2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫——地?zé)豳Y源開發(fā)與地球物理學(xué)關(guān)系考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.下列哪種地?zé)豳Y源類型主要賦存于埋藏較深、沒有露頭、圈閉良好的花崗巖體中？（）A.蒸汽型地?zé)豳Y源B.熱水型地?zé)豳Y源C.熱液型地?zé)豳Y源D.干熱巖地?zé)豳Y源2.在地?zé)豳Y源勘探中，利用地下不同巖層導(dǎo)電性能的差異來尋找熱儲的方法是？（）A.重力勘探B.磁法勘探C.電法勘探D.放射性勘探3.地震勘探在深部地?zé)豳Y源勘探中，主要目的是？（）A.直接測量地溫B.尋找淺層斷層C.確定深部地質(zhì)構(gòu)造和圈閉形態(tài)D.劃分地表地層巖性4.下列哪種地球物理參數(shù)通常與地?zé)醿拥目紫抖瘸烧嚓P(guān)關(guān)系？（）A.聲波時差B.密度C.電阻率D.自然伽馬5.在地?zé)崽镩_發(fā)過程中，用于監(jiān)測儲層壓力和溫度動態(tài)變化的主要地球物理方法是？（）A.電法測井B.地震反射剖面C.四維地震監(jiān)測D.自然電位測量6.對于尋找具有封閉性的背斜構(gòu)造中的熱儲，哪種地球物理方法通常比較有效？（）A.磁法B.重力法C.電阻率法D.放射性方法7.地球物理測井中，自然伽馬測井值通常較高的是？（）A.灰?guī)rB.礦物含量高的泥巖C.砂巖D.花崗巖8.利用電磁感應(yīng)原理，測量地下電性體大小和形狀的地球物理方法是？（）A.直流電法B.激電法C.電磁法D.電阻率測井9.在地?zé)豳Y源評價中，估算地?zé)豳Y源可采儲量需要哪些關(guān)鍵參數(shù)？（）A.熱儲溫度、熱儲體積、熱導(dǎo)率B.熱儲溫度、熱儲面積、埋深C.熱儲壓力、流體密度、滲透率D.地表溫度、地下水流速、沉積厚度10.與尋找淺層熱泉相比，勘探深部干熱巖資源更需要依賴？（）A.地表電法測量B.高精度地震勘探C.放射性測井D.重力梯度測量二、簡答題（每題5分，共25分。請簡要回答下列問題）1.簡述電阻率法在地?zé)豳Y源勘探中主要解決哪些地質(zhì)問題？2.簡述利用地震勘探資料解釋地下斷層時需要注意哪些關(guān)鍵點？3.簡述熱液型地?zé)豳Y源的基本形成條件。4.簡述測井資料在確定地?zé)醿訜嵛镄詤?shù)方面有哪些應(yīng)用？5.簡述為什么在進行地?zé)豳Y源勘探時，常常需要聯(lián)合使用多種地球物理方法？三、計算題（每題10分，共20分。請列出計算步驟，不必求最終數(shù)值）1.某地?zé)峋疁y得某層段的地層厚度為50米，該層段聲波測井資料平均聲波時差為180微秒/米。假設(shè)該地層為均質(zhì)、各向同性介質(zhì)，請計算該層段的平均孔隙度。（提示：可利用經(jīng)驗公式，如Wyllie時間平均方程的簡化形式或相關(guān)巖性關(guān)系式，說明所用公式原理）2.在某地?zé)峥碧絽^(qū)進行電法測量，采用溫納裝置，電極距AB=20米。測量得到電極A、B、M、N（MN=5米）處的電位差分別為VAB=100毫伏，VMN=30毫伏，VN=20毫伏。請列出計算AB段地電阻率的公式，并說明公式中各項的含義。四、綜合應(yīng)用題（共35分。請結(jié)合所學(xué)知識，分析回答下列問題）1.假設(shè)你被派往一個尚未進行過詳細勘探的潛在地?zé)釁^(qū)進行前期普查。該地區(qū)出露地層主要為古生界碳酸鹽巖，伴有少量玄武巖臺地。地表水系發(fā)育，但水溫不高。請設(shè)計一個包含至少三種不同地球物理方法（除測井外）的綜合勘探方案，用于初步判斷該地區(qū)是否存在中深部地?zé)豳Y源潛力，并簡要說明選擇這些方法的原因和預(yù)期的勘探目標(biāo)。（15分）2.某地?zé)崽镆堰M入開發(fā)階段，主要開采深度為1000-1500米的熱水。近年來，發(fā)現(xiàn)開采量下降，儲層溫度有緩慢上升趨勢。為了解開發(fā)對儲層造成的影響，并優(yōu)化后續(xù)開發(fā)策略，建議采用地球物理方法進行監(jiān)測。請論述可以采用哪些地球物理監(jiān)測方法，說明這些方法如何幫助了解儲層壓力、溫度和流體性質(zhì)的變化，并簡述實施監(jiān)測時需要注意的關(guān)鍵問題。（20分）試卷答案一、選擇題1.D2.C3.C4.A5.C6.B7.B8.C9.A10.B二、簡答題1.電阻率法可通過測量地電阻率異常，圈定高電阻率區(qū)（可能為干熱巖體或熱儲），識別低電阻率區(qū)（可能為熱液通道、含水?dāng)鄬踊蛏w層），評估蓋層的封閉性，輔助確定熱儲的分布范圍和形態(tài)。2.解釋地震資料中的斷層時，需注意斷層的類型（正、逆、平移）、產(chǎn)狀（走向、傾向、傾角）、活動性（史密斯原則判斷）、斷塊構(gòu)造特征，并與區(qū)域地質(zhì)背景相結(jié)合，注意區(qū)分真實斷層與構(gòu)造復(fù)雜引起的假斷層。3.熱液型地?zé)豳Y源的形成需要具備熱源（如巖漿活動）、水源（大氣降水入滲或地下水）、通道（斷層、節(jié)理裂隙系統(tǒng)）和適宜的地質(zhì)環(huán)境（封閉的圈閉構(gòu)造）等基本條件。4.測井資料可用于測定地層的聲波時差、電阻率、密度、自然伽馬等參數(shù)，結(jié)合巖性分析，可用于計算儲層的孔隙度、滲透率、飽和度，并估算地層的熱導(dǎo)率、熱擴散率等熱物性參數(shù)，為地?zé)豳Y源評價提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。5.單一地球物理方法往往有其局限性，存在探測深度、分辨率、定性定量解釋不確定性等方面的限制。聯(lián)合使用多種方法，可以優(yōu)勢互補，提高勘探信息的豐富度和可靠性，從不同角度驗證地質(zhì)結(jié)論，減少單一方法帶來的誤差和歧義，從而更準(zhǔn)確地認識和評價地?zé)豳Y源。三、計算題1.解：計算孔隙度通常需要利用測井資料與巖性相關(guān)的經(jīng)驗公式。一種常見的方法是基于聲波時差與孔隙度的關(guān)系式，例如經(jīng)驗公式：Δt=Δtma+(1-φ)Δtma-Δtmin。其中，Δt為地層平均聲波時差，Δtma為骨架礦物聲波時差，Δtmin為流體（假設(shè)為水）的聲波時差，φ為孔隙度。簡化或直接使用經(jīng)驗關(guān)系，如Δt與φ成反比或線性關(guān)系（需說明具體公式來源）。已知Δt=180μs/m，地層厚度H=50m。假設(shè)骨架（如石灰?guī)r）聲波時差Δtma≈150μs/m，流體（水）聲波時差Δtmin≈150μs/m（近似處理），則φ≈(Δtma-Δtmin)/(Δtma-Δtmin)≈(150-150)/(150-150)無法直接求解，需調(diào)整假設(shè)或使用其他關(guān)系。更常用的可能是將Δt視為與φ成反比或線性函數(shù)。若采用簡化模型，例如Δt=a+b*φ，其中a,b為常數(shù)，需要更多數(shù)據(jù)確定?；蛘呤褂媒?jīng)驗數(shù)值關(guān)系估算。此處題目提示不明確，可引導(dǎo)學(xué)生思考不同公式的原理和適用性。實際計算需基于選定的具體經(jīng)驗公式。2.解：計算地電阻率ρAB的公式為：ρAB=2πAB*VAB/(I*MN)。其中：*ρAB是AB段的視地電阻率。*π是圓周率（約3.14159）。*AB是電極距，題目中AB=20米。*VAB是電極A、B間的電位差，題目中VAB=100毫伏。*I是通過電路的電流強度（安培）。*MN是測量電位差時作為電流電極的電極距，題目中MN=5米。這個公式來源于溫納電阻率測量的理論推導(dǎo)，基于惠斯通電橋原理。在實際測量中，需要通過其他方式（如標(biāo)準(zhǔn)電阻、電流表）測量電流I的值，然后代入公式計算得到ρAB。題目未給出電流值，故公式為最終形式。四、綜合應(yīng)用題1.答：綜合勘探方案設(shè)計：*方法選擇：1.地震勘探（折射/反射）：作為主要的深部探測手段，用于獲取區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造格架，識別大型斷裂、背斜構(gòu)造等可能的熱儲圈閉要素，探測深度可達數(shù)千米，為深部熱資源潛力提供依據(jù)。2.重力勘探：利用地表重力異常反映地下密度分布差異，可用于發(fā)現(xiàn)隱伏的背斜構(gòu)造、鹽丘構(gòu)造、玄武巖體的分布范圍和形態(tài)，以及大型斷裂帶的展布，輔助圈定深部熱儲的有利部位。3.電法勘探（如溫納或斯倫貝謝陣列測深）：用于探測淺中淺層地溫異常和淺部熱儲分布，評價蓋層的電性封閉性，尋找淺層熱泉或地?zé)犸@示，探測深度相對較淺（幾十至幾百米）。*方案實施：首先進行區(qū)域性地震和重力普查，獲取大范圍地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息。然后在重力或地震異常區(qū)、或已知有熱顯示的部位布設(shè)電法測線，進行詳細探測。對于有前景的區(qū)塊，可配合高精度測井進行井旁精細解釋。選擇方法時考慮地形、覆蓋層條件、預(yù)算等因素。*預(yù)期目標(biāo)：初步了解勘探區(qū)的深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)、斷裂系統(tǒng)分布；圈定潛在的熱儲圈閉構(gòu)造；評估淺中淺層地?zé)豳Y源潛力；識別不利的地質(zhì)構(gòu)造（如強透水?dāng)鄬樱?；為后續(xù)詳查或鉆井提供靶區(qū)建議。2.答：地球物理監(jiān)測方法及作用：*方法選擇：1.四維地震監(jiān)測（4DSeismic）：通過在相同位置重復(fù)進行地震采集，對比分析儲層反射信號的形態(tài)、幅度、頻率、時移等變化?？捎脕肀O(jiān)測儲層孔隙度、飽和度的變化（尤其對流體注入/產(chǎn)出敏感），識別壓力變化引起的儲層形態(tài)變化，檢測斷層活動引起的流體泄漏，評估開發(fā)效果和風(fēng)險。2.電法監(jiān)測（如電阻率剖面或測井）：地下電阻率對流體性質(zhì)（鹽度、含氣量）和飽和度變化敏感。通過重復(fù)測量井間電法電阻率剖面或進行重復(fù)測井，可以監(jiān)測儲層電阻率的變化，間接反映流體壓力和溫度的變化，以及水的礦化度變化。對于監(jiān)測熱液活動引起的流體化學(xué)變化有一定指示作用。3.井間地震監(jiān)測（CrossholeSeismic）：在同一口或兩口井中激發(fā)和接收地震波，可以提供高分辨率的儲層內(nèi)部信息?？捎糜诒O(jiān)測特定井段附近的儲層物性變化、識別小尺度斷層活動、評估注水/采出水竄槽情況。4.大地電磁測深（MT）重復(fù)測量：大地電磁方法可以探測深部電性結(jié)構(gòu)。通過在不同時間對同一區(qū)域進行重復(fù)MT測量，可以監(jiān)測深部電性結(jié)構(gòu)（如電阻率、深度）的變化，反映深部儲層壓力和溫度的長期變化趨勢。*作用說明：*監(jiān)測壓力變化：4D地震通過反射時移監(jiān)測孔隙壓力變化；電法監(jiān)測通過電阻率變化間接反映壓力變化；MT監(jiān)測深部電阻率變化。*監(jiān)測溫度變化：4D地震可以通過流體替代或巖石物理模型間接推算溫度變化；專門的溫度測井（如熱敏電阻測井）可以進行重復(fù)測量，但通常局限于井內(nèi)。*監(jiān)測流體性質(zhì)變化：電法對流體性質(zhì)變化敏感，可監(jiān)測鹽水注入或采出；4D地震也可通過流體替代效應(yīng)反映流體性質(zhì)變化。*關(guān)鍵問題：*監(jiān)測精度與頻率：需要保證測量精度足夠高，且監(jiān)測頻率能滿足動態(tài)變化的需求。