤炭工业的经济发展。

为此，煤炭企业要坚持科学发展观，不断进行技术创新，提高煤炭资源开采能力，保证煤田的健康发展，促进我国社会主义市场经济的可持续发展。

参考文献

[1]徐斌.浅谈我国煤炭地质勘探技术发展[J].黑龙江科技信息，(19).

[2]高智超.浅谈煤田地质勘探技术发展趋势[J].科技致富向导，(11).

[3]李建华.浅谈煤田地质勘探前沿发展趋势[J].城市建设理论研究，2012(28).

地质找矿中勘探技术的应用探讨 篇6

关键词：勘探技术；地质找矿；运用

一、前言

矿产勘查中区域找矿技术是随着找矿水平不断发展而发展起来的技术。经过不断的发展，目前矿产勘查中区域找矿技术已得到了不断的发展，成为一门实用的技术。

二、矿产区域找矿的基本思路

在基础地质科学理论和经验研究的指导下，运用各种找矿技术手段和措施方法，比如物化探，地质探查，遥感，槽钻坑探工程等等，结合工程的实际情况系统收集勘探区域内所有的地质矿产信息数据资料，详细的了解或者查明勘探区域的地质特征，含矿特征，矿产质量，资源储量，以及采选冶炼条件等等信息。进而为矿产区域找矿技术方案规划设计提供重要的参考数据。由于过去的技术条件和资金等因素的制约，单个矿种或者矿床在过去的找矿工作中占据主要的地位，但是这种方式对于找矿人的个人思维以及视野造成限制，，有利的因素在于对于铜矿，金矿等变岩型矿产的采集，使得一种矿产被挖掘时候整个矿床失去了利用价值，带来严重的资源浪费。综合区域找矿以及勘测技术的发展使得找矿的目的扩展到了多矿床多组合系列，有利于开发采矿系统，充分查找潜藏的矿种以及矿床类型。

在勘探技术的基础上进行生产探矿，详细查明近期开采地段矿体的地质特征，矿体的产状、形态和空间位置，矿体的规模，矿石质量及工业品级，矿体开采的技术条件，水文地质条件和加工技术条件，达到储量升级，为制定矿山采掘有计划进行开采设计，提供可靠的地质技术依据。及时对采掘工程揭露的地质现象进行地质调查工作，系统收集原始地质资料，矿石质量测定资料，并经过综合整理对原有地质资料进行不断的补充和修改，编制为矿山生产所需要的成套地质资料。按期计算并分析地质储量和生产矿量（三级矿量）的保有和变动情况，开展贫化与损失的计算和管理工作。进行矿山采掘生产，地质技术等经济管理。

三、矿产区域找矿关键技术

1、新一代航空物探找矿技术

新一代航空物探技术的主要目的是在各种地域（中高山区、沙漠、海洋）等区域，通过航空物探实现中大比例尺、高精度、多方法、多参数的测量找矿，也就是利用航空快速测量优势，为矿产找矿的地质调查开展提供先导的参考资料，从而有效提高找矿工作效率和准确性。

2、新一代电勘查找矿技术

为适用于山区矿产资源普查找矿和进行区域性电性调查，利用完善被动源电磁法、轻便型主动源电磁法、以及激电法等先进的技术方法，可以实现对矿产区的电性进行多功能、多分量、多参数、同步频域、时间域的动态测量和信息收集，从而为矿产区域找矿提供详细的数据资料，有效提高找矿工作效率和准确性。

3、复杂介质条件下的地震勘查技术

地震勘查方法对于矿产区深、浅目标均能详细探测，可用于复杂介质条件下的多种类型地震波分析工作。在地质结构条件较为复杂矿产区，尤其对于金属矿区而言，可以对不同地质-地球物理模型开展多类型地震波的数学和物理模拟分析研究，进而提出更加符合实际情况最佳地震勘查波类型的组合，进而形成完整的诠释系统，提高找矿效率。

4、“直接”探测矿产的新方法、新技术

相当多的矿产具有该类物质专属的物理特性，研究和探索出能够“直接”探测矿产的新方法、新技术是地质勘查找矿非常重要的工作内容。利用改进谱激电法，从而研究开发出压电、压磁、震电磁辐射、核电磁辐射法及各类极化曲线法等技术方法，跟踪世界新原理物探方法的动态和吸收物理、化学等在矿产找矿中的新技术、新方法、新发现，从而有效提高矿产找矿工作效率和准确性。

5、物探智能化多参数互约束解释系统

为提高矿产找矿过程中解决地质问题的能力，往往需要采用将多种方法综合起来，结合计算机自动化、智能化等技术手段，形成地质与物探等多参数相互约束的二维及三维定量诠释模型系统，并结合工程实际情况，在工程中进行单参数实用技术三维反复演练，研究和开发出多参数解释、互约束反演及联合反演技术系统，实现对找矿信息资源的动态可视化管理。

四、勘探技术在地质找矿中的运用

1、磁法

由于不同的地质体具有不同的磁场特征，因此，可以通过磁法来对矿物进行勘探。磁法通过仪器对矿产进行探测，能够准确探测出矿产的前提是矿产内部存在着磁性的差异，且这种差异能够达到被仪器所捕捉到，且能够进行识别，三个条件具备则磁法能够很好的应用，该技术的难点也在于探测数据可能的多解性，矿产与岩石间可能具有微小的电磁差异，软件的精确度较低时难以发现之间的区别，也就无法探测出矿产的存在，目前最新的磁法为瞬变电磁法，其不受地形影响且分辨能力强、探测精度高，易于探测到覆盖层下的良导电体，该中方法的探测深度可达300一400m，自上世纪该方法被应用以来已经相继发现了一批隐伏的、埋藏较深的金属矿藏，目前该种方法在国内已处于普及阶段。

2、电法

其应用的前提是矿产中存在着明显的电阻率差异，从而能够得到接触带的位置、形态及向下的变化趋势，该种方法探测深度可达l000m左右，国内招金集团在多处矿山应用该种方法预测靶区，其中有6处在800一1000m深度范围内发现矿体，该种方法目前在国内处于推广阶段。目前常用的电法勘探方法有电阻率法、充电法、激发极化法、自然电场法、大地电磁测深法和电磁感应法等。

3、井中物探法

井探法通过在井壁四周和钻孔底部的信息，对井旁或井底的盲矿进行探测、判别是否存在矿产的方法，该方法的突出的优点是可以把场源或测量装置通过钻孔放入地下深处，使其接近深部探测对象，因此它发现深部隐伏矿的能力往往比地面物探方法要大。目前该方法主要包括井中磁测、井中瞬变电磁法、井中激发极化法以及井中充电法等，西方发达国家这种方法应用较为普遍，根据井的深度不同其工作深度最大可达300Om左右，探测范围可延伸至为井周200一300m的半径范围内。该种技术应用的典型范例为哈萨克斯坦在库斯穆龙矿田内成功的探测到埋深为700m的块状含铜黄铁矿矿体以及埋深为2400多米的维克多铜镍矿床等。

4、大比例尺航空物探法

该方法主要通过航测的手段对矿产进行勘测，因此具有远距离、快速获取地质信息的特点，该方法将航空物探资料与区域地球化学和地质理论相结合，从而研究一定区域内的矿产分布情况，随着我国信息化水平的提高以及探测能力的提升逐步形成了航测、电测、放射性相结合的综合探矿方式，通过与全球卫星定位系统的结合能够在大范围区域普及和矿区深部找矿中发挥巨大作用。

5、地震勘探技术

地震勘探是利用

地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。主要包括反射法、折射法和地震测井法，其基本原理是利用地震反射技术来探测到潜在反射体并对其加以成像，其形成取决于矿床或反射界面与周围介质间存在的声阻抗差异和该反射體的几何特征，二者综合为岩石的声阻抗并将其作为反射技术能否成功利用的先决条件。地震勘探是钻探前勘测石油、天然气资源、资源地质找矿的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。

五、结束语

矿产勘查中区域找矿技术的应用水平越来越高，随着找矿技术的进步，矿产勘查中区域找矿技术的应用会越来越先进，其所发挥的作用也会越来越大。

参考文献：

[1]黄冬梅矿产的区域找矿技术田技术与市场，2012，28（6）

[2]谢必树矿产区域找矿技术方法研究分析田科技资讯，2012，（6）

[3]周为，陈强矿产的区域找矿技术田科技风，2012，（9）

勘探开发技术 篇7

近年来, 随着中国煤炭行业的发展, 煤矿水文地质勘探技术得到了较快发展, 煤矿水文地质勘探技术的发展又极大促进了中国煤矿勘探技术和开采技术的进步。煤矿水文地质勘探技术在煤矿开采的过程中起着至关重要的作用, 水文地质勘探不仅能够对不同特征的煤矿区进行设施较完善的检测, 还能合理有效地对该地区进行水文地质的开发利用, 由此水文地质勘测技术在提高煤矿质量、奠定煤矿开采产量等方面具有不可替代的地位。本文通过对煤矿水文地质勘探的现状以及存在的问题的分析, 提出相应的建议, 并分析了煤矿水文地质比较常用的勘探技术, 希望能为我国的煤矿水文地质勘探事业做出应有的贡献。

1 煤炭水文地质勘探的目的

首先, 对矿区进行水文地质勘探能够使施工人员详细的了解到当地的地质情况, 并且能够预测到矿坑的涌水情况并提前制定采取防范措施, 从而避免意外事故的发生。其次, 可以提前了解到在开采矿物过程中出现的一些突发状况, 能够及时的针对出现的突发状况制定相应的预防措施和解决方案。第三, 提供专业的数据给设计人员, 这样他们可以设计出完美的给水以及排水方案。排水方案设计人员通过水文地质勘探的结果能够制定出合适的方案, 充分利用矿坑水降低成本。

2 煤炭水文地质勘探现状

2.1 煤炭水文地质勘探与时代发展存在不一致

我国的水文地质勘探情况相比较国外的发达国家来说还有一定的差距, 整体的发展还比较落后。加上煤炭企业发展也逐渐出现不协调的情况, 对于煤炭水文地质勘探来说则出现了与时代发展不一致的情况。在计划经济时代, 其主要是依靠国家专家来进行, 其勘探的水平相对较高。而近现代之后, 勘探工作需要的人员比较复杂, 一些矿井为了节省开支甚至取消了勘探工作, 让勘探工作的发展出现了与时代不相符之处。

2.2 对水文地质勘探工作重要性认识不足

煤炭水文地质勘探工作对于煤炭的开发和安全生产具有重要的意义。但是当前很多煤矿企业对于此方面的工作并没有足够好重视, 或者工作的态度不够端正, 或者没有投入相应的人力财力, 这都与煤矿管理者的期望值相违背。煤矿管理者对于勘探工作的重要性缺乏认识, 导致许多的矿井在生产前往往只进行基础的勘探工作, 对于关键工作的开展则没有深入进行, 不利于煤矿的安全生产。

2.3 开采煤矿深度的加大使水文地质勘探的困难加大

近年来, 随着中国煤炭产业高速发展, 煤炭开采呈现开采深度不断增加的趋势。但是, 水文地质勘探技术并没有因为其勘探深度的增加而获得相应的提升, 很多较深的地质情况仍然无法进行勘探, 中国原有的勘探技术在一定程度上出现了停滞的情况, 包括煤矿排水设计也受到了一定程度的限制。

2.4 煤矿水文地质环境日益复杂

我国煤炭的需求量已经呈现出了日益增长的态势, 而与此同时煤矿水文地质环境也发生了显著变化。但是, 就目前我国的实际情况来看, 所应用的勘探技术还比较落后, 加上不断出现新的问题, 都让煤矿水文地质勘探工作面临着新的困难。水文地质的变化对于地质勘探工作的开展也提出了更高的要求和标准, 对其要求煤矿勘探需要尽快寻找到更好的、最佳的解决策略, 从而保证我国的开采事业不断进步和发展。

3 煤炭生产中勘探工作需要优化完善的技术方法

矿区严重缺乏水资源且水源污染比较严重以及矿井水体有害物质较多等水文地质问题, 严重的影响到了煤矿生产工作的顺利实施, 勘探人员要想让勘探工作更好的进行, 就必须对勘探技术和方法进行不断的优化, 对其所产生的问题有效解决。

3.1 槽探勘探手段

此手段主要应用的范围是露天煤矿的开采, 其能够有效提升开采的效率和质量, 让露天煤矿的开采获得更好的发展。槽探勘探主要是对地表的覆盖物进行铲除, 从其中选取最优的样本进行检验, 从而对其矿体的情况予以查明。此方法应用起来非常简单、便捷, 矿床地质条件非常清晰, 是地质勘探中非常重要的一种勘探方法。槽探工程的布置形式是以矿体或地质体的展布形态来确定的。

3.2 采用物探技术勘探手段

此方法的应用主要是采取分辨率较高的三维地震法和电磁法配合应用的综合技术, 其能够结合当前更加现代化的手段和方式, 对煤矿水文地质进行勘探, 并能够对各种技术进行充分的利用, 一方面让煤矿地质勘探更加精准, 另一方面也能够让各种高新技术得到充分的应用。三维地震法是以野外踏勘的原有钻孔资料为基础, 借助自身的数字记录功能, 对震动状况下的矿区发出的地质信号进行记录, 从而对煤矿的地质情况进行勘探, 其主要以三维立体图的方式来进行展现, 可以让勘探人员更加清楚明白地看到地质的情况, 从而做出更加直观、高效的、精准的判断。电磁法主要包括可控源音频的大地电磁法, 它借助于电磁反应, 对矿区地质岩溶裂缝隙程度进行考察, 以及砂岩水的分布状况等进行勘探, 对断层等地质构造的导水性能、压盖隔水层的厚度等进行解释。

4 结语

对煤矿水文地质问题和勘探技术方法的探索对促进中国煤矿勘探及开采技术的发展具有重要意义。依赖现代信息技术和控制技术, 水文地质勘察技术已经可以高效地为煤炭安全生产做出贡献了, 尤其是在以上的勘探技术上的帮助下, 它大幅度的提高了水文地质勘察效率和准确性。从长远来看, 信息化、网络化、综合化仍是勘察技术的突破方向, 并要遵循“三个结合”的原则, 通过这样的检测以及勘探, 相信我国的煤矿水文地质勘察越来越趋于完美化。

参考文献

[1]黄建中.浅议煤矿水文地质勘探技术[J].煤炭科技, 2015 (03) .

勘探开发技术 篇8

目前,在国内物探技术中,能直接查明采区中小型构造既经济又有效的方法就是三维地震勘探,自实施以来,采区三维地震勘探技术得到了迅猛发展和广泛应用。

矿井下开采皆采用普通综采和综采放顶煤,因此工作面布置对构造控制的要求较高,尽量避开5 m以上落差的断层,最大限度减少3 m~5 m落差的断层。近十年的开采实践证明,三维地震勘探成果对优化采区设计,避免或减少地质风险,促进瓦斯综合治理和提高资源回收率等方面起到了重大作用,是矿井高产高效建设的可靠地质保障。

1.1 控制断层

几年来在三维地震勘探区开采实践表明:三维地震勘探基本准确控制了落差5 m以上的断层,其平面摆动一般不超过15 m,准确率达90%以上;落差3m~5 m的断层基本控制;主采的13-1煤层中3 m以下的断层在时间剖面上大部分有所反映。

1.2 控制煤层及基岩面起伏形态

三维地震勘探控制煤层及基岩面起伏状态是连续的,是钻探无法相比的。它不仅可以确定总体形态变化,而且波幅大于5 m的褶曲及局部倾角变化也能准确的反映。根据多次开采实践,三维地震勘探确定煤层及基岩面形态是可靠的,能真实地反映煤岩层起伏规律,满足了采区设计及施工的要求。

1.3 控制煤层底板深度

在三维地震勘探区开采工作面揭露煤层底板实际标高,与三维地震解释标高对照,统计点数117个,解释深度误差1%以下87个,占74%;深度误差1%~2%之间的24个,占21%;深度误差在2%以上的6个,占5%。深度误差超过1%的总计占26%,究其原因,主要因为没有充分利用已有钻孔、井巷见煤点标高;其次是新地层厚度与岩性结构变化的影响[1]。这些因素致使波速取值不准,影响了解释深度的准确性,如:在新地层相对薄一些的部位其解释深度大于实际深度,反之,解释深度小于实际深度。

2 吉林地区某矿地质构造特点及其对安全生产的影响

此次开发矿区为全隐蔽式,煤系地层上覆第四系松散层,松散层厚186.5 m~483.5 m,含煤地层为石炭二叠系,共含定名煤层34层,定名煤层总厚34.75 m,其中可采煤层或局部可采煤层13层,可采煤层总厚27.67 m,主要集中在二叠系山西组和上、下石盒子组,目前矿井开采13-1煤和11-2煤,13-1煤层均厚3.94 m,11-2煤均厚1.70 m,主要作为解放层开采。

矿区总体上为一单斜构造,煤岩层产状一般为200°~240°、∠5°~∠15°,受区域南北向挤压作用,井田内发育次级褶曲,即董岗郢向斜和叶集背斜,井田构造复杂程度中等,断裂构造较发育。矿井自投产以来实际揭露情况表明:除钻探查明20 m以上落差的断层外,10 m以下落差的断层尤为发育,地质钻探控制断层的精度满足不了矿井高产高效发展的要求。同时由于矿井为“双突”矿井,地质构造附近极易发生瓦斯涌出异常,给采掘生产带来了极大的安全威胁。自建井以来共发生13次煤与瓦斯突出事故,基本发生在构造附近,构造对井田瓦斯的分布起主导作用。因此,进一步查明井田地质构造,尤其是断层,对矿井瓦斯综合治理,降低地质风险,促进矿井高产高效建设,意义尤为重要。

3 三维地震勘探成果的应用

3.1 优化采区设计,合理布置综采面,减少工程施工的盲目性

由于矿区断裂构造较发育,特别是落差5 m~10 m的断层。地质构造是直接影响综采工作面合理布置的主要地质因素,因此,利用先进的三维地震勘探技术查明采区地质构造发育情况,对于优化采区设计至关重要。综采工作面均布置在三维地震勘探区内,不仅最大限度地避开落差5 m以上的断层,而且顺沿断层走向拐弯布置,尽量延长工作面的走向长度;改变原先设计的采区边界与范围,跨采区联合布置工作面,这样既能加快工作面的准备速度,又能减少开拓准备工程量及工作面搬家次数,为矿井高产、高效奠定有力的基础,如1412(3)工作面,轨道顺槽施工560 m后为避开落差达16 m的F20-1逆断层,工作面斜长由140 m变为105 m,轨道顺槽沿F20-1断层走向继续施工950 m,从而使该面走向长达1 510 m。

由于井田内发育有次一级的褶曲董岗郢向斜和叶集背斜,对采区设计和工作面布置制约很大。利用三维地震勘探控制的煤层起伏形态设计走向长壁工作面两巷均布置在褶曲同一翼,以避免工作面跨褶曲轴部开采带来的不利影响,如1542(3)工作面布置在董岗郢向斜北翼,紧邻轴部;根据该技术对基岩面的准确控制,合理留设防水煤岩柱,缩小防水煤岩柱,提高上限开采,如1211(3)及1412(3)工作面提高15 m防水煤柱开采,两面在掘进及回采过程中未出现水患。

3.2 动态解释布置工作面

由于物探方法是一种间接手段,同一种地质现象可能会出现多种解释,特别是对小断层的解释。但三维地震勘探获得的全部信息,以数据体的形式保存,在使用中能任意切割数据体,并能以多种形式灵活地显示和输出,做任意方向、比例的剖面和水平切面,因此,我们把实际揭露资料与勘探资料进行对比,以实际资料为基础对三维地震勘探资料进行动态解释,则更符合实际情况。

工作面走向长度和倾斜长度,设计时对上述3条断层主要考虑了三个因素:即3条断层控制可靠程度及其摆动范围;断层走向延展长度;留设多少断层煤柱既能保证安全施工,又能最大限度地回收煤炭资源。针对上述三个问题,通过上机操作,利用任意方向切割时间剖面的优点追踪断层的发育情况,进一步进行偏移归位,结合该块段的地质条件和已揭露验证的成功经验,认真分析总结,认为断层落差控制可靠,但其位置有一定摆动范围,并圈定断层最大平面偏移距,以最大偏移距来确定轨顺位置;而断层走向上延长状况将直接影响工作面走向长度,断层虽然可能延长,但最大不会超过10 m,在留设20 m煤柱的基础上,将该面走向延长20 m,即工作面走向长由原来的1 300 m增至1 320 m。通过动态解释后布置工作面,避免了地质风险,既考虑了安全生产,又提高了资源回收率。

3.3 指导预测预报工作,防治煤与瓦斯突出

此矿井为煤与瓦斯突出矿井,构造附近煤层厚度、结构、构造等均发生一定变化,煤层孔隙小,渗透性差,为瓦斯保存和呆滞提供了良好的条件,煤体又疏松,主要呈鳞片状及粉末状,极易破碎和抛出,且瓦斯解吸、放散速度快,而煤系地层又具有高度弹性,地应力在煤系地层中不断聚集,同一应力场中各个部位的应力是不均衡的,有的部位应力聚集较集中,由于采掘关系破坏了原来的应力平衡,极易形成残余应力的突然释放,进而引起瓦斯涌出异常甚至突出,给采掘生产带来极大的安全威胁。开采实践证明:利用三维地震勘探技术控制小构造的发育情况,对指导预测预报、防治煤与瓦斯突出、促进瓦斯综合治理工作作用尤为重要,自大力推广应用三维地震勘探技术以来,矿井未发生一起煤与瓦斯突出事故。

3.4 目标处理技术

吉林某矿区早期三维地震勘探主要针对13-1煤层和8煤层,对11-2煤及其他各煤层均未进行地质研究,由于十年的开采地面已形成大面积积水区,无法也不可能再次实施三维地震勘探,为此,随着三维地震技术尤其是处理解释技术的进步和发展,我们利用原有三维地震数据体,专门针对某一或多个目的层(如11-2煤),采用一系列更新的处理技术,突出目的层反射波能量,提高信噪比,使其同相轴加强且不失真,地质现象的反映更为清晰,从而达到了解释目的层小构造的目的,该项技术是一种资源的再利用,具有广泛的推广使用价值和应用前景,经济和社会效益显著。该项技术已在潘三矿11-2煤的17151(1)及1442(1)工作面的得以应用,效果较好。如利用该技术解释成果,对1442(1)工作面设计进行了调整,原设计方案沿F20走向布置,轨、运顺为一条直线,方位角298°21′,而目标处理技术解释走向逆断层Fn H=0 m~8 m正好位于工作面内,靠近轨道顺槽,由于11-2煤较薄1.7 m,断层落差较大,工作面无法回采,故顺槽方位由298°21′调整为291°35′以避开Fn断层,同时又兼顾下阶段的1452(1)工作面布置,上下顺槽在中部再次改变方位角,由291°35′调整为298°,基本沿Fn断层走向布置。目前该面已回采结束,面内三维目标处理解释小断层13条,其中落差3 m~5 m一条、0 m~3 m的十二条,实际揭露落差大于煤厚1.7 m的断层10条,验证9条,准确率达70%。

4 应用效果

三维地震勘探技术作为一种先进的地质勘探技术在潘三矿得到广泛深入的应用,认真总结勘探三维地震技术应用成果,不断提高对三维地震勘探技术的再认识,对优化采区设计,避免地质风险,提高资料回收率及加强瓦斯地质研究起到不可估量的作用,取得了显著的经济、安全、社会效益[2]。

4.1 经济效益

三维地震勘探技术的广泛应用,优化了采区设计,经济效益显著,如1532(3)工作面延长20 m,采出煤量2×104 t,1211(3)及1412(3)工作面提高15 m防水煤柱回采,多回收煤炭30×104 t;1471(3)工作面避免了无效进尺,节约巷道支护费用。该技术的应用最大限度地避免地质风险,如果发生一次意外的地质变化,往往造成上千万元的损失,如在没有实施三维地震勘探的1511(3)工作面,在工作面中部揭露一落差达10 m的正断层,工作面被迫过压搬家跳采,1721(3)工作面掘进时遇无煤带,被迫改造工作面,重新做顺槽,报废巷道620 m,损失掺重。

4.2 安全效益

根据三维勘探地震成果,结合钻孔资料,对构造进行准确地预测预报,有效地指导了安全生产,避免重大安全技术隐患,促进瓦斯综合治理工作,杜绝了煤与瓦斯突出事故的发生。

4.3 社会效益

矿采区设计及工作面布置均利用三维地震勘探成果及动态解释成果,更多地回收煤炭资源,如:1241(3)、1432(3)工作面分别多回收煤炭资源13.6×104 t、27.0×104t。根据断层赋存状况沿断层走向方向拐弯布置工作面,如1442(1)、1412(3)、1211(3)等工作面,减少了断层煤柱及阶段煤柱,提高了资源回收率,延长矿井服务年限。

摘要：三维地震勘探技术以精度高、控制程度高而被广泛应用于煤矿采区勘探,对优化采区设计、避免或减少地质风险、促进瓦斯综合治理和提高资源回收率等方面有重要作用,而且经济、安全、社会效益显著,是矿井高产高效建设的可靠地质保障。

关键词：三维地震勘探,矿井地质,地质保障

参考文献

[1]何樵登.地震勘探原理和方法[M].北京:地质出版社,2010.

勘探开发技术 篇9

水文地质勘探工作是煤炭生产开采的重要基础, 其质量的高低对矿井生产效率有显著、直接影响。纵观中国矿井现状, 不难发现水文地质状况复杂多变已成为制约矿井生产有效、高效进行的重要因素, 如何依据矿井实际情况选择合适的勘探技术成为众多矿井实现进一步发展的必然需求。

1 煤矿水文地质勘探特点与目的

水文地质勘探工作作为始终贯彻煤炭生产所有环节的组成要素, 是矿井建设、生产及扩建顺利进行的保障之一。勘探时期工作重点为资源勘探, 用以提供特定地点的资源勘探报告。在矿井生产时期, 其工作重点是向生产部门提供相关地质水文报告, 为煤炭开采与井下水治理提供参考[1]。

煤矿水文地质勘探工作的目的大致可归纳为三点:a) 通过勘探作业预判井下涌水情况。通过水文地质勘探可以对开采地周边地质条件进行详实了解, 便于以此为基础对井下涌水情况进行预判并制定针对性的预防手段, 避免生产时出现涌水事故;b) 预测生产可能发生的异常状况并制定防治措施。通过水文地质勘探工作可详实了解矿井周边地质环境, 从而及时发现生产中可能出现的异常状况并加以防范, 以保障生产顺利进行;c) 为排积水设计提供依据。井下排积水系统是保障矿山生产顺利进行必不可少的保障要素, 水文地质勘探工作可实现对矿井周边环境充分调查, 从而为设计人员的排水设计提供必要参考, 有助于充分运用环境有利因素, 节约生产成本。

2 煤矿水文地质勘探工作现状分析

水文地质勘探工作受到多种外界因素影响, 中国现阶段勘探技术仍相对滞后, 具体可归纳为下述几点:

a) 相较欧美发达国家, 中国水文地质勘探技术研究起步晚, 整体发展相对滞后, 同煤炭生产的高速化发展已严重不协调。在经济计划时期, 中国煤矿水文地质勘探工作均由国家专业部门进行。但改革开放后, 随煤炭产业快速发展, 专业勘探人员出现供不应求的现象, 许多矿井为尽快实现生产直接省略了前期的地质勘探工作, 使得出现勘探工作的断档期, 制约勘探技术发展;

b) 对水文地质勘探工作重要性认识不足。煤矿投建前若实施详实的水文地质勘探工作, 不仅需要投入大量人力物力, 还会耗费大量时间, 这于煤矿管理者尽早投产的期望是相悖的, 加之管理者对于勘探工作的重要性缺乏认识, 许多矿井在生产前往往只进行最基础的勘探工作;

c) 采深的加大使水文地质勘探困难加大。近年来随中国煤炭产业高速发展, 煤炭开采呈现采深不断增加的趋势。而随着采深增加, 井下水文地质环境也变得更加复杂多变, 中国原有勘探技术难以满足实际需求, 煤矿排水设计与正常生产受到极大限制。

3 新型水文地质勘探技术

3.1 钻孔透视仪技术

钻孔透视仪技术是借助无线电波有关原理对岩层中存在的溶洞或岩溶通道进行探测的一种全新技术手段。其原理为无线电波在不同介质中的传播性能存在差异。具体使用方法为在相距一定距离的两个钻孔中分别安设无线电发射装置与接收装置, 电磁波发出后经由介质传播被接收装置捕捉, 随后通过定量分析发射的电磁波及所接收电磁波特性, 即可判定岩层中溶洞或岩溶通道位置, 从而为矿井生产提供指导[2]。

3.2 瞬变电磁法

如图1所示, 通过瞬变电磁法进行水文地质勘探时, 先在地表布置线框随后向其中输入阶跃电流, 当电流被突然中止后, 线框下方空间会形成感应场以维持通电状态下的磁场, 而这种感应场会伴随时间的延长逐渐向地层下部传播并出现能量逐渐衰减。此时通过观测感应场能量变化情况分析即可获得地层由浅至深的整体结构, 从而达成对矿井水文地质状况的有效勘探。一般而言, 地层结构中电阻率同岩石湿度存在关联, 当岩石湿度较高时, 其电阻率越小。此外, 断层位置的电阻率还同岩石的破碎性及岩层富水性有关, 岩石越破碎、含水量越大, 则岩层电阻率越高。依据这些特性通过瞬变电磁法即可快速辨别部分特点水文地质条件。

通过瞬变电磁法进行矿井的水文地质勘探具备下述几点优势:a) 形成的感应场具备良好的穿透性, 不会受到地形改变的影响, 勘探结果精准度较高;b) 样本数量庞大, 通过有效的数学手段对数以千计的相关数据展开综合分析, 可真实、准确地反映矿井周边水文地质情况;c) 通过瞬变电磁法原理不难发现, 该方法测量中不存在一次场, 这使测量所得数据对地层结构的反馈精准度更高, 测量结果更加真实可信。

3.3 γ射线找水法

γ射线法最早在20世纪50年代由日本运用于水文地质勘探中, 中国在20世纪70年代开始将其运用到水文地质辅助勘探中, 并先后在多地取得良好的应用效果。通过实际应用表明, 这种方法在探寻破碎地层或裂隙发育地层中的地下水上具有显著效果, 而且其仪器设备有简便、探测精准度高、不易受地形因素影响等诸多优点而获得广泛应用。

γ射线找水法原理是通过测定指定区域γ射线横纵向分布情况, 随后通多对相对数量大小的风险判定基岩断裂位置, 从而实现找水的目的。一般而言, 基岩中近似计算水量可由下式获得:

式 (1) 中, W为近似计算水量, m3/s;K为地下水通道常数;R为γ射线峰值;S为射线异常区域宽度, m。

由于这种方法是通过分析断裂带构造实现测算基岩水含量, 因此还被称为间接找水法。通常情况下, 这种方法多应用于表土层覆盖地段, 地测井γ射线频率同深度关系如图2所示。依照这一方法进行含水量测算, 必须充分考虑勘探地周边实际地质环境, 并以此为依据调整实验相关数据, 且推算得出的含水量只可充当参考依据, 不可充当理论依据。

3.4 流量测井法

流量测井法是现阶段中国应用较广泛的水文地质勘探手段之一, 通过测定不同深度截面在不同断面方向的流量, 掌握不同深度含水层的厚度、水位、渗透性等相关数据, 并通过这些数据划分地层含水层与隔水层, 从而确定勘探地区的水文地质状况。相较于过去的勘探手段, 流量测井法可通过一次测量即获得所有数据, 不仅节约大量人力物力, 更能够实现对含水层动力特性的全面详实测定, 多应用于矿井前期找水与后期水灾防治。需注意的是由于该方法结论多通过模拟曲线表示, 对其可产生影响的要素相对较多, 这使流量测井法无法应用于精准度要求较高的定量测量中, 且获得的数据也无法借助计算机分析。

4 结语

改革开放以来, 伴随中国煤炭产业高速发展, 国内煤矿水文地质勘探技术也获得一定提高。但是当前中国煤矿水文地质勘探技术相较发达国家仍存在诸多不足之处, 现有水文地质勘探技术已无法满足煤炭生产进一步发展的需求。鉴于此, 中国必须加大投入科研力量, 结合中国煤炭开采特点, 创新水文地质勘探工艺, 从而为煤炭生产进一步高效发展提供保障。

摘要：以煤矿水文地质勘探为研究对象, 首先分析煤矿水文地质勘探的主要目的与当前现状, 随后介绍现阶段几种新型勘探技术, 希望能够给广大同行一些借鉴之处。

关键词：煤矿,水文地质勘探,勘探现状,勘探技术

参考文献

[1]苏明金, 李源.拟流场测漏在煤矿水文地质勘探中的应用[J].煤矿安全, 2013 (1) :139-143.

勘探开发技术 篇10

如今, 我国在煤炭开采方面的机械化率已经达到70%以上, 随着矿井煤炭的开采其延伸的程度会不断加深, 而其中多种因素如地质构造、瓦斯层、矿井水等所产生的安全风险也会随之加大, 传统的地质勘探方法无法应对井下复杂的地质状况, 因而必须要在勘探技术方面有所突破。地球物理勘探技术在煤炭领域中的应用是煤炭勘探技术一种创新。通过地球物理勘探技术能够使对煤炭矿藏的勘探更加精准, 并且能够对井下的地质构造、瓦斯层、矿井水的情况更加清晰的呈现出来, 从而为煤炭开采提供更加全面的数据, 对促进煤炭勘探技术的发展具有非常重要的意义。煤田地质勘探工作中, 通常所采用的策略是物探先行, 而后应用物探和钻探相结合的方式来对煤田状况有更加清晰的认识。对于煤田而言, 在物探方面主要涵盖两个部分, 一是地面物探, 其中所采用的方法主要有三种, 分别为三维地震勘探、钻井测井以及电法勘探;二是矿井物探, 通常所采用的方法有矿井地震勘探、瞬变电磁法、无线电坑法和直流电法勘探等。其中, 矿井地震勘探又包括瑞雷波勘探技术和槽波勘探技术。

1 地面地震勘探

20世纪80年代, 我国在煤田勘探技术方面获得突破, 在技术方面引入1 000 m深钻以及高分辨数字地震勘探技术, , 极极大大的的促促进了我国煤炭技术的革新。随后, 物探工作者通过不懈的努力, 又在AVO反演技术、三维三分量地震勘探技术等领域中取得成果, 使我国在煤炭勘探技术方面逐渐形成了高分辨率三维地震勘探为主的地质构造探测体系。不过, 这些技术相较于发达国家仍然存在差距, 多数勘探技术都局限于对煤田的浅层勘探, 而对深层勘探则仍然不够精准, 勘探的深度通常不超过800 m, 埋深也多在600 m以内, 对煤炭深层勘测仍然处于较低的水平, 导致这种情况发生的原因在于深部地震数据的缺失, 并且在深部地震的精度方面也存在薄弱环节, 因而这些技术亟待进一步对其进行完善和改进。

2 矿井地震勘探

由于煤矿在实施井下作业的过程中, 其内部环境非常复杂, 工作条件非常恶劣, 采用井下地震波勘探技术在理论上与地面三维地震勘探技术所存在的区别比较明显, 只能采用井巷的有限空间, 并结合波场的分布状况及其特点, 才能够更好的实施矿井地震勘探工作。

1) 井巷二维地震勘探。

井巷二维测线主要置于巷道的底板下面, 以及巷道的两侧, 在地震数据的采集和处理等方面与地面二维地震勘探技术相类似。在具体进行操作的过程中, 必须要根据顶底板声波属性来进行科学的计算, 而后对检波距与偏移距进行选定, 并按照测线的数据来放置炮点与检波点, 进行有序的调整和排列, 通过观测系统内来实现对地震数据的采集。

2) 震波超前探测。

如今, 国内外地震超前预报技术中, 通常所采用的是繁盛地震法, 并且这种方法在隧道工程中的应用较为广泛。我国国内在超前预报技术方面的方法也较多, 有水平剖面法、负视速度法等。国外在震波超前探测技术方面相对更加完善, 并且很多技术都已经在全球范围内进行推广, 比如瑞士的TSP203技术、美国的TRT, TSP技术等, 这些地震偏移成像技术都是利用了地震波运动学以及动力学等方面的知识原理, 能够对各种复杂的地质结构实施更加准确的地质预报。由于在煤矿勘探中, 井下条件复杂多变, 能够进行观测的空间受到极大的限制, 因而必须要在有限的空间来完成勘探工作, 在巷道的内部需要尽量多安置激发和接收点, 从而能够使相关的数据信息更加全面而丰富, 提高煤炭勘探侦测的效果, 从而更加全面的为煤矿开采提供便利条件。

3) 瑞利波勘探。

瑞利波在激发界面周围进行传播的面波, 其工作方法是发出瑞利面波的信号, 并对反馈回来的信号进行采集, 同时对已经采集获得的资料进行处理, 从而通过频率面波来获得相应的速度VR与波长λA, 并根据离散分布曲线获得岩层的土质分析, 使岩层分布结构以及土层分析等相关数据呈现出来。为了能够更好的实施上述工作, 在激发采集的方式上存在两种类型, 一是瞬态法, 二是稳态法。如今, 在矿井作业的过程中通常所采用的都是瞬态瑞雷波法。通过瑞雷波勘探技术, 能够对地下30 m以内的岩层构造以及地质分布情况完成更好的成像, 并且能够有效弥补反射波勘探表层分辨能力弱的缺陷。

4) 槽波勘探。

槽波地震勘探技术的原理是通过煤层中来进行激发和传播的导波, 能够对煤层的连续性进行更加科学的勘探。槽波地震勘探的测距较大, 并且精度非常高, 同时拥有良好的抗电干扰能力。国内外学者在槽波探测技术方面以及旁侧构造探测技术方面都取得了很多成绩。此外, 在CT成像技术、数值模拟技术等方面也取得了阶段性的进展。

3 地质雷达

地质雷达勘探主要是通过电性参数的差异性来进行勘探的一项技术, 由于地下介质的介电常数、电阻率等电性参数有所不同, 采用高频电磁脉冲波的反射, 来对目标区域的地质情况进行勘探, 从而能将地下岩层、水体、空洞等不均匀介质的分布情况清晰地呈现出来。20世纪90年代至今, 矿井地质雷达已经相继在我国开滦、大同、平顶山等大型煤矿实施勘探作业, 对近距离的岩体结构形态进行勘测分析更加直观, 获得了良好的效果。

4 高密度电阻率法

电阻率法主要是基于岩土介质的导电性所形成的一项勘探技术, 通过对地中稳定电流场的分布规律进行分析, 从而能够更加准确的将一些地质问题呈现出来。高密度电阻率法是以电阻率法为核心所形成的, 相较于常规电阻率法所具有的优势在于其测点的密度更大, 在极距和装置形式方面相对更多, 同时还能够根据相关参数的比值来对异常信息进行判定。比较常见的比值参数主要有两种, 一是采用温纳三电位电极系的α, β, γ装置进行测量后, 对测量结果进行组合所形成的;二是采用联合三级装置来进行测量, 而后对测量结果进行组合所形成的。这两种比值参数能够将各种异常特征更加直观的呈现出来, 同时通过这些比值参数, 还能够对各种异常状况进行更好的判断, 具有一定的抑制干扰能力, 对分解复合异常也能够有所体现, 这些也是常规电阻率法所无法实现的。

5 矿井瞬变电磁技术

矿井瞬变电磁法属于时间域电磁法, 这种探测技术同时也是非接触式探测技术中的一种, 其探测原理首次用电磁波来对空间断面的大小进行探测, 第二次勘测使信号强度增加, 也就是提高电磁波发射功率, 使瞬变电磁法的强度增加, 加大对顺层以及垂直勘探的深度。不过, 由于受到全空间磁场效应以及巷道内空间分布的影响, 对瞬变电磁法形成极大的制约, 因而需要通过数值模拟才能够对二维、三维地质异常体所形成的响应特征更加清晰地呈现出来, 因而对于瞬变电磁技术的研究仍然有待进一步深化。

6 无线电波透视技术

无线电波透视法也被叫做坑透法, 指的是向地下地质体发射高频无线电波, 由于受到地质介质的影响, 无线电波的强度逐渐衰减, 通过这种方式来对地质异常体的位置和形态进行勘探的方法。无线电波透视技术主要是在运输巷和回风巷之间实施的, 在巷道中设置接收体, 对穿透地面的电磁波信号进行接收, 如果电磁波在穿透地下介质的过程中, 尤其是水构造时, 在接收点处所接收到的信号衰弱显著。在采用多发射点以及多接收点的情况下, 能够较好的对地下地质异常体的位置以及形态有更加清晰的认识。坑透法在当前我国矿井中的使用比较普遍, 在操作上也更为简单, 对地下地质结构如断层、含水裂隙、陷落柱、煤层变薄区等的探测效果非常显著。

7 结语

随着科学技术的发展, 每天地球物理勘探技术所取得的成果非常显著, 对地下地质的勘探精度更高, 依托于我国强大的经济实力, 无论是勘探技术还是勘探人员的素质都得到了大幅的提升, 这些使勘探技术中的科技含量有所增加。如今, 我国各大煤矿都在结合自身的实际情况来选择更加合适的物探方法, 对地下地质进行勘探也更加精准, 采用地震勘探手段能够对勘测区域内的地质结构、构造发育状况、顶底板岩性、煤层厚度等进行更加全面的定位并成像, 而采用磁法勘探技术则能够对煤层火烧区边界进行精准的勘测。尽管我国物探技术在不断发展, 并且已经进入相对成熟的阶段, 然而与发达国家的物探技术相比仍然存在较大差距, 在未来仍然需要进行较高的投入, 通过技术创新来不断尝试新的方法, 并使之形成完整的技术体系, 从而使地球物理勘探技术能够更趋成熟, 为煤田勘探和其他领域的地质勘探提供更加全面的服务, 并以此创造出更多的经济效益。

摘要：针对当前煤田地球物理勘探的技术、方法、特点等进行了详细的阐述, 并对多波多分量地震勘探、矿井高密度直流电法、矿井瞬变电磁法及地质雷达多种技术和方法进行了说明, 以更好的预测预报致灾地质因素。

关键词：煤炭开采,深部矿井,致灾地质,地球物理勘探

参考文献

[1]中国煤田地质总局.煤矿采取三维地震勘探经验交流会论文集[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2001.

[2]武喜军.煤矿采区三维地震勘探技术[J].物探与化探, 2004 (19) :21-23.

关于油气勘探新技术与应用分析 篇11

【关键词】油气勘探；新技术；应用

引言

在我国广阔的土地下，蕴藏着许多油气能源，如何克服地理环境对油气开采的影响，是当前油气勘探技术需要重点解决的问题。油气勘探需要对区域的地质结构进行勘查，以了解油气能源是否位于地震带上，矿井开钻技术以及测井技术同样是油气安全开采的基本保障。近年来，我国的油气勘探技术水平已经得到显著提高，为进一步完善油气勘探技术，相关研究人员还需对油气勘探新技术的应用进行深入分析。

1.油气勘探技术现状概述

1.1中浅层油气勘探技术

目前中浅层油气勘探采用的是三维地震勘探技术。在对中浅层精细构造的分析以及储层预测上，三维地震勘探技术对地震资料的处理保持着较高的原则，三维地震成果剖面图的保真度大大提高，对地震资料分辨率的处理更是解决了中浅层薄砂岩储层预测的难题。中浅层油气勘探依靠的是定向井和水平井钻井技术。相比传统的直井而言，水平井的产量最大可以提升至8倍。在现在的钻井技术下，我国井眼设计与控制技术已经达到了国际水平，相关的钻井配套技术也得到了完善。中浅层油气勘探的测井技术采用的是低孔渗储层导电机理与测井评价技术，在分析低孔、低渗和低阻油气层成因的前提下建立起了泥质砂岩三孔隙度测井解释模型，并形成了相应的测井方法[1]。中浅层油气勘探技术主要用在平原地区，我国松辽盆地北部采用的就是中浅层油气勘探技术。

1.2深层油气勘探技术

深层油气勘探的深层三维地震勘探技术与中浅层有所不同，由于深层地质的构造非常复杂，地震勘探设备的反射信号较弱，地层的成像难度较大，因而深层三维地震勘探技术把折射波校正技术和近地表模型法结合在一起，使深层成像更为清晰。深层油气勘探采用的是复合钻井技术，在深层高温环境下实现了高速的机械钻探。根据深层油气勘探的实际情况，测井技术是以火山岩储层评价理论为基础，通过对深层火山岩岩性的分析发展而来的测井解释技术，可以有效测算油气的储量。

1.3断陷盆地油气勘探技术

断陷盆地的三维地震勘探技术需要应对地层深度达、岩性变化大、构造复杂以及速度横向变化快等多个难题，在地表一致性精细处理技术、深层信号保护技术以及三维叠前深度偏移速度模型的基础上，断线盆地三维地震勘探技术能够有效提高成像效果[2]。断陷盆地的测井技术结合了复杂岩性储层测井的难点，通过模糊联想记忆技术来识别剖面图，解决了断陷盆地深井和斜井地层生产技术方面的问题。

2.油气勘探新技术应用分析

2.1钻井新技术

现今钻井新技术的发展水平较高，主要的钻井新技术有空气钻井、欠平衡钻井和垂直钻井三种。空气钻井的原理是利用空气压缩把地下岩层的岩屑带到地面，因为井底气压差的关系，空气钻井只适用于密度较高且不含水体的地层，同时要保证井壁的稳定性。空气钻井技术在提升机械钻井速度的同时，对井眼带来的压力也比较低，更不会有钻井液泄漏的问题，具有安全和高效的特点。欠平衡钻井技术是指在钻井过程中，钻井液柱作用在井底的压力低于地层孔隙压力，地层流体在控制下流入井筒，到地面后再分离出来[3]。欠平衡钻井技术的钻速高，对储层的伤害小，能够有效实现安全生产。在低压和低渗透的油气层，欠平衡钻井技术的使用效率更高。垂直钻进技术依靠的是旋转导向技术，在地形陡峭的地区能够提升钻井速度，实现高陡构造地区的全钻压钻进。

2.2测井新技术

在油气勘探的复杂问题下，测井技术发展出了新的套管测井、随钻测井以及裸眼井测井。套管测井新技术包括电阻率测井和组合生产测井等，新一代套管测井技术的应用，使套管测井成为了地层评价的重要部分。在裸眼测井资料无法获取的情况下，套管测井能够有效提升地层评价的效果，同时可以对地层流体的动态变化进行监测。新的随钻井测井技术利用的是钻头电阻率成像仪和方位密度中子仪。测井探头与钻头的位置更近，能够增强探测和导向功能。成像仪能够进行实时分析和处理，进一步提高对地层特性的分析能力，中子仪也可以测量井眼中不同区间的密度[4]。裸眼井测井新技术的主要特点是频谱和能谱化测量，其测量结果一般由二维可视图来显示。

2.3地震勘探新技术

由于我国地形结构比较复杂，地震勘探新技术衍生出了复杂山地地震技术、黄土塬地震技术和沙漠地震技術等一系列特异性的地震勘探技术。复杂山地地震技术需要利用多种手段来收集相关区域的地震资料，通过对资料的研究和实地勘测来进行综合分析，我国大部分复杂的山区都可以使用复杂山地地震技术。黄土塬地震技术主要针对的是我国特殊的黄土地地质构造，多区域去噪技术、含油气性预测技术等地震勘测技术都根据黄土地的特点进行了创新。沙漠地震技术把先进的技术和设备结合在一起，根据沙质土地的地质特点，形成了灵活变更检测点和沙丘曲线矫正等极具特性的地震勘探技术。新的地震勘探技术都有很强的专业性，能够在特殊的地质环境下取得更好的勘测效果。

3.结语

综上所述，油气勘探从来都没有固定的技术，必须根据实际的地理环境来调整油气勘探的手段。为推动我国油气行业的发展，油气勘探的技术研发工作要划分我好我国的地理区域，根据不同的地质状况来调节技术改进的方向，促进我国油气勘探整体水平的提高。在油气勘探技术的进步下，我国油气工业的可持续发展道路将更加通畅。

【参考文献】

[1]沈忠厚，黄洪春，高德利.世界钻井技术新进展及发展趋势分析[J].中国石油大学学报（自然科学版）.2009（04）

[2]苏义脑，周煜辉，黄洪春.高歌奋进 为油开道——中国石油钻井工程技术回顾、现状与展望[J].石油科技论坛.2009（05）

[3]凌立苏，何文渊，黄卫东，金立新.准噶尔盆地克拉美丽气田高效勘探实践[J].天然气工业.2010（02）

[4]王炳章，王丹，陈伟.油气地震勘探技术发展趋势和发展水平[J].中外能源.2011（05）

论油气勘探开发劳动 篇12

关键词：油气,勘探开发,黑盲,耗竭,成本递增

恩格斯说:“劳动和自然界一起才是一切财富的源泉。自然界为劳动提供材料, 劳动把材料变为财富。”所以, 劳动对象—自然资源是创造人类社会财富的源泉。本文探讨的是“财富”而非“劳动价值”。

一、油气勘探开发劳动的概念

所谓油气勘探, 就是为了寻找和查明油气资源, 利用各种勘探手段了解地下的地质状况, 认识生油、储油、油气运移、聚集、保存等条件, 综合评价含油气远景, 确定油气聚集的有利地区, 找到储油气的圈闭, 并探明油气田面积, 搞清油气情况和产出能力的过程。

借用法律术语, 油气勘探劳动的“标的”是“寻找和查明油气资源”, “标的物”是广义的油气储藏量, 包括资源量、预测储量、控制储量、探明储量、可采储量。

油气勘探劳动达至标的的途径是“利用各种勘探手段”, “了解地下的地质状况”。油气勘探劳动的中间成果是上述“认识”和“评价”, 最终成果也仅是能对不同勘探阶段获得的资源量、各级序列储量进行符合有关规范的准确描述、论证、说明、 (矿权) 证明、鉴定、帮助做出结论的图件、文件、资料。除了勘探过程中的副产品外, 油气勘探的上述成果是知识性而非物质性的产品。

油气田开发则是指在认识和掌握气田地质及其变化规律的基础上, 在油气藏上合理地分布油气井和投产顺序, 以及通过调整采油气井的工作制度和其它技术措施, 把地下油气资源采到地面的全过程。

二、油气勘探开发劳动概论

随着劳动的发展, 劳动对象化的范围不断扩大, 使人周围的世界越来越多地打上了人类劳动的印记。

(一) 劳动论及其局限

物质资料及其运动的生产由三方面的要素构成:人的劳动、劳动资料以及劳动对象。劳动是劳动力的支出;劳动资料又称劳动手段, 它是人们在劳动过程中用以改变和影响劳动对象的一切物质手段和物质条件, 其中最重要的是劳动工具;一般来说, 劳动对象是劳动者在生产过程中所加工的一切物质资料, 包括自然物和经过人的劳动改造过的物质资料。劳动资料和劳动对象统称为生产资料。

人是最具能动作用的生产力要素, 劳动工具中凝结着人的创新性劳动和生产性劳动, 是科学技术的物质表现。但在对劳动三要素的认识中, 学术界存在轻视劳动对象的倾向。有人甚至认为, 劳动对象在生产中仅仅处于被加工的被动状态, 对生产力的进步与发展关系甚微。

如今人们已经形成共识, 能源、信息和材料是现代文明的三大支柱, 其中除信息本身就是必备生产要素外, 材料与新材料、能源与新能源作为劳动对象在生产力的发展中发挥着巨大的作用。

劳动者使用生产工具进行劳动, 只有作用于劳动对象, 使之转变为人们所需要的物质资料, 这种劳动才是具体的, 才成为现实的生产力。

劳动工具在生产力发展中确实起着至关重要的作用。没有9000米钻机, 就无法真正找到9000米以内较深层的油气。但须知, 生产工具是通过人的能动作用由劳动对象转化为劳动产品, 劳动产品再作为劳动对象再加工为产品, 经过无数次的加工最终转化为生产工具。

科学实践告诉我们, 每一次新的生产工具的较大变革, 往往同时伴有劳动对象的扩展。

人类为了自身生存与发展, 其劳动经历了“获取实物”、“种养生物”、“制造产品”、“储运货物”、“采掘矿产”、“服务产业”、“网络产业”等, 先后出现但相互并存交错的阶段, 不同阶段的劳动对象不断扩展。上述各个阶段的出现, 体现了人类社会的进步、经济技术的发展。这种进步发展的动力是人类的需求, 实现手段是物化的科学与技术, 进步发展必然伴随劳动对象的扩展和演变。

石油天然气勘探开发是极为复杂的劳动过程。如何深入地认识它, 从而解释不同产业、不同环节之间出现的在结果表象上的巨大差异?

例如, 目前油气地质家直接观察地壳内部某点的基本方法是通过钻井获取岩芯, 通过岩芯延时地、局部地认识地层会受到极大局限。所以, 当天文学家对于宇宙的观测远达100亿光年 (1光年=9.46万亿公里) 距离以上时, 地质学家对于自身居住的地球的直接认识还比较肤浅。1957年, 前苏联人造卫星上天, 时隔22年后的1979年7月, 前苏联开始在北部境内的科拉半岛钻一口地质勘探井, 其深度才为12000米。1972年12月底阿波罗登月计划结束后, 美国于1974年4月3日钻成的俄克拉荷马州贝莎罗杰1号油田的32号天然气井, 为当时最深井, 井深也只有9583米。2008年, 中国载人飞船“神舟7号”绕地球飞行, 宇航员出仓行走时, 我国的最大钻井深度也只有8408米。我们将观测距离、飞航高度、钻井深度作为天文、航天、油气采掘业的典型参数予以比较的目的是为了说明, 不考虑劳动对象的特殊性, 将在认识上落入偏见的陷阱。当年的美、苏均为地学、天文学、航天学大国, 而中国是传统的地学大国, 缘何中、美、苏的地学与天文学、航天学的成果在表象上有如此大的“差距”?造成上述油气采掘业与天文、航天业如此大“差距”的基本原因是行业之间劳动对象的“可见”与“不可见”之分, 是劳动对象参与生产过程所起作用不同所致。

劳动对象的可见性和劳动对象参与生产过程所起作用不同所造成的结果不同, 提示我们首先应进一步认识劳动三要素。

(二) 劳动三要素新论

决定部门技术经济特点的因素, 主要是劳动对象。随着科学技术的进步和生产力的发展, 劳动对象的范围在不断扩大, 由“自然物”变为“一切东西”;劳动对象是劳动“加工”、“改造”的对象, 这是一般概念劳动的本质特征;劳动对象参与创造财富。劳动对象质量越好, 劳动生产率越高。这是对劳动认识的阶段性深化。

油气勘探开发针对的实际对象是油气源岩、油气储层、油气盖层、油气圈闭、油气系统、油气盆地直至油气远景区带, 它们分别都是油气勘探开发实际劳动对象--特定的地层和地层集合。

进一步分析劳动三要素, 我们发现了许多新的现象, 需要对劳动对象的概念加以扩展。

1、劳动对象包括名义劳动对象、实际劳动对象和关联劳动对象。

名义劳动对象是劳动者主观想改造、获取的对象, 如油气勘探开发工作者想获得油气储量和产量, 但实际上人们一般并不直接对之施加劳动。实际劳动对象是劳动者实际上“工作”的对象。

关联劳动对象既不是劳动者主观想改造、获取的对象, 也不是劳动者实际上“工作”的对象, 但在劳动者“工作”的同时, 关联劳动对象自然参与其中, 改变了劳动产出的数量和质量。对于“关联劳动对象”, 人们实际上并不想主动将劳动施加其上, 说他是劳动的“对象”似乎牵强。但以下将要论及, “关联劳动对象”被“关联地”参加了劳动创造成果的过程, 他已经被“占有”或“加工”, 并发生改变。

例如, 信息是网络劳动者的名义劳动对象, 他们通过光路、电路、地球、大气层传播。为了扩大信息传输量, 网络劳动者仅改造扩大了节点、光路、电路的传输能力, 地球、大气层作为关联劳动对象自然参与其中, 提高了整个网络的传输能力。网络劳动者无偿获得关联劳动对象的有益参与, 关联劳动对象也可能因此产生“拥挤”。茫茫大海承载船舶运动, 为海运提供两维平面上的无限多条通路。劳动者仅扩展了船队和海港, 在大海关联参与下会极大提升海运能力, 但大海的平静、清洁也会变得嘈杂和污染。浩瀚天空承载飞行器运动, 为空运提供三维空间中的无限多条航路。劳动者仅扩展了机群和空港, 在天空关联参与下极大提升了空运能力, 天空也因此变颜。

名义劳动对象、关联劳动对象和实际劳动对象的区别在实践中随处可见。交通工具驾驶员的名义劳动对象是欲实现空间位移的旅客、货物, 但他们操作的实际劳动对象却是飞机、轮船、机车或汽车等交通工具;水利工程劳动的名义劳动对象本意是通过劳动使之蓄积或移动的水资源, 但实际劳动对象却是土石方和输水管道等;农业劳动的名义劳动对象是农业植物, 而实际劳动对象却主要是涵蓄养分、扶持植物生长的土地;

油气勘探开发劳动的名义劳动对象是具有物理实体的油气储量, 但油气勘探开发劳动的实际劳动对象却是石油装备、仪器, 是通过它们认识并加以局部改造的地层。

可以说, 名义劳动对象和实际劳动对象不重合是经济生活中的普遍现象, 传统上两者重合可以不加区分的只是特例, 多集中于制造业。

2、劳动对象具有不同程度的可见性。

传统意义上的“劳动对象”具有可见性。完全的“可见性”可以理解为对劳动对象能实时、直接观、测、制、换, “观”就是观看, “测”就是测控, “制”就是加工安装, “换”就是更换。劳动者的劳动可以直接作用于“可见”劳动对象上, “可见性”是综合代表上述“能实时、直接观、测、制、换”意义的简略称谓。对劳动对象是否能“实时”、“直接”地进行观、测、制、换是劳动者达至较高学习创新效果的基础条件。

“可见性”可以分为五级:

第一级, 完全可见, 即劳动对象实时、直接可观、可测、可制、可换。一般实物产品 (如飞机) 制造业的劳动对象即为完全可见。我们将第一级-完全可见命名为“光化级”, 意即光天化日, 可触可及, 一览无遗。

第二级, 基本可见, 即劳动对象实时、直接可观、可测、可制、但不可换。人体内显微微创手术中的劳动对象--人体内部器官即为基本可见, 如果要更换人体器官, 有时必须施行切开人体使该器官完全可见的常规手术。注意, 如不借助导入显微工具, 人体内器官本不可观、不可测, 但借助显微工具不仅可见且更为清晰, 由于时滞较小, 距离较近, 可认为是“基本可见”。我们将第二级-基本可见命名为“光清级”。“光化级”、“光清级”的区别在于能否“可换”。

第三级, 部分可见, 即劳动对象实时、直接可观、可测、但不可制、不可换。天文观测中的劳动对象星球、星系和河外星系即为部分可见, 航天器对于地面操控人员来说也为部分可见。我们将第三级-基本可见命名为“晶翡级”, 意即晶中翡翠, 可观可赏, 但禁止触摸。

第四级, 基本不可见, 即劳动对象实时、直接可观、但不可测、不可制、不可换。我们将第四级-基本不可见命名为“晶朦级”, 意为晶中朦胧之物, 可观不可赏。

第五级, 完全不可见, 即劳动对象根本不能实时、直接可观、可测、可制、可换。油气勘探开发中的名义劳动对象油气储量和实际劳动对象地层即为完全不可见。通过钻井取芯, 劳动者可以直接观察所在地层的标本, 但那只是延时、局部的观察, 不可能实时直接对之测控、加工、更换。地层及构造的三维可视化只是一种虚拟现实, 是把勘探开发工作者对地层的认识数字化、形象化, 与前述显微手术中的“可视”根本不同。我们将第五级-完全不可见命名为“黑盲级”, 意即仅靠肉眼会黑灯瞎火, 茫然不知。通过对劳动对象可见性的比较和形象描述, 可以实事求是地说明油气勘探开发工作的难度。

以飞机制造业为例, 劳动者所设计、加工的零部件都是实时、直接可观、可测、可制、可换的, 由此, 劳动者对材料、零部件和加工作业可以实现高度的标准化, 从而通过不断学习创新提高劳动效率;水利工程劳动者关注的是土石方、输水管道等实际劳动对象的有关情况, 但这些信息已经不是实时的、量化的。

农业劳动者对实际劳动对象--土地进行耕作、施肥、灌溉等劳动, 其能作用于名义劳动对象的有效劳动量更加难于实时度量;油气勘探开发劳动者针对实际劳动对象 (地层) 的极其复杂的劳动, 是在“完全不可见”的情况下进行的, 其实际成果只是有关数据、资料及分析加工后的报告、图件等等。只有钻达油气储层, 见到油气显示, 油气勘探开发劳动者才能肯定地层中确实有名义劳动对象存在。

3、劳动对象在劳动中的变化和参与创造财富的过程。

人的劳动必然会给劳动对象带来变化。“劳动给劳动对象带来的变化”既是指劳动过程使实际劳动对象 (如原料、材料) 变为中间产品以至最终产品的变化, 这种变化与劳动者意愿相符。“劳动给劳动对象带来的变化”也是指劳动过程使名义或实际劳动对象发生优化或劣化, 这种变化不是出于劳动者本意或根本与劳动者意愿相悖。

例如, 农民给土地施化肥, 在使名义劳动对象的产量增加的同时也会使实际劳动对象土地劣化, 名义劳动对象随之在以后反而逐步减产;煤层既是煤炭采掘劳动者名义的、也是实际的劳动对象。但煤层在被采掘的同时, 掘进环境愈来愈恶劣, 生产成本相应提高。这种成本随劳动过程的进展而提高的现象是劳动对象品位劣化的结果。

伴随着地层压实过程而形成的油气流体中存在的巨大压力, 是通过钻井采出油气的原动力, 与油气流动经过储积空间的通路状况一起构成油气储量的品位。以压力为主要特征的“品位”持续劣化的效应比采煤更为明显, 是造成油气采掘成本递增的内在原因。

在完全依靠油气流体自然能量采集油气的“自喷”阶段, 喷薄而出的油气流体消耗着地层中尚存流体的压力等自然能量, 这种现象称为资源的耗竭过程。在依靠水驱、聚合物驱、气举、泵吸、空压等方式采集油气的“递减”阶段, 油气流体仍然要消耗地层中尚存流体的自然能量, 是资源的进一步耗竭。所以, 油气勘探开发劳动者面对的劳动对象是不断“劣化”的劳动对象, “劣化”是耗竭过程的必然结果。

三、油气勘探开发劳动的特殊性

由于劳动对象不可见, 油气勘探开发劳动呈现出以下特殊性:

(一) 对名义劳动对象认识的间接性

由于不能对劳动对象进行实时地、全面地观察、测量、加工安装和更换, 只能通过各种工程技术手段进行间接研究。

(二) 油气勘探劳动过程的较长周期性、阶段性和滚动性

油气勘探从预探到建成生产能力一般需要15-20年, 提醒我们必须考虑先导性投入才能满足变化的需求。

油气勘探劳动过程可分为不同阶段。不同阶段之间, 勘探和开发之间必要时可能重迭, 表现为过程的“滚动”性。

(三) 油气勘探是否成功的不确定性及所带来的风险性

由于前述对劳动对象认识的间接性, 岩层在纵横展布上的非均质性和技术经济条件的限制, 油气勘探特别是预探是否成功是不确定的。存在不能达至标的和标的物的地质风险、钻井等作业失误的工程风险、投资沉没的经济风险、危及生命财产的安全风险。

(四) 油气勘探成果的概率性

虽然油气勘探设备技术含量极高, 但油气勘探劳动的中间和最终知识性成果却完全可能与实际不符。

石油储量根据经验其采收率可达到30-40%、天然气可达70%左右, 但实践中却完全可能出现油气采收率低或天然气采收率超过100%的现象。除了技术和管理原因外, 主要是由于储量数据不可能是精准的。

(五) 油气开发阶段产量的递减性和成本的递增性

如果说油气勘探是典型的风险经济, 油气开发则是有规律的递变经济。对确定的油气圈闭, 由于是具有相同水力特性的系统, 其产量必定递减, 成本必然递增。

一个油公司由多个地区公司组成, 一个地区公司拥有多个开发单元即油气系统, 有的地区公司甚至拥有上百个气田、上百个开发单元。多个水力系统产量的总和在总产量曲线上表现为各个系统曲线的迭加。

地区公司、油公司的产量曲线由上述几百个处于稳产或递减的曲线迭加形成。如果新气田 (井) 和稳产井比重大, 则表现出成本短期下降。如果新气田 (井) 和稳产井比重小, 则表现出成本上升, 所有气田产量最终都会递减。

四、各产业劳动要素的复杂性及产生的效果

(一) 国民经济各产业 (环节) 劳动要素的复杂性

随着社会的发展, 行业分工越来越细, 劳动对象复杂性凸显。我国现行国民经济行业分类 (GB/T4754-2002) 共有门类20个, 大类95个, 中类396个, 小类913个。如此庞大的产业系统以及更为庞大的产业各环节构成的系统其劳动要素的复杂性可以想见。不仅如此, 原来主要从加工制造业经济现象中总结出来的经济理论是否符合其他新兴行业?从其他新兴行业归纳出来的经济“规律”是否及时抽象为经济理论?这些都将影响到经济理论对经济实践指导性的大小。

(二) 劳动对象复杂性导致产出及成本“规律”多样性

经济学教科书告诉我们, 供应曲线一般是向右上方倾斜, 即边际成本随供应量增加递增。平荻克、鲁宾费尔德虽然认为成本递减是可能的, 但其条件是“只有当降低了投入价格或者厂商可以通过规模经济或范围经济在更低的成本下进行生产时, 才会出现长期向下的供给曲线。”

国民经济中各产业各环节的成本规律不一致。这是因为劳动对象在“可见性”上的巨大差别以及参与关联劳动效果的不同会给生产成本带来极大影响。例如:劳动对象处于“光化级”的汽车制造业, 由于规模经济的存在, 成本呈现先降后升的变化。劳动对象同样处于“光化级”的飞机制造业, 由于劳动者的学习创新, 定型飞机制造的成本呈现“学习曲线”型递减, 其学习率或曰成本递减率为20%。借助显微工具, 芯片制造业的劳动对象为“光清级”, 其生产率和成本率曾遵从摩尔定律。制造光纤的玻璃生产本属于制造业, 由于玻璃质量提高, 光纤单位面积光通量每5个月提升一倍, 从而导致网络传输成本相应下降。信息网络经济的关联劳动对象参与信息传输劳动的能力极大, 其产出 (从而价值) 呈现按几何级数增长, 成本按几何级数降低的梅特卡夫 (Metcalfe) 效应。煤炭采掘中呈现成本缓升的“品位劣化”的效应。对象完全不可见, 处于“黑盲级”的油气采掘业, 名义劳动对象被动参与劳动过程的能力随采出程度增加递减, 生产成本呈现指数递增, “品位劣化”的效应十分明显。

参考文献

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[4]、张霞, 勘探创造力的培养, 《岩性油气藏》, 2007年3月第19卷1期

[5]、白兰君, 天然气采掘成本指数自然递增律及其运用, 成都《天然气工业》2006第6期

[6]、白兰君, 在对比研究中深入探寻油气采掘成本规律, 香港《科学研究月刊》2007年一期p41-43