时间:2023-03-20 16:21:33
引言:易发表网凭借丰富的文秘实践,为您精心挑选了九篇地球物理论文范例。如需获取更多原创内容,可随时联系我们的客服老师。
1小波理论
是根据傅立叶理论分析逐渐发展起来的一个新的理论分支,适用于信号中差分方程数值解、数据压缩、子波算法、成像的处理,以提高数据的分辨率和信噪比。
2神经网络理论
仿人脑思维的模拟计算。是通过样本资料的分析研究、学习,从而获得重要的参考数据,对未经处理的资料进行判断的理论。
3几何分形
主要是对自然界中不规则、不稳定和较常见现象的进行研究,揭示自然界中不同尺度的物体和现象之间存在的相似性,以及整体和局部的相似性。由此,可以通过局部信息对整体信息进行预测。
4混沌理论
主要应用于描述非线性系统,它与几何分形理论联系很密切,他们都是分层次的基干尺度,揭示不同尺度之间存在的相似性、标度律、差异性等。
二地球物理勘探技术的普遍应用
1能源物理勘探
主要是对石油、天然气地区进行综合能源勘探。前期普查依赖于地震勘探。详查过程中,要运用大地电磁、高精度磁力、高精度重力等一些测探技术,对油气地区进行区块评价和构造研究,找出油气储藏构造,从而解决油气勘探中的疑难问题。
2固体矿产物理勘探
尤其是金属矿产勘探,主要使用电法和磁法。电法主要是根据矿体与围岩的电性差异为基础,研究人工稳定的电流场在地下传导的分布规律。磁法勘探主要是根据矿体或其赋存构造与围岩的磁性差异,在地表或一定高空中测量磁场强度变化的规律。
3工程物理勘探
工程建设迅速发展,工程物理勘探需求也日益增长,主要应用在建筑、公路、铁路、管道、水利等工程的检测,运用浅层地震、探地雷达、电法等探测方法对工程进行物理勘探。
4对环境保护、灾害防治的物理勘探
地球物理勘探可以从电、热、光等物理变化进行监测,从而认识环境变化的过程,为环境保护提供背景资料。自然灾害的突然发生严重危害人们的生命安全和经济损失,地球物理监测技术的应用对自然灾害起到了有效的预测、防治的作用。
三地球物理勘探技术
发展的趋势综合物理、数学、计算机等科学的应用,探测技术越来越成熟,地球物理勘探技术发展的趋势主要表现可以分为以下几个方面。
1应用计算机和数据采集技术
使得物理勘探技术向着自动化、数字化、轻便化和多功能化发展。目前在核电站、水电站、矿山等一些重大工程建设上,需要查明较大的危害,关键性的地质构造等。同时,世界很多发达国家面临着浅层矿资源枯竭的问题,工作人员已经向沼泽、海洋、沙漠的方向进行资源勘探。对于这些工作开展就需应用新技术、新仪器,使难以到达的地区得以勘探实施。
2总线技术进一步发展
逐步形成积木式、模块化、插卡式的球物理勘探仪器关键技术,这些技术的运用可以实现多功能和多参数的自动测量,使物理探测仪器系统模块式的组成结构更加紧凑,也代表新一代技术的发展方向。
3应用功能较强的应用
型软件和集成化的计算机辅助测试技术,使测试技术和测量仪器的发展更上一层。使物探仪器具有更强的功能性,可以更方便地满足勘探的各种需要。
4高速单版数字信息处理器
2015年5月4日 《关于控制危险废物越境转移及其处置的巴塞尔公约》、《关于在国际贸易中对某些危险化学品和农药采用事先知情同意程序的鹿特丹公约》和《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》缔约国大会5月4日在日内瓦拉开帷幕,来自全球180个国家的政府、民间社会和非政府组织以及企业和国际组织代表将在为期两周的时间里就全球废物管理技术指南等议题进行讨论。
《巴塞尔公约》、《鹿特丹公约》和《斯德哥尔摩公约》就保护人类的身体健康和生存环境免遭危险化学品和危险废物的危害提供了一系列控制措施。联合国环境规划署执行主任施泰纳在三个《公约》缔约国会议5月4日开幕当天举行的记者会上指出,应建立良好的化学品和废物国际治理框架,以减少人们遭受这些物品所带来的危害,应通过建立全球化学品治理框架,防止过去百年来由于大量引进某些化学品而导致严重后果等悲剧的发生。
施泰纳指出,化学品是21世纪经济的一部分,存在于环境周围,是所使用物品的组成部分。这三项《公约》不是禁止化学品,而是提供科学平台,向决策者和民众以及环境提供保护,免遭毒性物资的侵害,减少化学品的负面影响,而对化学品实施使用限制能够向市场提供信息,需要找出替代品。
May 4, 2015 The conference of contracting countries of Basel Convention on the Control of Transboundary Movements of Hazardous Wastes and Their Disposal, Convention on International Prior Informed Consent Procedure for Certain Trade Hazardous Chemicals and Pesticides in International Trade Rotterdam and t Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants kicked off on May 4 in Geneva. Governmental and social organizations, NGOs, enterprises and international organization representatives from 180 countries around the world will discuss about global technical guidelines of waste management and other issues in the period of two weeks.
The Basel Convention, Rotterdam Convention and Stockholm Convention have provided a series of controlling measures in protecting human health and their living environment from the damage of hazardous chemicals and wastes. Achim Steiner, Executive Director of the United Nations Environment Programme pointed out in the press held on May 4 that, the same day of the conference of the contracting countries of the three conventions that, a good framework of international chemicals and wastes treatment should be established to reduce the danger people suffer from these items. A framework of global chemicals treatment should be established to prevent the occurrence of the tragedies over the past 100 years due to the introduction of a large number of certain chemicals.
【论文摘要】应用地球物理是矿业类高校的一门重要必修课程。随着煤炭系统对物探技术的需求与日俱增,对应用地球物理课程内容的讲授提出了更高的要求。为了使学生的培养更加适应现代化技术快速发展的需要,本文通过分析目前应用地球物理课程中存在的问题,提出了一些课程教学内容改进的方法和建议,对于矿业类高校的应用地球物理课程内容具有一定的参考价值。
引言
《应用地球物理》课程是河南理工大学资源环境学院地质科学与工程系和地球信息科学与技术系以及水文与水资源工程系的必修课。该课程是一门以地球为研究对象的应用物理学,它利用物理学的力学、电学、磁学、热学等方面的原理与方法,通过观测和研究地球内部各部分的物理条件、物理性质和物理状态,从时间和空间两方面找出它们之间的联系和规律,从而达到认识地球,借以实现地质勘查和找矿目标,减少地质灾害[1]。
对于河南理工大学等以煤炭资源为主要主导的矿业类高校来说,本科毕业的学生大部分进入到煤炭系统工作,如何合理地设置应用地球物理课程内容对于学生以后所从事工作具有重要的指导意义。
1 应用地球物理课程现状
应用地球物理课程主要讲授内容包括以下三个部分:一是应用地球物理方法的物质基础及地球物理场的基本概念;二是应用地球物理分析的正演方法;三是应用地球物理的各类勘探方法和应用,包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、地球物理测井和放射性勘探等。其中,第一、二部分是应用地球物理学的基础,第三部分是课程讲授的重点。
由于应用地球物理课程内容庞杂、知识面广、理论公式繁琐、内容抽象,学生在学习过程中普遍反映难度偏大,抓不住重点,难以理解地球物理概念。这已经不适应当前高速发展的矿产资源开发对人才的要求。一个完整、合理的应用地球物理课程,应该同时具有理论性和实践性。既能传授学生相应的学科科学理论体系,又要顾及生产单位对人才的要求,要具有一定的实用性,使得学生工作后能尽快融入到工作环境中,并能把课本上的理论知识应用到实际中去,能够解决生产单位面临的实际问题。
目前,我校应用地球物理课程主要面临如下的实际问题:
(1) 课程内容相对陈旧。21世纪以来,应用地球物理学科发展迅猛,各种新技术、新方法层出不穷。例如物探数据处理技术早已融合了现代信号处理的思想、概念和方法。而课堂上讲授的仍是传统数据处理内容,且部分技术方法已经被生产单位所抛弃,学生在学校所接受的知识过于陈旧,不能满足快速发展社会的需要。
(2) 基础课程开设偏少,导致应用地球物理概念理解困难。应用地球物理具有广泛的理论体系,涉及到数学、物理、电子、信号等领域。如果学生之前没有学过这些基础课程,在听课时,对应用地球物理课本中出现的理论公式难以段时间内消化,造成学习的困难。
(3) 计算机技术对于应用地球物理来说具有举足轻重的地位,尤其是现代地球物理处理技术,更是离不开计算机。例如目前绝大多数地球物理处理软件都是基于UNIX或LINUX平台,而学生普遍缺乏该系统的理论学习,与生产单位发展需求脱节。
(4) 实验课对于学生提高应用地球物理的感性认识作用明显,尤其是对实践性很强的应用地球物理课来说,需要大量的实际操作才能深入理解。而目前实验教学大多属于观察、验证性类型,缺少实际地区的实际数据采集、处理和解释的训练,导致学生动手能力差。
2 教学内容改革探讨
针对以上教学过程中出现的问题,结合多年应用地球物理教学经验,提出以下几个课程教学内容改革的想法。
(1) 作为以煤炭为主导的矿业类高校,本科毕业的学生大多进入到煤炭系统工作。因此,在教学过程中,因充分考虑煤矿企业对物探技术的需求。如增强地震勘探在解决煤田构造方面的内容,以及电法勘探对煤矿富水区和采空区的探测内容,使得学生在学校所学到的知识能够跟上现代社会发展的步伐。
(2) 由于课时有限,而应用地球物理覆盖的物探专业知识领域广泛,因此在授课过程中,应有所取舍对。对于应用面较窄的放射性勘探、地热勘探等可作为课余了解内容,而探测效果明显的地震勘探、电法勘探和重力勘探等需要详细讲解。
(3) 课程内容应该与时俱进,保持行业先进性。在保留传统基本理论的基础上,增加应用地球物理新技术、新方法的讲解。将现代信号处理、计算机处理的信息传授给学生,扩大学生的知识面,增强学生就业竞争力。
(4) 重视应用地球物理数值正演模拟。地球物理正演模拟是反演的基础,通过正演模拟可以使得学生更好的理解地球物理场的变化特征,避免空洞的公式推导,提高学生学习的兴趣,使学生更容易掌握地球物理的概念。同时,还能增强学生计算机编程能力,让学生自己上机进行运算模拟,提高对正演模型的理解。
(5) 重视实验课的作用。地球物理实践性很强,应通过实验课程加强学生的动手能力和创新能力,能够使学生把书本上的理论知识和实际应用相结合。通过野外数据实际采集,提高学生对地球物理的理解,提高物探行业的感性认识。为了让学生更好地了解物探仪器设备,河南省生物遗迹与成矿过程重点实验室(河南理工大学)购置了国际先进的ARIES三维地震仪、V8电法勘探仪,为学生认识物探仪器提供了有利的条件。实践证明,充分利用好实验课培养学生的动手能力,对于提高学生对地球物理概念的理解作用明显。
3 结语
应用地球物理课程对于资源勘查、地质等本科专业是一门非常重要的基础课程,是煤矿企业的一项重要的技术手段。作为培养人才的矿业类高等院校,应注重学科发展的动向,保持与实际生产密切结合,避免理论与实践脱节,为培养新世纪人才不断努力。
应用地球物理是实践性很强的一门课,在课程学习过程中,实践教学对学生认知地球物理是一个不可缺少的重要环节。通过实践教学,使得学生把课本上说学到的理论知识和实践应用相结合,培养学生的实际操作能力。
参考文献
[1] 赖旭龙,金振民,国外地质类专业课程体系研究[M].武汉:中国地质大学出版社,2002
[2] 张平松,刘盛东.地球物理勘探课程设计性综合性实验实施与思考[J].中国地质教育,2005(4):97-99
[关键字]地球物理 勘探技术 问题 发展趋势
[中图分类号] P631 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-3-103-2
0 引言
应用地球物理学是一门较新的技术领域,在矿床勘探中采用专门的仪器只有一百多年的历史。1870年,瑞典人泰朗和铁贝尔制成了寻找磁铁矿用的所谓“万能磁力仪”,标志着应用地球物理学开始形成。电法勘探工作最早是19世纪初英国人P.佛克斯在已知矿体上观测到了自然电场,电阻率法始于1893年在已知矿体上观测到电阻率异常,以后又相继发展了激发极化法、电磁感应法等分支方法。地震勘探开始于20世纪初,前苏联在相关理论方面取得了成功。 1940年出现多道仪器,并且仪器道数在以后不断增加,地震勘探的理论方法、技术装备都得到了高速发展。
1 地球物理勘探技术概述
1.1 地球物理勘探
地球物理勘探,是以不同岩(矿)石间物理性质的差异为基础,利用物理学原理,通过观测和研究地球物理场的空间与时间分布规律,借以实现地质勘探和找矿目标的一门应用科学。也称勘探地球物理(学),简称物探。
应用地球物理(学)是与理论地球物理学相对应的应用学科,过去被认为等同于勘探地球物理,随着地球物理技术在矿产资源勘探以外的应用,其应用领域已扩展到工程、环境、军事、考古等领域。
地球物理场是指存在于地球周围(或内部)的具有物理作用的空间,可以是天然存在,也可以是人工建立的。
1.2 地球物理勘探应用
目前在地球物理学勘探中应用的岩(矿)石的物理性质(或物性参数)有六种:密度(σ或ρ);磁性(磁导率μ,磁化率χ,剩余磁性Jr);电性(电导率σ或电阻率ρ、极化率J、介电常数ε);弹性(弹性模量,拉梅系数,密度,波速);放射性;导热性。
应用较为广泛的是前四种。
1.3 对地球物理勘探的客观认识和评价
地球物理勘探为地质研究提供了一个很好的工具,可以解决许多地质问题。但它也不是万能的,在克服钻探法缺点的同时也带有其自身的不足及应用中的限制,因此应该对其有一个客观的认识和评价,主要有:
(1)各种物探方法的物理前提是岩(矿)石间的物性差异,地质效能的高低与地质对象同周围岩石间物性差异的明显程度有关,有差异才有效果,差异越明显效果才越好,反之,差异越小,效果越差;
(2)各种物探方法都是通过观测和分析地球物理场进行地质勘探和寻找有用矿产的,因此属于间接找矿方法,与钻探取岩心提取岩石矿物成分的方法有本质的区别,可靠性降低,分辨能力降低;
(3)各种地球物理场均具有跨越介质存在的特点,可以通过物探方法研究不同深度上地质目标的信息,便于面积测量,但垂向上信息的可靠与详细程度不如钻井资料;
(4)各种地质情况千变万化,各不相同,实际工作中应根据具体的地质、地球物理条件灵活选用适当的地球物理方法,才有可能达到预期的目的,否则就有可能导致错误的结果;
(5)某一种地球物理场的分布可以与地下多种地质背景相对应,因此,当对物探资料作地质解释时是可以有多种合理的解释,即反问题具有多解性;
(6)某一地质目标可能与围岩有多种物性差异,在实际应用中,为减少多解性,提高地质效能,常采用多种物探方法进行综合研究,必要时可以做地球物理、地球化学、地质、钻井、测井等多学科的联合应用,以便能取得令人满意的结果;
(7)应用地球物理学是一门新兴的边缘学科,理论尚需发展、技术仍需改进、仪器设备也在不断更新,这些都需要随着其相邻的学科发展才能实现,不能强求现有的地球物理技术解决它所面临的所有问题。
2 地球物理勘探面临的问题
(1)提高微弱地球物理信号采集与处理水平地球物理勘探技术是依据对观测的地球物理场数据的分析来实现探测目的的。
(2)非均匀地质体的探测与描述几何形体简单、物性分布均匀、埋藏深度较浅且易于发现的矿产资源,今后将越来越少。
(3)综合利用多种信息,减少地球物理反问题的多解性
地球物理勘探是通过在地表、空中或井下局部地球物理场的观测结果,去分析推断地下不能直接观测部分物质的性质和形态。
3 地球物理勘探的发展趋势
3.1 应用范围将更加扩大
原有方法日趋完善,新方法不断形成,使物探的地质效能不断提高,应用范围不断扩大,从单纯的矿产资源勘探,发展到目前在水文、工程、城市与环境等方面的广泛应用,在军事、文化等领域的应用也在研究之中。
3.2 勘探深度将进一步加大
浅层矿产资源的开发对地球物理勘探提出了寻找深部矿产资源的需求,同时地球物理勘探方法在理论、技术、仪器等方面的发展与更新也使之具备了相应的能力。
3.3 地质效能将更趋理想
实现直接找矿是广大地学工作者长期以来的理想,目前这方面的研究已经有了一些进展,如电法、地震勘探都提出了岩性勘探方法和技术,虽然还很不完善,但代表了地球物理勘探的发展趋势。
4 结束语
地球物理勘探面临的地质任务日趋复杂艰巨,勘探目标正从构造型转向隐蔽型,探明并评价油气储层、监测油田开发过程成为物探新的研究内容。一方面要对原有方法不断完善、深化,另一方面要不断探索新的理论。大量试验证明,在多数油气藏上方存在特有的物理化学异常晕带,即“烟囱效应”产生的“还原柱”,能观测到磁化率、极化率和地球化学异常。基于类似的原理,放射性方法勘探油气的试验也取得了不少成功的案例。
参考文献
[1]于克君,汤振清.地热勘探中综合地球物理勘探方法运用探讨[J].2001-07-01.
[2]王兴泰.工程与环境物探新方法新技术(第1版)[M].北京:地质出版社,1996.
[3]陆基孟主编.地震勘探原理[M].石油大学出版社,1993.
关键词:地球物理;勘探技术;发展趋势;应用
地球物理勘探的主要目的是通过运用现代科学技术手段,对地质构造展开深度分析,为建筑工程选址、矿产资源勘探等工作推行与落实奠定技术基础。在地球物理勘探过程中,所使用的主要仪器设备为物探仪器,由此以详细检测分析地壳中的岩石物理参数。如今,地球物理勘探技术在地质、煤炭、水电、建筑工程、石油等多个领域中应用,并且发挥处理显著的应用效果。
1地球物理勘探技术常用方法
1.1传统技术下的地球物理勘探
1.1.1电法勘探这种方法在地球物理勘探期间应用最为普遍,通过研究电学性质变化规律以及地层电磁场变化规律,基于电性之间的差异性,对电场分布规律展开研究测量,从而保证地质情况被详细的了解[1]。1.1.2磁法勘探通过选择使用磁力仪器检测设备检测地质之间的磁性差异,对地下磁场的分布规律和异常情况作出研究,保证在段时间内寻找出地质问题。1.1.3重力勘探不用地质之间,其密度是各不相同的,以这种特点为出发点,选择应用重力测试仪器观察重力异常情况,了解和全面掌握地下地层起伏变化情况。1.1.4地震勘探地震勘探技术是发展速度比较快的技术手段,该技术综合运用人工激发地震波的方法,基于岩石地震波传播规律和地层地震波传播规律,对地质性质作出探究,预测地质活动情况,采取必要的措施应对灾害发生。
1.2新技术下的地球物理勘探
伴随着现代科学技术发展,地球物理探测仪器设备逐渐科技化,先进的电子技术逐渐取代传统的地质勘探设备,使得地球物理勘探质量提升。就探测深度对地球物理勘探技术进行分类,主要分为超浅层、浅层、中深层和深层。在超浅层勘探过程中,可选择使用浅层地震技术和地质雷达技术。在浅层勘探过程中,可选择使用高频电磁成像技术和高密度电阻率。在中深层勘探过程中,可选择使用高精度重力测试和可控源电磁测深。在深层勘探过程中,可选择应用深层地震勘探技术、高精度处理测量技术和天然大地电磁测探技术[2]。
2地球物理勘探期间的新理论和新算法
2.1小波理论
小波理论是以傅里叶理论为基础的,比较合适被使用在数据压缩、信号中差分方程数值解、成像处理、子波算法等方面应用,由此可显著提升信噪比和数据分辨率[3]。
2.2神经网络理论
神经网络理论对人脑的思维活动方式进行模拟,从而完成数据分析,在应用该技术手段的时候,可通过样本资料学习,研究及分析活动,确保得到的参数结果具有应用价值,也可以在短时间内判断出样本资料应用价值,完成尚未处理的数据信息。
2.3几何分形理论
几何分形理论的实质,是对自然环境下经常性出现的不规则现象、不稳定现象以及常见现象展开分析,系统性分析在自然环境下,各种尺度的物体和现象之间的相似性。所以,在对整体信息进行预测时可通过使用局部信息完成[4]。
2.4混沌理论
在非线性系统描述方面多使用混沌理论体系,混沌理论体系与几何分形理论体系之间存在着十分密切的联系,都可以解释不同尺度下的标度律、差异性和相似性。
2.5地理信息系统理论
地理信息系统是一种以计算机为基础的探测体系,需要综合软件支持和硬件支持,采集、存储、管理、查询和输出时间和空间数据信息,通过数据信息的处理方法,保证在最短时间内查询并分析出数据信息[5]。
3地球物理勘探技术应用
应用地球物理探测技术,最为常见的领域是能源资源勘察。我国能源资源结构多以天然气、石油、煤炭等化石类为主,这种类型的能源资源在勘探时,对于地球物理勘探技术有着很强的依赖性。比如在勘探煤矿资源、天然气资源和石油资源期间,大地电磁勘探技术的应用性很强。通过应用地球物理勘探技术,可以快速寻找出不用地区的油气区构造情况,并且完成相应的评价,寻找到能源资源。在前期的勘探活动中,基本上需要依靠地震勘探技术实现,在详细的勘察期间,需对大地电磁测探技术、高精度磁力技术、高精度重力技术等展开综合运用,对油气地区的构造情况和油气地区区块作出评价,寻找适合油气存储的地质构造,解决勘探油气时存在的疑难问题。金属矿物探技术作为另一种经常被应用的物探技术,大多是利用电法和磁法完成金属矿物质勘探。这种勘探技术在应用工程中,基本上是采取电法模式完成的,为金属矿物质勘探提供便利,并且为工作顺利开展提供支持。该技术手段应用的基础,是围岩和矿体之间的电性差异,研究在地下传导时人工稳定电流场分布规律。磁法勘探的基础是矿体,或者时赋存围岩与其构造两者之间出现的磁性差异结构,在地表环境和高空环境下,探究分析磁场强度变化规律。在地球物理勘探技术中,工程物探技术应用也比较广阔。现代建筑工程施工建设现状随着社会经济发展而呈现出全新的变化,这就要求在工程勘探期间,总结出项目工程物理勘探的基本需求。工程物理勘探技术在铁路施工、公路施工、管道施工、水利施工和建筑施工方面有着很大的作用。将物理勘探技术应用在环境保护和自然灾害防治工作中,也是极具价值的。在应用地球物理勘探技术期间,可及时对电、热、光等物理要素进行检测,了解其变化情况,正确认识环境的变化过程,从而为提升环境保护质量,落实环境保护工作奠定基础。突发性自然灾害严重影响着人们的生命健康和财产安全,在对自然灾害进行预测和预防时,合理的应用地球物理勘探技术,能够取得良好的效果。
4地球物理勘探技术未来发展趋势
就当前地球物理勘探技术的应用现状看来,相关专业人员与物理勘探工作人员之间的联系不够密切,甚至各项工作在结合的时候存在着疏忽,难以实现相互帮助发展的需求。在实际工作期间,相互监督、共同进步的现象也存在着问题。工作人员没有将计算机网络力量彻底发挥出来,在分析资料和查询数据时,经常性的处于被动状态。在信息技术高速发展的时代背景下,工作人员必须要对计算机网络技术系统性掌握并且熟练使用,从而保证自身工作效率提升,保证全面、准确、安全的完成各项地球物理勘探工作。地球物理勘探技术解释期间,秉承着多次反馈的基本原则,详细如下所示。图1地球物理综合解释多次反馈图随着社会经济发展,人们对于能源资源的需求量日渐增加,重视程度也逐渐提高。在地球物理勘探技术的研究和开发过程中,研究者不断投入资金和精力,以求获得突破。就当前地球物理勘探技术发展现状而言,地球物理勘探技术已经获得突飞猛进的发展,全新的功能和类型不断涌现,有效延伸了地球物理勘探技术的应用范围。例如,在地球物理勘探过程中,按照使用标准和检测要求,优化改良了超导重力仪设备和超导磁力仪设备,改良后得仪器设备,无论精准度还是稳定性,都获得了大幅度提升,为勘探与开采矿物资源有着很大贡献。计算机辅助测试技术应用,是计算技术发展的产物,该技术手段具有很好的集成性。换言之,地球物理勘探期间,综合物理勘探技术和测量仪器设备,寻找出各类设备在应用过程中的新功能。通过新功能的应用和旧功能优化,可以保证地球物理勘探技术优化,数据信息呈现出良好的精准度,另外还能够将计算机硬件和软件的发展趋势作出反映。灵活性的选择和使用高速单片数字信号处理器,将其应用在地球物理勘探技术上,增强信号处理功能、数据处理功能和误差修复功能,有效保障物探技术应用质量和效率[6]。总线技术发展应用。在物探仪器设备上应用总线技术,是当前物理勘探工作中最不可获取的技术手段之一。物理勘探技术包含有插卡式技术、模块化技术以及积木式技术。这种技术手段在应用过程中,为自动测量提供便利,同时还可以快速寻找出相关参数值,保证与多参数和多功能基本要点相符合。在模块式系统当中,可保持结构处于紧凑状态,避免发生结构问题。数据采集技术和计算机技术应用发展。地球物理勘探技术随着科学技术的发展进步,已经逐渐走向国际化,同时还呈现出灵活性、数字化、功能化和智能化等多种特点。随着社会经济的发展进步,社会生产与发展需要耗费大量的能源资源。如今,世界大多数地区的浅层矿产资源已经被勘探完成并且开发殆尽,科学技术发展水平比较高的国家,逐渐将勘探活动过渡到海洋地区、沼泽地区以及沙漠地区等等,从而弥补当前国家发展出现的资源不足问题。
5结语
地球物理勘探技术与现代计算机技术和勘探理念相结合,提升了处理数据和地质问题解决的效率和质量,同时也提升了探测精准度。由于在地球物理勘探活动中新材料、新技术和新理论全面应用,使得地球物理勘探技术的应用范围不断拓展。总而言之,在新的技术支撑下,勘探技术必然会朝向更加健康的方向发展,保证工程质量的同时,获得良好的使用效益。
参考文献
[1]周冠一.地球物理勘探技术现状与发展[J].世界有色金属,2019,000(013):183,185.
[2]吴骏业、郭荣文、柳建新、陈杭.神经网络在地球物理勘探中的研究进展[J].工程地球物理学报,2020,(04):111-118.
[3]廖建军,岳礼.物探测绘技术在石油勘探及开发中的应用及发展趋势[J].智能城市,2019,(10):49-50.
[4]郭继颂,肖君.青藏高原冻土地球物理勘查方法组合模式[J].名城绘,2019,(09):1-2.
[5]何荣钦.基于层剥离的大地电磁数据在干热岩监测中的研究与应用[D].吉林大学,2019.
专业课程的安排和设置
地质学专业设置的大体思路与其他专业并无太大差异,大一大二年级为基础课,大三大四为专业主干课。理工类课程中的数学基础――高等数学、线性代数、概率论与数理统计自然是不可少的;专业课除了地球化学方向以外,其余领域都有涉及,如古生物与地层、岩石与矿物、构造、矿床、地球化学等方向。
通过专业基础课的学习,我们能够建立起系统的地球科学思维。在基础课学习之后,我们可以对常见岩石矿物进行鉴定,了解不同岩石矿物性质,对不同地层的形成环境进行复原。了解地球表面沧海桑田的变化历程与变化机制。这些专业基础课不单单是为后面的专业主干课提供知识储备,同时可以为我们今后走上工作岗位提供技术支持。
专业主干课主要是地球物理探测方法与能源、固体矿产勘查理论课程。地球物理探测方法包括重力、地磁、地震、地电射、放性和测井等方法,是不是看上去很高端?在学习了专业基础课和地球物理勘探方法之后,我们知道了形成矿产的环境,就能通过各种办法寻找丰富的资源。
专业实习是我们地球科学课程的特色。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”。书本上的知识掌握透彻是不够的,只有大自然这本天然的教科书才能让我们领略到地球科学的博大精深。
实习是地质学子的必经之路
北戴河地质实习、周口店地质实习、生产实习、毕业论文实习,一系列的专业实习课大大开拓了我们的视野,因而掌握地球科学在野外实际过程的应用是很必要的。地球科学是一门实践性的学科,而且由于专业性质,常常有与大自然“亲密接触”的机会。很多同学因为害怕出野外而对地球科学敬而远之。对于这一点我不否认,因为尽管跋山涉水肯定比端坐在电脑前享受着冷气辛苦很多,但现在很多“驴友”背着包野外远足不也是回到自然吗?
在就业方面,我们专业应用领域较宽。近些年来,我国越来越重视地质灾害的防治与善后。所以,防震减灾单位也需要大量地球科学人才。大型工程建设,如水库、铁路、地铁等的建设,也需要地球科学从业人员进行选址考察等。
中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所(简称物化探所,英文简称IGGE),1957年2月创建于北京,现所在地河北省廊坊市金光道84号,2016年所与天津市签署合作共建协议,将搬迁至天津市。物化探所是国土资源部中国地质调查局所属的专门从事勘查地球物理、勘查地球化学方法技术研究与应用的国家公益性科研机构,既是我国科技创新体系的组成部分,又是中央基础性公益性地质调查机构。是我国现代地质勘查行业物探和化探两大学科的科研创新基地,相关应用基础理论和新方法新技术研究开发、成果转化的辐射源。根据本所事业发展的需要,决定面向高校公开招聘2018年应届毕业生,现将有关事宜公告如下:
一、基本条件
(一)具有中华人民共和国国籍;
(二)拥护中华人民共和国宪法;
(三)具有良好的品行;
(四)具有正常履行职责的身体条件;
(五)具有符合岗位要求的工作能力;
(六)具备岗位要求的其他资格条件。
二、招聘岗位
工作岗位、学历要求和需要人数详见《2018年招收应届毕业生岗位需求表》(附表一)。
三、招聘程序
(一)报名
1、报名整体截止时间:2018年1月22日。采取电子邮件方式报名,电子版简历应命名为:姓名+学校+学历学位+所学专业,电子报名邮箱:[email protected]。
2、提交资料:本人电子版简历。必须包括联系方式、所学专业及本、硕、博期间专业课程成绩、英语成绩和科研工作、学术情况,本、硕、博论文研究方向和相关研究成果、获奖情况,最高学历以前各阶段毕业证书和学位证书复印件。《2018年应聘学生基本情况表》(附表二)。请按表中要求认真填写,凡不提供基本情况表的应聘人员,视为无效简历。
3、报名咨询电话:0316-2267605。
(二)资格审查
对提交简历人员的资格条件进行审查,确定符合条件人员参加考试。电话通知通过资格审查人员参加考试的时间、地点等相关事项。
(三)考试
考试分为笔试和面试。时间、地点另行通知。
笔试内容:与应聘岗位相关的专业基础知识及社科知识。博士研究生,硕士研究生专业排名前20%或以第一作者发表核心期刊文章2篇以上的不再进行笔试。
面试内容:面试人员以PPT形式,汇报时间10分钟。
(四)体检、公示、聘用
根据考试成绩,初步确定拟接收人选,并进行体检。对体检结果符合要求的拟接收人选进行公示,公示期无异议的,确定为接收人员,办理相关聘用手续。
(五)工资福利待遇
接收人员进入中央事业编制,享受国家事业单位和所规定的工资福利待遇,天津户口。
四、其他
1、应聘人员应保证所提供的各种材料真实、准确,招聘过程中如发现有弄虚作假、舞弊等行为,一经查实,立即取消考试资格及聘用资格。
2、应聘人员请务必保持通讯畅通。
意气风发,与石油物探结缘
1978年,我国恢复高考制度之初,积压了十年之久的考生,一起涌向高考这座独木桥。年仅16岁的曹思远成为这千军万马中的佼佼者,顺利考入了中国矿业大学数学力学系,完成学业后以优异的成绩留校任教,成了一名年轻的大学老师。
命运之神总是垂青锐意进取的心,机会总是留给有准备的人。在教书育人的同时,他也在积极地参加科学研究。一个针对青年教师的只有2000元研究经费的科研项目,让他与石油物探结下了不解之缘。
怀着对石油勘探浓厚的兴趣,曹思远投师著名地球物理学家牟永光教授名下,成为中国石油大学(北京)当年招考的十几名博士研究生之一。三年半的时间,牟永光教授严谨的治学作风,加上一个热血青年旺盛的求知欲,曹思远为自己的博士人生交了一份满意的答卷。他第一次将属于三个不同学科的研究理论,即调和分析中的小波理论,非线性学科中的分形理论和地球物理学科中的地球探测与信息技术结合在一起,完成了题为《小波变换在地震资料处理和分形研究中的应用》的博士论文,得到了业内行家的高度评价。同时,他的科研人生也有了一个新的起点,他的科研目标也有了明确的方向。
博士毕业后,曹思远进入中科院地球物理所博士后流动站。在此期间,曹思远又得到著名地球物理学家刘光鼎院士和李幼铭研究员的言传身教,让他在自己的研究领域博采众长。这期间知识的储备,为他未来创造出更加有价值的学术理论提供了有力的保障,也让他在推广和完善石油勘探中的时频分析技术获益匪浅。1996年,他完成了中国科学院地球物理所博士后的研究工作后,回到了自己的第二个母校――中国石油大学(北京),重新回到了三尺讲台上,开启了他在石油勘探领域,科学研究和教书育人的同步人生。
提起石油勘探,最先的工作就是勘测、寻找,然后是打井、钻孔等,在这一过程中,冲在石油地质和石油地球物理勘探第一线的总是像曹思远教授这样的科技工作者们,我国95%以上的石油地质储量是他们通过物探方法找到的。曹教授深知,随着开采技术的不断提高和社会生活对石油需求量的不断增长,人类对石油勘探技术提出了更高的要求,常规的地震资料的去噪方法已经越来越不能满足高精度数据处理的需要。他介绍说,在接收到的地震记录中,很多有效的信号成分,由于能量弱,被淹没在各种各样的环境噪声中。对于能看到一些信号影子的记录,人们已经发展出了不少好的去噪方法;但对于看不到信号的记录,目前还没有好的方法将有用弱信号和无用噪声分离出来。
曹思远教授就是基于这样的问题,用自己深厚的数学功底,开创性地建立了有别于传统去噪方法的有用弱信号提取法。在这些记录中,人们看到的只是些杂乱无章的随机噪声,而看不到与它们混在一起的弱信号。如何从这无序的信号中,去寻找能量很弱的有效信号,是他们研究工作的重点,实际上它也是很多学科中的难点。曹教授敢为人先,创造性的把精准的数理计算方法带到石油勘探领域,经过多年实践研究,在“皮尔森体系”已有的相关知识基础上提出了“基于‘皮尔森体系’独立分量分析地震实现信号去噪”的方法,并获得了国家发明专利。2009年,该专利作为教育部所属高校几十万个国家发明专利中仅有的两个代表中的一个,获得了当年教育部高校科技进步奖二等奖。
与传统的去噪方法相比,曹思远教授发明的专利中提出的解决方案,既无须大量的观测样本,也无须信号的先验信息,就可实现信号与噪声的有效分离;过程简单、计算速度快、应用方便灵活。经过该方法求取的地震信号具有信噪比高、振幅保真的特点。因此这项专利对我国的物探技术具有非常重大的现实意义,同时对其它学科的信号处理也具有广泛而独特的应用价值。
突破创新,始终走在石油勘探最前沿
深厚的数学功底和对未知世界强烈的探知欲望,让曹思远教授在拿到任何一个地震数据资料时都如获至宝,在数据中寻找真理,在图像中探求规律。编过太多的程序,也有太多的程序因达不到预期的结果而中断搁浅,但是付出总会有收获的,兢兢业业的潜心研究让他在数学力学与石油勘探之间游刃有余地行走。在他的发明专利得到认可后,他又开始了新的征程。
在石油地球物理勘探中,地震资料的高分辨率处理始终是人们关注的热点之一。这就需要对影响资料分辨率的因素进行分析,找出其中的主要因素,例如地震子波的主频与频带宽度时间空间的采样率、资料信噪比、子波的形状以及大地对地震子波的吸收作用。一般的解决方法主要包括:采用综合有效的噪音衰减方法提高资料信噪比,拓宽资料有效频带宽度,采用小的时间采样处理,使用零相位子波反褶积,进行一致性能量补偿,用分频剩余静校正法作剩余时差校正,精准的速度分析,叠后进行高频补偿处理拓宽资料频带宽度。采用这些方法处理的资料分辨率得到较好的提高,对地质成像及储层预测具有积极的作用。
为了更加精确的对地震资料进行高分辨率处理,2003年1月,曹思远开始对地震资料的HHT高分辨率处理及微断裂的识别技术进行攻关和研究,取得了突破性的进展。数学模型和实际资料的研究结果表明,HHT点谱白化技术可以在信噪比很低的情况下,提取眼睛看不到的弱信号,并使它的能量得到加强,从而极大地拓宽信号的频带,提高地震资料的分辨率,为提高目标区地震资料处理的质量、特别是提高薄储层的识别能力作出了贡献。
此外,煤层小断层及微断裂的展布对煤矿安全生产具有特别重要的意义。在HHT点谱白化技术基础上研发的小断层、微断层识别技术可以检测到原始地震剖面中原来看不到的相关信息,这为查明可采煤层的构造发育情况提供了新的技术支持,为提高煤炭产量、降低开采风险发挥重要作用。
执着于创新的曹思远教授始终在不断提高着自己的油气田勘探开发技术,由于该技术涉及地球物理、石油测井、油藏工程、石油地质等多个学科和专业领域,因此需要协同作战、团队合作。于是,在技术研发进程中,曹教授经常与实验室的其他成员,或者是其他院系的老师通力合作,不断取得新的突破,为祖国的石油勘探技术提供了可靠的技术力量。
桃李满天下,激情奉献教育事业
曹思远不仅是一位科研工作者,更是一位教育工作者。作为中国石油大学(北京)地球物理与信息工程学院博士生导师,曹教授目前指导的博士生和硕士生达二十多人,并且承担着储层地球物理、地震勘探原理及解释技术、地球物理勘探新方法新技术、分形理论、小波理论及其应用、空间解析几何等课程教学。
在研究生的指导过程中,曹思远教授用自己的科研激情感染和鼓舞着自己的学生。他名下的学生每两周都有一次研讨例会,所有人都必须汇报学习和研究状况,而他自己也不能例外。这样的研讨会不止让自己的学生得到锻炼和提高,同时也吸引了其他年轻教师的参加。甚至,有的年轻老师在参加之后,对他们的研究方向产生了浓厚的兴趣,也加入了他们的研究团队。这样的研究氛围,在研究生中间身受口传,越来越多的考生把投师曹思远教授作为他们的考研目标。
如果说在研究领域,曹思远教授是用自己的科研激情感染和鼓舞学生,那么三尺讲台也是曹思远教授的人生舞台。曹教授在讲台上绝不是照本宣科,给每一级学生的讲课都不尽相同,他会将自己最新的研究成果在课堂上与同学们分享,他也会将自己的研究思路向同学们阐述。经常有叫不上名字的学生走过来告诉他,说他是他见过的最好老师。这样的一句话,会让他激动半天,这是他作为一个授课老师自认为最大的奖赏。
每天晚上十一点之前,他很少能回到家,但他不觉得辛苦。因为他做着自己喜欢做的事,在科学研究和教书育人的方寸之间,他快乐着自己的快乐。如今,他已经为国家输送了众多高新科技人才,其中很多人已经身居石油行业的重要岗位,为祖国的现代化建设贡献着力量。
多年来,曹思远教授带领着自己的学生参加并负责完成了多项国家重大专项课题及“973”“863”项目子课题的研究,在各级刊物和国际学术会议上60多篇,获国家级科技奖励两次、省部级科技奖励四次、国家发明专利三项,其中,还有六项国家发明专利正在申报中。这让他的个人价值得到了无限放大,也鼓舞着他再攀高峰。
执着前行,甘于奉献
不同于“铁人”王进喜和电影中石油勘探者的广为人知,曹思远教授作为一位石油勘探技术的研究者默默的耕耘着自己的一方水土。他虽然数学专业出身,却在油气田勘探开发中的地球物理方法、信息与计算技术等方面的研究中成绩突出;他甘于清苦与寂寞,却为中国的石油勘探行业赢得了较大的社会效益和经济效益。
任尔东西南北风,我自岿然不动。二十余年如一日的探索和努力,让曹思远教授的科研和教学工作如鱼得水。对于未来,他表示将继续执着的行走在科研道路上,不断耕耘,解决更多的油田勘探开发难题,创造出更多更实用的国际领先技术与理念,为中国油气田勘探开发技术的发展和完善提供强大的科技支撑,力争早日实现祖国的强国梦。
关键词:地热勘查 物探方法
中图分类号:E951
一、前言
地热能是赋存于地球内部一种巨大、宝贵的矿产资源,它是一种绿色环保、经济高效的新型能源。具有投资少、见效快、使用方便、节能环保等特点,开发利用前景广阔。运用综合物探方法对地热资源进行勘探,可以避免单一物探方法的局限性,提高勘探精度。相信综合物探方法在今后地热资源勘查中的应用会更多,效率和精度也会有很大提高。
二、地热概况
地球内部蕴藏着巨大的自然能源――地热能,它通过火山爆发、温泉、喷泉以及岩石的热传导等方式源源不断的向地表传送和散失。火山喷出的炽热的岩浆或从地下涌出或喷射出的热水和蒸汽,都是巨大的载热体,它们不断地将地球内部的热能带到地表。地球每年通过地表传输的总热量很大,但是在有限的地区内不仅很小,而且很分散,目前的技术经济条件尚无法抽取和利用,因此还不构成资源。自然界中有一些过程能够使地球内部热量在有限的地域内富集,并且达到人类能够经济开发利用的程度,这种热量便构成了地球资源或地球能源。
三、物探方法分类简介
目前,地球物理勘探方法很多,根据工作空间的不同,可分为地面物探、航空物探、钻井物探及测井等。
测井是应用地球物理方法来研究钻孔地质剖面,解决地下地质技术问题的一门技术,包括视电阻率、侧向、自然电位、自然伽玛、密度、声波、中子、产状、井径、井斜、井温、水文流量、核磁共振、微测井、伽玛能谱、压力、感应、成像测井等几十种方法。
地震是以研究地震波在地壳内的传播规律,达到查明地下地质构造和寻找有用矿藏的勘探方法。近年来,地震技术发展很快,有反射波法、透射波法、折射波法地震,有二维、三维地震,有高分辨率、微地震,有浅层、深部地震等,处理方法较多,不但精度高、速度快,而且处理手段灵活多样。
电法是以研究地下各种岩层电性的差异为依据,寻找和勘探矿藏、探测地下水、解释地质构造等,有电测深法、自然电场法、充电法、电测剖面法、瞬变电磁法、电偶源频率测深法、电磁测深法、感应法及高密度电法等。
重力和磁法除传统方法外,还有高分辨率、高精度重力和磁法物探方法。重力资料多用于区域构造单元的划分、断裂构造空间展布的确定及盆地基底起伏及其性质的研究工作。利用磁法可探测矿藏,确定隐伏岩浆岩体的分布、厚度及与断裂带的关系,确定水热蚀变带位置。
遥感可得到卫星图像或航空图像,通过对不同种类、不同比例尺、不同时相的航空航天遥感图像进行地质解译,判断地貌、地层、地质构造,寻找矿藏和探索水文地质条件,还可判断地面泉点、泉群和地热溢出带。
各种物探方法从空中、地面、地下不同角度组成了立体阵容,这种特殊的组合方式决定了物探方法必须要综合考虑、分析和研究解释。在地热资源勘查中,物探工作是其重要组成部分。地热资源勘查应视情况采用综合物探方法进行,以避免采用单一方法在深度、广度、精度方面的影响。因为单一物探方法有时具有多解性,如高温热水和蚀变矿物都能引起低阻,高温热流体视电阻率低,但视电阻率低的地方不一定都有高温热流体等;而通过综合物探可获得地质构造条件、热储赋存范围、地下水补给关系及空间位置等资料。为了更好地查明地热田的地质条件、热储特征、地热资源量,评价开采技术经济条件,在地热资源勘查中对综合物探工作应给予足够的重视。
四、地热物探评价方法的应用
地热勘探中,几乎所有的物探方法都可以考虑部署的。但是,不同的地热田,由于地质条件、热储结构、成因类型、地热液体的化学成分等不同,其物探异常的客观反映也必然有所差异,对物探方法的选择和异常现象的解释也有所不同,不能照搬某一种模式,而应根据实际情况,合理地选择适合勘探区的物探方法组合系列,才能使所获成果达到预期的目的。并且在新的地热田勘查中,综合物探工作应优先开展。
五、物探方法组合在地热勘查中的应用
地球物理勘查工作是通过不同的物探方法对一个地区进行平面测量和垂向测量,在野外试验及资料总结分析的基础上了解地质体平面和垂向的特征。一般在地热资源预可行性勘查和可行性勘查阶段进行,勘查范围应包括相关的构造单元并结合地热钻井的井位确定。
平面测量一般是测量天然物理场,如重力、磁法和电法,其接收的是稳定的场值,在一个测点上只有一个数值,一般要有地面上多个观测点才能反映出物理场的分布特征。在一条线上的观测值组成剖面曲线,由多条平行的剖面可以组成平面数据。测深方法如人工地震、电法和面波测深等,一般要建立一个变化的人工场,在原地布一个接收系统来了解地下不同深度的物理量,即得到一条垂向剖面。
地热物探工作需要多种方法组合完成,特别是要根据地质任务合理选择不同方法进行组合。具体方法的选择要考虑目的层的物理前提,即目的层与其他层的物性差异,这个差异要足够大,能反映到物理场中被仪器观测到。
地球物理勘查工作的任务是初步查明:①圈定地热异常范围和热储的空间分布特征;②确定基底起伏及隐伏断裂的空间展布;③确定勘查区的地层结构,热储层的埋藏深度。鉴于这些地质任务,参考研究区的工作成果和其他资料,对比分析各种方法在不同地热田的应用效果,结合地热田地球物理特征,建立本区地球物理勘探方法组合。
六、总结语
地热的开发带来巨大的经济效益让很多投资者趋之若鹜,与此同时地热的勘查具有很大的风险性,投资大、成本高也令很多投资者望而却步。我们在地热勘查中应该采用最有效的方法,采用新技术新方法节省经济成本,开发利用地热资源。
参考文献:
1、黄健良 吴波 邵月中,浅谈综合物探方法在地热勘查中的应用[J],科技信息,2009年第18期
2、肖争光,综合物探方法在地热勘查中的应用[J],城市建设理论研究,2012年第38期