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野外地质考察:传统观测与现代探测共溯地质“史书”

2025年08月04日 来源: 中国石化报  作者: 王静彬 朱东亚 丁 茜
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    □石油勘探开发研究院 王静彬 朱东亚 丁 茜

    我国石油勘探已迈入深地时代,万米之下的油气藏世界充满未知。李四光先生曾指出:“地质科学的源泉在野外。这里,也只有在这里,才能产生真正的科学问题和科学理论!”每一层岩石、每一道纹理都铭刻着地质变迁的密码,而野外地质考察便是连接地表与地下油气藏的关键桥梁。因此,野外地质考察既是油气勘探开发“根基工程”,更是破解地下资源密码的“关键密钥”。

    野外地质考察中的“望、闻、问、切”

    通过野外考察,勘探人员得以洞悉地质体的构造、沉积、成储、成藏特征与演化过程,解码深埋地下的油气信号。野外地质考察工作恰与医者“望、闻、问、切”有着精妙的对应关系。

    “望”,如同望气色察病情,是精确开展目的层考察的关键第一步。勘探人员通常会先沿着地质剖面观察地层走向、岩石颜色、构造沉积特征以及上下地层接触关系,从宏观角度初步判断其所属地层年代与沉积环境等。

    “闻”,如同听声息辨症结,是判断岩性、油气发现的重要途径。地质锤与岩石碰撞会释放肉眼不可见的“地质气息”,是发现油气藏的重要线索,如若闻到特殊的汽油味,便可确定地下油气在岩层孔洞缝中迁移的蛛丝马迹。

    “问”,如同询问探寻病因,岩石虽无言语,却已暗藏深意,通过间接现象向勘探人员“述说”它的过往。例如,在贵州野外工作中发现大量泉水出露地表,则暗示着地下水体系统脉络走向;四川震旦系岩层中发现的微化石,则是后生生物演化的古老证据。

    “切”,如同把脉知脏腑,是地质考察的核心工作。通过布设测线详细测量岩层真厚度、产状,并进行现象描述、岩石采集,通过绘制地质要素素描图系统梳理出地质构造的“油气运行”规律,让深埋的油气藏分布脉络逐渐清晰。

    多尺度现代技术织就“数字储层”网络

    野外考察以传统经验为尺丈量岩层肌理,用罗盘记录地层脉络;现代科技则借助无人机、激光扫描、微米CT精密透视地层深处。“传统观测与现代精密探测”共同溯源地质过程。

    无人机技术为野外露头航拍摄影。为解决“塔里木盆地奥陶系地下古岩溶缝洞储层空间分布规律”不清问题,勘探人员对贵州一处陡峭崖壁上碳酸盐岩溶洞露头进行无人机扫描。操作员遥控无人机攀升至高空,按照预设航线拍摄和扫描山体,短短十几分钟就完成了人工徒步攀爬几天都难以完成的大面积测绘工作。无人机能够实时获取全面、准确的地形地貌数据,展示露头区域构造裂缝、大型溶洞、小型孔洞的三维模型,帮助识别构造断裂/裂缝如何控制溶洞发育和分布规律。大家很快建立溶洞发育模型并解释岩溶演化过程,圈出优质储层发育的潜在位置。

    探地雷达是穿透地表的“透视眼”。为进一步解决“地表以下古岩溶缝洞储层发育深度”问题,勘探人员转战地表覆盖着厚10~20米坡积物的平缓坡地,使用探地雷达探测地下结构。探地雷达的高频电磁波在地下介质中能穿透50米厚的覆盖层,信号的形状和强弱能够用于推测地质结构。探地雷达天线紧贴地面移动,主机屏幕上的波形图案随之更新,同步测量了6条总长1000米的测线。同时,中-高电阻率信号还显示地表以下15~70米的深度有溶洞群发育,这正是勘探人员朝思暮想的油气储集“仓库”。这种隐藏在地下的目标地质体,仅靠传统的地质锤、罗盘等工具,难以准确探测,而探地雷达却能快速、高效地提供关键信息。

    激光扫描绘制露头的“毫米级画像”。传统方法用皮尺、罗盘等测量溶洞的走向、产状、长度,误差较大。勘探人员通过高分辨率激光扫描仪绘制精确的三维岩溶洞穴模型,实现“溶洞内部三维形态可视化”。激光扫描能将精度控制在0.1度以内,通过建立三维点云模型自动测量出岩层的倾角、走向、厚度、坡度、体积等数据。与传统的测量方法相比,激光扫描技术大大提高了测量的精度和效率,精准记录洞壁上的每一道裂隙、每一个溶孔,甚至能够识别出直径0.5毫米的微孔隙,为后续储层建模提供高精度的基础数据资料。

    微米CT揭开微观孔隙的“神秘面纱”。在油气勘探中储层微观孔隙结构是油气赋存的“毛细血管”,传统方法难以捕捉微观尺度的孔隙特征。实验室里微米CT扫描仪如同“超显微镜”,通过X射线穿透逐层扫描岩样,完成样品的“三维显微透视”,经计算机重构生成三维孔隙网络模型,将原本隐匿的微裂缝、溶蚀孔、吼道及空间结构清晰呈现,构建微纳米级“孔隙地图”。

    通过结合野外地质考察与无人机、探地雷达、激光扫描、微米CT等高新技术,研究团队建立了千米-米-毫米-微米-纳米多尺度碳酸盐岩孔隙结构表征技术方法,为储层成因机理研究提供了丰富、精确的数据。

    野外地质考察浸透着跋涉山野的艰辛,既有翻山越岭的付出,更饱含“为国找油”的赤诚初心。现代科技为这项传统工作注入了强劲动能,多尺度表征技术体系帮助野外地质踏勘从传统的“眼看手摸”向“数字智能”迈进。传统坚守与科技加持共同筑牢油气勘探的科学根基,彰显着勘探工作者探索深层超深层油气资源的决心与智慧。

 

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