岩溶给建筑物的施工和使用带来了许多安全隐患和经济损失。为直观分析岩溶分布规律,引入基于Matlab三维可视化功能的高密度电法立体成图流程,并将该方法应用在某高速路和建筑物场地的岩溶探测项目中,获得了电阻率剖面的立体成果。同时通过对立体成果中视电阻率的异常形态、数值进行分析,总结出了该区域的岩溶分布规律和范围。对比地质资料和现场情况,此次应用研究表明,高密度电法剖面的立体显示能够准确地反映岩溶等地质情况。

为扩大金矿区及外围的找矿远景,寻找深部矿、隐伏矿,进行1∶10 000高精度重力测量和磁法测量,圈出重磁异常,并在此基础上,开展可控源音频大地电磁法(CSAMT)剖面测量工作。通过对重、磁、电异常综合研究,并结合地质资料综合分析后,由已知到未知的原则,推断了6条断裂构造,圈定了3处隐伏、半隐伏岩脉,提出了今后找矿的方向和主要靶区。通过对比各方法的异常特征及分布规律,结合已知地质资料,对三种物探方法在本工作区解决地质问题的效果进行归纳总结,为今后的地质工作的部署及时提供了物探依据。

为了提高环形不规则重磁测线网的测线利用率和数据精度,提出了一种不区分主测线和检测线的环形不规则重磁测线网的平差方法,并从理论上证明了在假设半系统差在总误差中的影响是显著时进行的半系统调整和最小二乘综合调差法是统一的,是对现有平差方法的拓展和完善。该方法原理简单,计算方便,平差处理后,交叉点不符值可明显减小,并通过实际算例验证了本方法的有效性和可靠性。因此,该方法可有效解决环形不规则测线网难以调平的问题,更具普适意义和实用价值。

为了解决复杂地质条件下的浅层勘探问题,基于有限元法对航空瞬变电磁进行三维正演模拟,采用中心回线观测方式来研究磁场Hz的响应特征。首先验证了均匀半空间和层状地层响应精度,模拟表明,数值解与解析解在0.1 s前误差基本维持在5%以内,可以有效地进行正演模拟。然后讨论了发射线圈参数（高度、半径、电流、匝数）对磁场Hz分量的影响,结果表明,场值与发射线圈半径、电流、匝数成正比,不同发射线圈高度只是影响了早期响应,到晚期磁场Hz分量均趋向同一值;由于瞬变电磁对低阻异常反应更为灵敏,研究了埋有低阻异常体的起伏地形条件对Hz场值的影响,得出了有价值的结论。

目前,随着我国油气田勘探程度的增加,勘探目标已逐渐转向地层、岩性等复杂油气藏。本文针对苏59地区储层砂体横向变化快、纵向分布不均匀的特点,利用地震波通过含气层时高频能量发生明显衰减、地震道积分剖面出现异常高值、部分地震属性出现异常响应等现象,对地震资料进行了道积分处理,并对道积分剖面进行了时频分析,获得了各单频道积分剖面。通过对比单频道积分剖面,初步预测了储层中可能存在的"甜点",并提取振幅总能量、均方根振幅、绝对振幅和、弧形长度等地震属性,通过这些地震属性的异常响应,结合钻井和其他资料进行了验证,取得了良好的效果,成功预测出了剖面上存在的"甜点"。

某220 kV输电线路桩基施工过程中,塔腿侧壁遇溶洞导致垮孔。为准确判定该溶洞是否沿桩基底部发育,根据现场地质条件,采用高密度电法与五极纵轴测深法进行综合探测。通过剖面对比分析可以确定,侧壁所遇溶洞沿C腿底部发育,溶洞顶部埋深为9.8 m,高4.5 m,宽约2～3 m,且为独立封闭填充型溶洞。最后通过钻孔验证基本查清了桩基底部溶洞发育情况,为C腿底部溶洞处理提供了可靠的依据。

以云南省昆明和玉溪等地区为例,对87个钻孔剪切波速测试资料,分别以15 m、20 m、25 m和30 m的深度计算等效剪切波速度和卓越频率。依照等效剪切波速和卓越频率两标准分别判定场地土类别并找出两法结果一致的深度。结果显示:①两标准对场地土类别判定结果相同的深度多数都在25 m处。这种孔数最多,有53个。其中有19个判定为中硬土,34个判定为中软土。②两标准对场地土类别判定结果相同的深度大于250 m和近于、等于30 m的有32个钻孔。其中有29个孔判定为中软土,3个孔判定为软弱土。③结果全都不相同的有2个钻孔。但在深度25 m处二者靠近等级分界点程度相同,一个是250 m/s,一个是卓越频率2.5 Hz。前者判定为中软土,后者判定为中硬土。依此确定判定场地土类别的等效剪切波速度和波速卓越频率的最佳计算深度为25～30 m;建议工程地质钻井勘探深度为30 m。

国内外大量泥页岩裂缝油气藏的不断发现表明,泥页岩裂缝的研究尤为重要,地震数据中提取的地震属性可用来描述储层特征和探测地下异常体。为了确定苏北盆地高邮凹陷LWS次凹页岩储层的有利分布区,总结了高邮凹陷泥页岩裂缝地震响应特征,并利用地震敏感属性对泥页岩裂缝进行识别。首先通过分析过井地震剖面地震响应特征,建立泥页岩正演模拟,对正演结果进行分析并结合时频分析手段开展对比验证,井震结合,优选古近系阜宁组E1f2页1+页2裂缝敏感的地震属性。利用该方法,对古近系阜宁组E1f2页1+页2选择了低频能量属性进行裂缝预测,应用效果与实钻井吻合程度较好,该方法能在平面上较好地预测泥页岩的发育范围。

煤层中小断层常会造成大的安全生产事故,因此小断层的准确预测成为煤炭生产迫切需要解决的问题。通过研究优选断层敏感的地震属性,对各种敏感属性进行全空间分析,结合地震时间剖面和已知地质资料进行断层解释,解决了传统断层解释方法容易造成对小断层解释的漏失问题,有效地提高了小断层的解释精度。

利用基于小波多分辨技术的重力场参数相关系数对传统重力场数据进行再处理,并将该方法应用到某磷矿的重力勘探资料解释上,用求取空间各点的重力场参数的相关系数值来表征地下异常的分布情况。相关系数成像结果不仅印证了平面重力资料划定的磷矿矿脉范围,而且能划定更大范围的隐伏矿脉。利用该方法解释重力资料取得了良好的效果。

基于非结构三角形网格的自适应有限元正演模拟,对带地形海洋可控源电磁法(MCSEM)二维Occam反演算法进行了研究。该算法正演采用基于非结构网格的自适应有限元法,能用较少的单元剖分精确地模拟复杂起伏地形和构造模型。反演运用基于高斯牛顿法改进的快速Occam算法,能快速地搜索拉格朗日乘子、减少模型的搜索量。对二维海洋油气藏模型进行了反演计算,结果表明,该算法能稳定收敛到真实模型附近,具有较高的计算精度和计算效率。通过对带地形模型的反演,讨论了起伏地形下海洋可控源电磁场二维反演效果,为准确解释MCSEM数据提供了参考。

利用2016～2018年3年佘山台DZW重力仪观测数据,对观测到的地震进行相关分析,从同震响应时间、最大响应幅度与震中距的关系、最大振幅和震级的关系等方面进行研究,同时结合测震CTS-1宽频带地震计进行波形对比,得到佘山台重力仪的同震响应特征。

隧道掌子面探水问题,是交通隧道、采矿业、地下空间开发行业一直未解决的难题。由于不同地质环境各种蓄水构造的复杂性,使得以地球物理方法为主的地质预报技术面临着挑战。地震反射法对构造敏感,电法对水敏感,但常规电法由于装置问题很难在隧道掌子面施展。地质雷达由于高频微波段穿透能力的局限性,使得在隧道掌子面探测深度有限。瞬变电磁法利用不接地回线,以其自身的方法优势已广泛应用于隧道掌子面的地质预报中。首次利用浅层瞬变电磁法原理、定源回线装置、全期视电阻率计算、雷达波谱图像处理等技术,研制了相应瞬变电磁探水雷达,并在隧道掌子面、地面岩溶探查方面进行工程应用,验证了浅层瞬变电磁法在地下水探查中的应用效果。

在地质矿产勘查中,高精度磁法测量方法以其工作效率高,勘探精度大,磁异常的可读性强等优点而被广泛使用。在高精度磁法测量工作中,磁场背景值的确定至关重要,直接影响到磁异常的划分和磁测成果的好坏。因此,重点讨论了求解磁场背景值的三种方法,并以延边小回屯地区为例,进行了实际应用对比。

基于探地雷达法与高密度电阻率法对地裂缝展布及发育特征进行探测的有效性进行了研究,以华北平原中西部某地裂缝发育区为研究对象,结合场地实测资料构造了研究区内典型地裂缝的地质-地球物理特征正演模型,分析了研究区内地裂缝的探地雷达及电阻率的理论响应特征,总结出了不同发育程度及空间展布的地裂缝在探地雷达及高密度电阻率法成果中的组合判识模式,即结合高密度电阻率法与地质雷达探测成果对地裂缝的平面展布进行定位,在此基础上利用高密度电阻率反演成果对地裂缝的发育程度及延深进行识别。理论及实验结果表明,利用上述两种方法组合探测地裂缝的展布及延展特征是高效、可行的,发挥了各自的优势,压制了单一地球物理方法的多解性。

杭锦旗地区属于典型的低孔低渗致密砂岩储层。目前测试层位大多出水,进而影响气层产能。针对该区储层产水情况,从储层区域位置、岩性、物性、孔隙结构、含水饱和度及试采方式等方面对储层产水进行了分析,明确了储层产水原因,据此应用核磁测井资料及岩心实验资料对气层有效性进行了分析,取得了较好的应用效果,明确了气层中水的含量,进而可以为甲方提供合理施工建议,提高气层产能。

东海盆地B气田主力储层为浅水三角洲分流河道沉积砂体,储层埋藏深、横向变化快,薄储层、薄夹层发育,常规反演技术无法清晰识别河道和准确分辨薄层,开发井实施面临风险,为此采用叠前地质统计学反演技术来开展储层精细刻画研究。通过对岩相概率和变差函数的精细化分析求取了可靠的地质统计参数,降低了反演的不确定性。反演结果准确预测出了砂体内部7～8 m厚的薄夹层分布,刻画出了4期河道砂体的沉积变迁过程,据此指导了主力层多口水平分支井的实施并获得70.4%～92.3%的高砂岩钻遇率,从而证实了该技术对中深层薄层预测的有效性和准确性。

花岗岩地区的高速公路隧道开挖过程中,因岩体特有的差异性风化导致全、强风化层向下深切,这些岩体完整性差,裂隙发育、富水性强,存在施工安全隐患,深切的全、强风化层底界面起伏范围大且无规律,勘察难度较大。结合隧道工程勘察案例总结大地电磁法EH-4在探测花岗岩差异性风化形成的全、强风化层下切界面的效果,探索了利用物探解释划分围岩级别的可行性。最终经过工程验证,取得了较好的效果,在相似地质条件地区,值得推广。

可控源音频大地电磁法(CSAMT)具有勘探深度大、分辨率高及抗干扰能力强的优点。为了解浙江省武义县测区地下电性结构,从而查明该区地下水赋存情况,在勘查区布置了两条CSAMT测线,通过对所采集的两条CSAMT剖面数据进行处理与二维反演,获得了工区地下1 km以浅的电性分布特征。并结合该区地质与水文资料得出了CSAMT与水文工程地质联合剖面图,推断出了不同地层分界面及断裂构造深部延展情况,为该区下一步的地下水钻孔工作提供了有效的参考依据。

贵州岩溶地区多见由隐伏溶洞诱发的地面塌陷地质灾害。高密度电法近年来被广泛地应用于灾害地质调查及工程勘查中。以高密度电阻率法在贵州岩溶地区一个地面塌陷勘查项目应用为例,建立了无物质填充、全物质填充、半物质填充三个不同岩溶模型进行反演分析,并用实测数据进行正演、反演计算,分析异常性质、规模等,最后与已知钻孔控制的地层与塌陷位置实地情况综合对比分析,利用半物质填充模型反演视电阻率断面图,发现地面塌陷下方隐伏溶洞位置。结果显示,该法能够为岩溶地区分析、治理塌陷地质灾害提供科学依据。