地球化學勘探判別分析方法

① 油氣田勘探方法簡介是什麼

目前，勘探油氣田的方法有地質法、地球物理勘探法、地球化學法和鑽井法四類。

一、地質法

地質法是油氣田勘探工作中貫徹始終的基本工作方法，主要包括通過觀察、研究出露在地面的古地層、岩石及油氣顯示，獲取相關地質資料並進行分析、解釋，判斷一個地區有無生成油氣和儲存油氣的地質條件，對該地區的地下含油氣遠景進行評價，確定有利的含油氣區。在岩石出露的地區，該方法有可能直接發現地下油氣藏。該方法還包括通過鑽井獲取地下岩心、岩屑等資料進行的地質錄井工作和實驗室分析工作，以及對地球化學、地球物理等各種方法提供的大量間接資料進行地質解釋。

地質法除了要研究地下岩石、地層、地質構造以及地球發展史等基礎地質問題外，還著重研究地下區域和局部的油氣藏形成條件，如生油條件、儲油條件、運移條件、圈閉及保存條件等，以確定油氣藏是否存在並進行含油氣遠景評價。

二、地球物理勘探法

地球物理勘探法是根據地質學和物理學的原理，利用電子學和資訊理論等領域的新技術建立起來的一種間接尋找油氣的方法。它利用各種物理儀器在地面或空中觀測地殼表面上的各種物理現象，根據物理現象的變化推斷地下的地質構造特點，尋找可能的儲油、儲氣構造。

地球物理勘探法主要用於近代沉積發育的覆蓋地區、海湖地區，這些地區沒有地層和岩石出露，地質法受到很大限制，用大量鑽井取岩心的辦法了解地下地質情況，不僅成本高，效率也低。

地球物理勘探法主要包括重力勘探、電法勘探、磁法勘探和地震勘探等方法。目前應用最廣泛、最有效的是地震勘探方法。

（一）地震勘探方法

在地下或水下淺層安置炸葯，炸葯爆炸引起的沖擊會產生巨大的震動，在壓力作用下，地下岩石發生壓縮和膨脹，從而產生岩石質點的震動，形成地震波。當地震波遇到不同密度岩層的分界面時，會產生三種現象：第一種是部分地震波從分界面反射回來，反射回來的波叫反射波。第二種是部分地震波透過界面向下傳播，這部分波叫透射波；透射波再遇到分界面時還會發生反射。第三種是部分地震波透過界面並沿著岩層分界面滑行一段再折射回來，折射回來的波叫折射波。根據接收和研究波的類型，地震勘探又可分為反射法和折射法。目前，反射法應用最為廣泛。

地震波的傳播速度與岩石性質有關。通常，緻密堅硬的岩石地震波傳播速度快，疏鬆的岩石地震波傳播速度慢（見表3-1）。

圖3-2陸上地震勘探原理示意圖

x—地震測線；t—地震波傳播時間

（三）電法勘探

地下不同岩石存在著導電性、導磁性、介電性的差異，在地面測量由這些差異引起的電場的變化，進而推斷地下地質構造和礦藏的方法，稱為電法勘探。按電場的成因，電法勘探可以分為天然場法和人工場法兩類。天然場法包括大地電磁法、聲頻電磁法，人工場法包括電阻率法、人工電磁法、激發激化法。

電法勘探在金屬勘探領域應用最廣泛，其次在工程地質和水文地質勘探方面也有較多應用。對石油勘探來說，主要用其中的電阻率法、大地電磁法、人工電磁法來測量地下地層界面深度，它可以研究區域地質情況和局部地質構造。

（四）磁法勘探

地下不同岩石存在著磁性的差異，在地面測量由地下磁性差異引起的地面磁場的變化（磁異常），進而推斷地下地質構造和礦藏的方法，稱為磁法勘探。磁法勘探可以研究大地構造單元、基底構造和沉積蓋層等。該方法可以在地面和空中進行，分別稱為地面磁力測量和航空磁力測量。

磁異常值是用磁力儀來觀測的。磁力儀分為垂直磁力儀和水平磁力儀兩種。測量方法有相對測量和絕對測量兩種。絕對測量主要用於正常磁場的測量，油氣勘探中主要採用相對測量。

磁異常解釋方法包括三個方面：一是正問題研究，即已知地下地質體的形態，分析其在地面形成的磁異常特徵，找出磁異常和地下地質體產狀之間的關系，以指導磁異常的地質解釋。二是對實測磁異常進行加工處理，消除干擾磁異常，突出地下地質因素引起的磁異常。三是反問題研究，即對實測磁異常進行地質分析，找出對應的地下地質特徵和礦產。

三、地球化學法

地球化學法是利用化學分析方法對岩石、土壤、氣體和水樣本中的各種成分進行分析，測定地下油氣的擴散所引起的各種化學、物理化學和生物化學的變化，分析地下油氣存在與分布情況。地球化學法又稱為地球化學勘探法，主要包括氣測法、瀝青法、水化學法、細菌法等具體方法。

（一）氣測法

氣測法是利用靈敏的氣體分析儀測定土壤、表層岩石或水中的碳氫化合物氣體的含量。其原理是：當地下油氣藏存在時，油氣就會向地表擴散，使其上部的地表出現氣體異常，碳氫化合物氣體含量較其他地區高。

目前氣測法還處於發展階段，無論在理論上還是實踐上都不夠完善，效果不理想。但地球物理測井的氣測法卻是在鑽井中判斷油氣層位的一種有效方法。

（二）瀝青法

瀝青法包括測定發光瀝青、氯仿瀝青「A」等方法。各種方法在地面和井下測得發光瀝青、氯仿瀝青「A」等異常時，說明本地區有著油氣生成、運移、擴散和氧化的過程存在，用來評價該區、該層的含油氣遠景。

（三）水化學法

水化學法主要是研究水中所含鹽類、微量元素、水型以及它們在地表的分布情況，用以進行含油氣可能性的判斷。

（四）細菌法

細菌法是一種間接的地球化學方法。由地下運移、擴散至地表的某些烴類（如甲烷、乙烷、丙烷）在油藏上方形成相對富集帶，而某些細菌對某種烴類有特殊嗜好，常在這些地區大量繁殖。通過采樣進行細菌培養，可反映烴類異常區，用作尋找油氣藏及評價含油氣遠景的重要指標。

四、鑽井法

鑽井是油氣田勘探工作中不可缺少的手段。無論是地質法、地球物理勘探法、地球化學法，對確定地下有利的含油氣構造或油氣藏，都屬間接方法。通過鑽井手段才能最後確定油氣藏是否存在，以及是否具有工業油氣流。但與其他方法比較，鑽井法卻是速度最慢、投資最多的一種方法。它必須在地質、地球物理、地球化學等方法綜合勘探的基礎上進行。

② 地球化學的研究方法

地球化學的每種理論,應用於解決地學問題,均構成一種研究方法。地球化學的基本研究方法主要是對地球系統及其各級子系統進行觀察、取樣分析、歸納和演繹研究;其次是實驗模擬研究及數字模擬研究。現就地球化學一般研究方法簡述如下。

1.地球化學野外工作方法

這里涉及的主要是人們肉眼可以直接觀察的固體地球部分研究,至於大氣圈、海洋和地外天體等研究方法,以及隕石的收集和研究,有專門書籍論述,在此不再介紹。

地球化學野外工作的目的是:觀察了解宏觀地質體的物質類型、結構構造及它們在時間和空間上的相互關系,在此基礎上系統觀察和收集寓於各地質體中的地球化學記錄和信息,並採集具有明確代表對象和意義的樣品。當然,觀察收集信息及取樣的側重點應因研究目的不同而有所差別。

因為地球化學運動和作用寓於地質運動和作用之中,所以必須首先較好地了解研究區的地質背景,把握所研究地質作用的產物的特徵和礦物岩石組成、結構構造及它們之間的時空關系和序列。這些均屬於地質學的觀察研究內容,可按地質編錄或制圖法進行。這部分工作是地球化學研究的重要前提和必要基礎,是地球化學研究客觀性的根本保證。

在野外觀察建立了較好的地質研究的基礎上,必須重視各類地質體中地球化學記錄和信息的觀察和收集,力求在野外工作階段就能形成地球化學研究的構想或工作假設,從而保證室內研究能更有效地開展。常見一些年輕地球化學家研究中只有野外地質觀察而缺乏基本的野外地球化學信息收集,似乎認為地球化學研究對象僅限於化學元素和同位素微觀層次。地球及其層圈中的化學作用絕大多數都是通過化合物 (礦物)或物相之間的反應實現的,元素原子的相互作用只是這種反應的內在根據。化學、地學和地球化學今天的發展,已使地球化學從地質體的觀察中直接獲取地球化學信息成為可能。典型研究方法範例,見博伊爾 (R.W.Boyle)1979年出版的《金的地球化學及金礦床》。

如何進行野外地球化學觀察和信息收集? 通常地球化學可以廣泛應用礦物化學、岩石化學、化學及物理化學的知識和理論指導地質體的觀察。例如,根據地質體的岩石和礦物組成,不需化學分析就可知道它們的大致化學組成,基於礦物間受類質同象控制的元素分配規律,還可粗略推測它們中比較集中的微量元素種類和組合;石灰岩是強鹼弱酸的鹽類,其岩層可起著天然溶液酸鹼度調劑的作用,是影響元素遷移的鹼性障;觀察組成岩石的礦物共生組合及礦物的交代關系,可為應用相平衡理論研究地球化學作用奠定基礎。例如,在硫化物礦床氧化露頭中見到方鉛礦 (PbS)依次被鉛礬 (PbSO₄ )和白鉛礦(PbCO₃ )交代的現象,就可推斷硫化物礦石的氧化應依次經歷硫酸鹽和碳酸鹽階段,其環境應先是酸化、而後向鹼性過渡,從而提出進一步檢驗這種推斷的設想。此外,從物理化學觀點看來,天然溶液進入張性裂隙是外壓力的突然降低,岩石的糜棱岩化實質為物質顆粒變細增加表面能,從而增強化學反應速率,等等。通過地質地球化學野外觀察,收集到足夠的地球化學信息,再結合地質背景、條件與研究的目的,就可形成進一步研究的構想。

樣品採集必須注意的關鍵問題是,樣品應能確切地代表所要研究的地質對象,盡可能詳細地了解其產出的地質背景、環境和條件;符合所要研究的目的。例如,為了解原始岩石成分需採集新鮮的岩石樣品,為研究蝕變過程應按剖面採集原岩、半蝕變岩石到全蝕變岩石的系列樣品。樣品的規格和重量按需進行測試方法的要求確定;每種樣品採集的數量應以具有統計學上的一定代表性為准。

2.地球化學室內研究方法

地球化學室內研究包括樣品的加工、分選、預處理、岩石礦物鑒定和分析測試、數據處理,以及綜合分析得出結論的全過程。

在野外觀察和鑒別的基礎上,為了准確鑒定礦物、岩石、礦石的成分和類別,確定礦物-流體相間反應關系,常需進行偏光和反光顯微鏡觀察,對微粒和微區研究可以應用電子顯微鏡、X射線分析法、電子探針等儀器進行精確分析和鑒定。這方面需要特別強調的是,准確地鑒定礦物和岩石只是目的之一,而詳細觀察和了解岩石和礦石中礦物間的相平衡和反應-交代關系,以及礦物晶粒中的環帶結構和成分變化等,具有更深入層次的意義。現代高精度的實驗觀測技術為實時實地准確地觀測微細地球化學作用過程提供了條件。

為了獲取各類地質對象的化學成分,除主量元素可應用常規化學或儀器分析方法測定外,其餘大多數測定項目為微量組分,含量一般為克拉克值級次。對於這些微量元素的測定需要使用靈敏精確的分析技術,靈敏度一般要求達到 10^-6～10^-9。在這方面,現在常用的分析方法有:發射光譜分析、原子吸收光譜分析、火焰光譜分析、離子選擇電極法、中子活化分析、等離子體光量計分析、質譜分析,以及一些專項分析技術,如測汞、測金、放射性測量等。可以根據研究目的,選用適用的方法,在滿足靈敏度和精度要求的前提下,應考慮便捷、經濟的原則,避免過度追求高精度、過多測試項目等。

進行同位素定年和同位素組成測定的樣品,需根據樣品性質、估計的可能年代范圍,以及各種定年法和同位素測定分析法的特點和要求,選擇質譜分析的類型及進行樣品的制備和測定。

元素結合形式和賦存狀態是制約元素地球化學行為及活動性的重要因素。其中主量元素形成各自的礦物或獨立相,它們的結合形式根據礦物學的鑒定和研究確定。對不形成獨立礦物的元素的賦存形式以及細粒岩石 (頁岩、黏土沉積物、土壤等)中元素的賦存形式,則需應用專門的綜合測試方法解決,包括:晶體光學法、物性和物相分析法、X射線分析法、電子探針等微區分析法,以及化學偏提取法、電滲析法、放射性乳膠照相法等。

地球化學作用的物理化學條件的確定包括測定和計算兩類方法。如礦物流體包裹體測溫和測壓屬於測定法;礦物溫度計、微量元素溫度計、同位素溫度計等為測定和計算相結合的方法;而體系的pH、E_h、

、鹽度、離子強度、礦化度等參數則是通過熱力學和化學平衡計算獲得。

在取得了上述各種實際資料和數據後,研究就進入了數據處理和資料整理,進而綜合提煉並得出科學結論的階段。數據處理和資料加工包括,按照研究的目的,應用地球化學多元統計分析的方法 (相關分析、判別分析、因子分析、聚類分析等)揭示研究對象數據和參數的分布形式、變異特徵、相關程度、元素共生組合及其影響因素等;根據解決問題的設想,編制各種圖件和表格等。此後,研究就進入了由客觀向主觀認識轉化上升的思維過程,在這方面,辯證唯物主義認識論和前述的地球化學方法論具有關鍵性的指導意義。

3.地球化學實驗模擬和數字模擬

開展實驗研究,尤其高溫高壓條件下的實驗研究,是地球化學探索必不可少的一種手段。實驗研究的內容主要包括:地球化學所需自然化合物 (礦物)和化學物種熱力學性質和參數的確定,元素在各種共存相間分配系數及同位素分餾系數的測定,極高溫度和壓力下礦物相變及超臨界水流體溶液物理化學性質的研究,以及各類地球化學作用實驗模擬的研究。這些實驗使地球化學應用物理化學原理和進行定量計算成為可能,為地球化學對深部地幔物質成分的判斷提供參考,使地球化學對各種自然和人為作用過程和機制的了解更加精確和深化。

在開展地球化學作用的實驗模擬時,應注意使實驗體系和條件盡可能地接近自然界的實際,這樣才能獲得有效和可信的結果。

各種地球化學體系的數字模型化研究 (如,岩漿作用過程中微量元素分配的定量模型),以及地殼、地幔、海洋等復雜體系的數字或計算機模擬,近年展現出不斷增多的趨勢被稱為計算地球化學。計算地球化學既是地球化學向定量化發展的必然結果,同時也是對許多難以進行實驗模擬的復雜自然體系定量研究的一種補充。

地球化學體系和作用過程的定量化數字模擬或建模,現在已廣泛應用於解決地球化學問題,其中包括地球化學體系的質量收支平衡、反應的化學平衡、系統動力學、物質輸運過程,以及上地幔、洋盆和岩漿房的化學演化等。地球化學數字模擬和建模的專著,如Francis Albarède 撰寫的 Introction to Geochemical Modeling (1995),Bethke 所著的Geochemical Reaction Modeling (1996 )和 Geochemical and Biogeochemical Reaction Modeling (2008)。我們必須高度重視這一發展趨勢。

③ 油氣田勘探採取何種方法

如何高速度、高水平地勘探油氣田是一項很復雜的任務。石油通常都深埋在上千米的地下，在地面看不見、摸不著。即使地面上有油氣顯示，也不能肯定地下就一定存在油氣藏。要想找到它，就必須想方設法獲取地質資料，掌握規律。隨著科學技術的發展、人類的不斷實踐和總結，尋找石油的方法越來越多，歸納起來主要有地面地質法、地球物理勘探法、地球化學勘探法和鑽井勘探法等。

一、地面地質法地面地質法是尋找石油最基本的工作方法，其研究內容十分豐富。石油勘探工作者運用地質知識，攜帶羅盤、鐵錘、放大鏡等簡單工具，在野外直接觀察天然露頭和人工露頭。了解勘探地區的地層、構造、油氣顯示、水文地質、自然地理等情況。查明有利於油氣生成和聚集的條件，從而達到找油找氣的目的。

二、地球物理勘探法地球物理勘探法是利用物理原理和技術來解決地質問題的方法。根據地下岩石不同的密度、磁性、電性以及彈性等物理性質，在地面上利用精密儀器進行測量，以了解地下岩層的起伏狀況，尋找儲油構造，達到尋找油氣藏的目的。隨著科學技術，特別是計算機的發展，地球物理勘探法有了飛躍發展。常見的地球物理勘探法有重力勘探、磁法勘探、電法勘探和地震勘探等。

1.重力勘探重力勘探是用重力儀在地面上測量由地下岩石密度的差異而引起的重力變化。主要是利用重力加速度的變化來研究地質構造和尋找地下礦產。

不同緯度的重力加速度的正常值採用下式計算：

go=9.78318×(1+0.0053024sin2Φ-0.0000058sin22Φ)(3-1)式中Ф——緯度；go——某一緯度處重力加速度的理論值，m/s2。

用重力儀測量出地殼上某一位置的重力加速度，並將其校正到對應海平面上的值。校正後的重力加速度值與根據上式算出的理論正常值不一致，則稱為重力異常。如果校正值大於理論值，則稱為正異常；反之，則稱負異常。重力異常反映出地殼內不同物質的組成和分布狀況。根據重力異常范圍的大小，又可分為區域重力異常和局部重力異常，前者范圍大，後者范圍小。研究區域重力異常可以了解地殼的內部結構，研究局部重力異常可以探礦。地下埋藏著密度較小的物質如石油、煤、鹽等非金屬礦的地區常顯示出重力負異常，而埋藏密度較大的物質如鐵、銅、鋅等金屬礦的地區常顯重力正異常。

2.磁法勘探用磁力儀在地面或空中測量地下岩石的磁性變化，來探明地下地質構造和尋找某些礦產的方法稱為磁法勘探。

通過設在各地的地磁台測得地磁要素數據，經校正並消除地磁短期和局部變化等影響，所獲得的全球基本地磁場數值稱為正常值。在實際測定時，若發現實測地磁要素數值與正常值不一致，則稱為地磁異常。地磁異常是地下磁性物質發生局部變化的標志，據此可勘測出地下的磁性岩體和礦體。如磁鐵礦、鎳礦、超基性岩等是強磁性的礦物和岩石，反映出地磁異常為正異常；金礦、銅礦、鹽礦、石油等是弱磁性或無磁性物質，反映出地磁異常為負異常。

3.電法勘探地殼的岩石存在著導電性差異。觀測和研究人工電流場或大地電流的分布規律，可以了解地下地質構造，尋找原油、天然氣和其他礦產。

在固定的觀測站進行連續觀測，所獲得的大量數據經過校正可得到正常的電場值。在實際測量時，實測值與正常值不一致稱為地電異常。地電異常反映可能有礦體或地質構造存在。

4.地震勘探地震勘探法主要是利用地殼岩石的彈性差異，以物理學的波動理論為依據，研究地震波的傳播規律，從而了解地下的地質構造，尋找油氣藏。

地震勘探的基本原理是在地面用人工方法產生地震波。產生地震波的常用方法是先鑽一口井，再將一定量的炸葯放入井中使其爆炸(圖3-1)。地震波向地下傳播遇到岩性不同的地層分界面就會發生反射。在地面上用精密儀器(檢波器)把來自地層分界面的反射波用大量曲線記錄下來，進行對比、整理和計算，就可得到反映岩層界面起伏變化的剖面圖。根據地震剖面圖，就可以了解地層分布情況和地下地質構造。

圖3-1地震勘探示意圖

由於地震勘探能夠高質量、高效率地解決多方面的地質問題，從而成為最主要的勘探方法。據國外不完全統計，每年在地震勘探方面的投入約佔全部石油勘探投資的70%，而在我國更是超過了90%。

三、地球化學勘探法地球化學勘探簡稱化探。該方法是對地表岩石、土壤、氣體和水中的各種成分進行化學分析。當地下存在油氣藏時，油氣就會向上擴散。盡管數量有限，但在漫長的地質歷史過程中，總會在地表土壤或岩石中出現一些烴類氣體、微量瀝青以及與烴類有關的細菌、元素和鹽類等。因此，通過檢測地下油氣向地表擴散的烴類物質以及油氣在運移過程中與周圍物質發生各種物理化學變化的產物，就可以研究地下油氣的分布。地球化學勘探法主要包括氣測法、細菌法、土壤鹽法等。

氣測法是通過測量從地下擴散到地表的微量氣體分子來尋找油氣的方法。

由於地下油氣向地表擴散，在這個地區就會發育一些與這些微量油氣有關的特殊細菌，如氧化甲烷細菌、氧化乙烷細菌等。通過檢測這類細菌，可預測地下深處有無油氣藏。

由於烴類氣體的擴散或是水的活動，在油氣藏上方的土壤中會形成特殊的鹽類。通過檢測這些特殊鹽類可以預測地下深處有無油氣藏。

四、鑽井勘探法利用地質法、物探法和化探法等間接方法可以確定地下的有利構造。這些構造中是否真的含有油氣，只有通過鑽井勘探法才能最後確定。鑽井勘探法是油氣田勘探工作中最直接的找油方法。通過所鑽井眼可以直觀地判斷油氣是否存在並且確定油氣產能的大小，還能以井筒為通道把油氣開采出來。但是由於鑽井的速度很慢，費用也很高，因此必須在上述間接方法確定的有利含油構造上才進行鑽井。

1.井的類別(1) 地質井(構造地質淺井、地層探井)：在盆地或凹陷普查階段，為收集基礎地質資料、了解地層剖面和構造產狀而鑽的井。

(2) 參數井：在完成了地質普查或物探普查的盆地或凹陷內，選擇不同級別的構造單元而鑽的一口或多口井。目的是了解地層層序、厚度、岩性以及生、儲和蓋的條件，並為物探資料的解釋提供參數。參數井的設計深度要盡可能鑽穿沉積岩的全部層厚。如果沉積岩太厚，不可能在一口井內取得完整的剖面資料，則可在不同的構造單元上鑽兩三口參數井，以取得盆地或凹陷內一個完整剖面的資料。

(3) 預探井：以地震勘探詳查結果為基礎，在生、儲條件比較有利的構造或圈閉上打的第一口探井稱為預探井。目的是發現工業性油氣流。因此，在預探井內要特別重視取得系統的儲集層物性資料、中途測試和測井資料以及完井、分層試油等資料。在測試獲得油氣流後，還要取得流體樣品、油層壓力和溫度等資料，以便進行分析化驗和儲量計算。

(4) 詳探井(或稱評價井)：針對已獲工業油氣流的構造或圈閉，以地震勘探精查構造圖為基礎，視油氣田面積大小、構造的復雜程度而鑽的井。目的是控制油氣田面積、掌握儲集層物性及厚度變化規律和油藏類型。除取得預探井內規定的各項地質資料外，評價井還必須對油氣層取岩心，並對岩性、電性和測試資料進行綜合研究，進行儲量計算。

(5) 開發井(包括生產井、注水井、注氣井、資料井、檢查井等)：如果構造圖可靠、評價井所取的地質資料比較齊全、探明儲量的計算誤差在規定的范圍內，根據油田開發方案，為完成產能建設任務和產油氣計劃而部署的井。

(6) 調整井(包括生產井、注入井、檢查井等)：油氣田全面投入開發若干年後，根據開發動態及油氣藏數值模擬資料，為提高儲量動用程度、調整油氣或油水界面的推進速度、提高採收率、保證完成規定的採油計劃所鑽的井。調整井應根據開發研究設計部門編制的油氣田調整開發方案實施。

2.地質錄井要在鑽井過程中取得地質資料應進行地質錄井。地質錄井就是用一定的方法觀察、記錄和分析鑽井過程中與油、氣、水有關的地質現象，獲得鑽遇地層的岩性及含油氣情況。地質錄井包括岩心錄井、岩屑錄井、鑽井液錄井、氣測井以及鑽時錄井等。

1)岩心錄井岩心錄井就是在鑽井過程中用專門的取心工具將地下岩石按順序取到地面上來，並對所取岩心進行分析、研究，取得各項資料的過程。

岩心能夠最直觀、最可靠地反映地下岩層的特徵。對岩心進行觀察、分析和研究，可以了解岩性、岩相特徵、生物特徵，可以測定儲集層的孔隙度、滲透率及有效厚度等。

由於鑽井取心成本高、影響鑽井速度，在油田勘探開發過程中，不可能對每口井都取心。所以，應根據具體情況針對某些層位進行取心，如主要的含油氣層、地質界線、標准層、岩性復雜層位、斷層通過層位等。

2)岩屑錄井地下岩石被鑽頭破碎後，隨著泥漿被帶到地面上，這些岩石碎塊就叫岩屑。鑽井時，地質人員按照一定的深度間隔及時收集岩屑，進行觀察和描述的工作稱為岩屑錄井。

在勘探工作中，為了查明探區內的含油氣情況，盡快找到新油田，在一般取心少或不取心的情況下，要獲得大量的地層、構造、含油氣情況等第一手資料，就必須採用岩屑錄井的工作方法。岩屑錄井具有成本低、簡便易行、了解地下情況及時等優點，它在油氣田勘探過程中佔有很重要的地位。

3)鑽時錄井地層的軟硬直接影響鑽進的速度。疏鬆的軟岩層鑽進快；緻密堅硬的岩層鑽進慢。因此，根據鑽進的快慢可以了解地層情況。表示鑽進快慢可以用鑽時和鑽速兩個不同的概念。鑽速是單位時間內所鑽的深度，用m/h表示；鑽時是每鑽進1m所需的時間，用min/m表示。由於地質錄井的需要，現場常採用鑽時而不採用鑽速。根據鑽時的變化，既可以幫助我們判斷井下地層岩性的變化，反映地層的可鑽性和縫洞發育情況，又能幫助鑽井工程技術人員掌握鑽頭的使用情況。提高鑽頭利用率，並改進鑽進措施，提高鑽速，降低成本。鑽時錄井資料可以用於以下地質和鑽井工程方面：

(1) 判斷岩性，幫助解釋地層剖面。在砂泥岩分布地區，可以幫助分辨滲透層。結合其他錄井資料可以幫助發現油層、氣層和水層。

(2) 判斷縫洞發育的井段。鑽速突然加快、鑽具放空等說明井下可能遇到了縫洞。配合岩屑、鑽井液錄井資料，可判斷是否鑽遇縫洞以及縫洞的大小和發育程度等。

(3) 根據鑽時錄井可以計算純鑽進時間，進行時效分析；根據不同類型鑽頭對各類岩石的破碎強度以及實際記錄的鑽時大小，合理選擇鑽頭；根據鑽時的突變，推斷是否鑽遇油層、氣層，並確定工程上應採取的措施。

4)鑽井液錄井鑽井液是鑽井的血液，它對鑽井工程極其重要，是保證優質、快速、安全鑽井的重要因素之一。在鑽進過程中鑽井液性能常常會發生變化，而這種變化主要與所鑽岩層的性質有關。因此，人們常利用鑽進過程中鑽井液性能的變化來分析研究井下油層、氣層和水層的情況，判斷特殊岩性的地層。

5)氣測井氣測井是直接測定鑽井液中可燃氣體含量的一種測井方法。隨鑽隨測、無須停鑽。氣測井能及時發現油氣顯示並預報井噴，對於新探區和高壓氣區的鑽井工作具有特殊的意義。

氣測井的實質是通過分析鑽井液中可燃氣體的含量，進而分析是否存在工業價值的油氣藏。氣測井是分析與油氣田有關的氣體。各油氣田的天然氣組成相差甚遠。同一油氣田，油層和氣層的天然氣組成也並非一樣。在氣測中，所分析的烴包括輕烴和重烴兩類。輕烴指甲烷，重烴指相對分子質量比甲烷大的烴類氣體。輕烴與重烴之和稱為全烴或總烴。

氣測井按其測試方法可分為非色譜氣測和色譜氣測。非色譜氣測是利用各種烴氣的燃燒溫度不同將甲烷與重烴分開。色譜氣測法又稱氣相色譜法，是利用色譜分析原理將天然氣中的各種組分(主要是甲烷至戊烷)分開。色譜氣測准確、速度快、得到的分析數據多，因此它正在逐步取代非色譜氣測。

④ 判別分析

化探工作中常要判斷地質體的屬性，如是礦致異常還是非礦致異常；是含礦岩體還是不含礦岩體；是含礦鐵帽還是不含礦鐵帽，等等。而區分它們只考慮一個變數，數據的重疊往往很難區分。用判別分析的方法建立起一個多變數的函數（判別函數），使兩類地質體得到最大的分離，對於未知屬性的地質體也算出這個函數值從而判斷其歸屬。化探中常用的是兩類線性判別分析，其具體做法如下。

1.求判別函數

（1）首先將已知的A地質體（如礦致異常）和B地質體（如非礦致異常）中各變數（如元素含量）換為對數值（因為化探中的微量元素多為對數正態分布）。

（2）建立求判別函數系數的線性方程組。

判別函數的一般表達式為：

地球化學找礦

式中：R為判別函數；λ_K為判別系數（K＝1，2，…，P）；P為變數數；x_K為判別變數。

根據數學推導，判別系數λ_K應滿足下列線性方程組：

地球化學找礦

為簡化計算，可將d_K前（N_A＋N_B-2）系數取為1。

則有

地球化學找礦

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式中：

地球化學找礦

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N_A與N_B分別為A母體與B母體的樣品數。

根據A，B兩類地質體的各變數（對數值）代入上述公式即可求得σ_KK，σ_KL，d_K各項值。於是線性方程組（6-6）或（6-7）即可得到。用適當方法求出線性方程組的解，即可求得判別系數λ_K（K＝1，2，…，P），判別系數λ_K求得後代入（6-6）式，則判別函數R即已求得。注意判別系數λ_K有正有負。

2.判別效果的顯著性檢驗

建立的判別函數判別是否有效主要看不同地質體中變數平均值的差異是否顯著，即（K＝1，2，…，P）是否足夠大。通常採用馬氏距離D²統計量作F檢驗。首先計算出D²和F值：

地球化學找礦

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注意：若線性方程組（6-6）中dK前系數為（NA＋NB-2）則：

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然後給定信度α＝0.1，α＝0.05，α＝0.01查F分布表得出

的臨界值，若計算出

（臨界值），則說明在某信度下差異顯著，判別有效；若小於某一信度的臨界值，則說明在該信度下差異不顯著。若

比

還小，則說明A，B無顯著差異，為同一地質體，因而判別無效；或者說明所選擇的這些變數沒有判別效果，應另選其他變數。

3.計算各變數的貢獻值

判別有效時還應考慮各變數參加判別的貢獻。變數的貢獻值可以衡量一個變數對組成判別函數的作用大小。第K個變數的貢獻值按下式計算：

地球化學找礦

對於貢獻值很小的可捨去，用其餘變數進行判別可得同樣效果。

4.對未知屬性樣品進行判別

當判別函數判別有效時，則可對未知屬性樣品進行判別。

（1）計算判別函數臨界值（R₀）

地球化學找礦

若N_A＝N_B，則

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式中：

。

R₀算出後應比較三者的大小。若

，則大於R₀者屬A類，小於R₀者屬B類；若R_（A）＜R₀＜R_（B），則大於R₀者屬B類，小於R₀者屬A類。

（2）與R₀進行比較

將未知屬性樣品的諸變數值（對數值）代入判別函數，即可求得各未知屬性樣品的判別函數值，與R₀比較則可判斷其歸屬。

（3）計算實例

某區發現原生地球化學異常15個，其中7個為礦致異常，7個為非礦致異常，一個異常性質不明。每個異常分析了Cu，Ag，Bi3個元素，數據見表6-2。未知屬性異常含量（10^-6）Cu 880，Ag 1.41，Bi 34.4，換算成對數值（Ag乘以100後換算成對數）分別為2.945，2.147，1.537。

現運用判別分析的方法對未知屬性異常判斷其歸屬。

表6-2 某區Cu，Ag，Bi 元素含量及對數值

1）求判別函數

①根據礦致異常（A），非礦致異常（B）中各變數的對數值計算（表6-2）表中所列各項值（表6-3）。

②建立求判別函數系數的線性方程組，對於只有三個判別變數時，判別函數：

R ＝λ₁x₁＋ λ₂x₂＋ λ₃x₃ （6-12）

求判別系數λ_K（K＝1，2，3）的線性方程組為：

地球化學找礦

式中：

地球化學找礦

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表6-3 由表6-2導出的各參數值

於是（6-13）式變為：

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對於上述方程組可用行列式求解：

令

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則

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將λ₁，λ₂，λ₃的值代入（6-12）式，則得

地球化學找礦

上式即為所求的判別函數。

2）判別效果的顯著性檢驗

計算D²值和

的值：

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由

，查臨界值表：

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於是得

，其他均小於是臨界值故指在α＝0.10的差異顯著，判別有效。

3）計算各變數的貢獻值

由

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於是得

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可見Ag的貢獻很小，可捨去，只用作變數建立判別函數，可得同樣效果。

4）對未知屬性的樣品進行判別

①計算判別臨界值：

因N_A＝N_B，故

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所以

。

由上計算結果得：

R_（A）＞R₀＞R_（B）故大於R₀者屬礦致異常；小於R₀者屬非礦致異常。

②計算未知屬性異常的判別函數值：

將未知屬性異常（C），Cu，Ag，Bi的對數含量值代入判別函數得：R_（C）＝0.2898×2.945-0.0646×2.147-0.4612×1.537＝0.006

因為R_（C）＝0.006＜R₀＝0.1982，故未知屬性異常屬非礦致異常。