2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——地質(zhì)地球物理學(xué)方法在石油勘探中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）1.簡(jiǎn)述地震波在通過(guò)不同類型巖石（如沉積巖、玄武巖、鹽巖）時(shí)，其速度、振幅和波形發(fā)生的主要變化，并說(shuō)明這些變化對(duì)油氣勘探的意義。2.在地震勘探數(shù)據(jù)處理中，共中心點(diǎn)疊加（CCPStack）的主要目的是什么？簡(jiǎn)述其基本原理及其可能引入的主要問(wèn)題之一。3.簡(jiǎn)述構(gòu)造圈閉和地層圈閉在地質(zhì)形態(tài)、形成機(jī)制以及利用地震勘探進(jìn)行識(shí)別和評(píng)價(jià)的主要區(qū)別。4.解釋什么是“亮點(diǎn)”（BrightSpot）技術(shù)在油氣勘探中的應(yīng)用。它主要依賴于哪些地球物理參數(shù)？其存在可能指示哪些地質(zhì)情況？5.簡(jiǎn)述測(cè)井資料在評(píng)價(jià)油氣層性質(zhì)（如孔隙度、滲透率、飽和度）和識(shí)別油氣水層方面的主要作用和方法原理。6.重力勘探在石油勘探中通常用于哪些方面的應(yīng)用？請(qǐng)列舉至少兩個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域并簡(jiǎn)述其基本思路。二、論述題（每題10分，共40分）7.試論述地震資料解釋的主要原則，并說(shuō)明在解釋一個(gè)潛在的油氣圈閉時(shí)，為什么需要綜合運(yùn)用多種地震屬性信息以及與其他地球物理方法（如重力、磁力、測(cè)井）的結(jié)果。8.現(xiàn)代石油勘探越來(lái)越重視“全波形反演”（FullWaveformInversion,FWI）。請(qǐng)論述FWI相較于傳統(tǒng)的疊前反演（Pre-stackInversion）具有哪些優(yōu)勢(shì)？并簡(jiǎn)述FWI在提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度方面的潛力。9.假設(shè)在一個(gè)勘探區(qū)域，地震資料質(zhì)量較差（如信噪比低、分辨率不高），同時(shí)區(qū)域的重力、磁力資料也比較粗糙。在這種情況下，除了依賴高分辨率地震勘探技術(shù)外，還可以考慮哪些地球物理方法或技術(shù)手段來(lái)輔助進(jìn)行油氣勘探目標(biāo)評(píng)價(jià)？10.結(jié)合你所學(xué)知識(shí)，論述地球物理勘探方法的選擇受到哪些因素的影響？并舉例說(shuō)明在特定地質(zhì)背景下，選擇某種方法而不是其他方法進(jìn)行勘探的原因。三、計(jì)算與分析題（共30分）11.（15分）某井段測(cè)得地層傾角測(cè)井曲線如右圖所示（此處無(wú)圖，假設(shè)圖顯示了傾角變化）。已知該地區(qū)地層傾角平緩，平均地層傾角為2°。該井在2000米處鉆遇一油層頂界面，在2200米處鉆遇同一油層底界面。試根據(jù)圖示信息，粗略估算該油層的厚度，并說(shuō)明估算過(guò)程中隱含的假設(shè)條件。（請(qǐng)?jiān)诖颂幟枋瞿闳绾胃鶕?jù)假設(shè)圖示進(jìn)行估算的思路和步驟，無(wú)需實(shí)際數(shù)值計(jì)算，但要體現(xiàn)方法）。12.（15分）在一個(gè)二維地震剖面中，解釋員識(shí)別到一個(gè)背斜構(gòu)造，其閉合等高線（以兩翼深度差表示）在地震剖面上表現(xiàn)為一個(gè)幅度較強(qiáng)的反射包絡(luò)。該構(gòu)造被認(rèn)為是一個(gè)潛在的油氣圈閉。請(qǐng)分析該背斜構(gòu)造在地震剖面上可能表現(xiàn)出的典型特征，并闡述解釋員需要進(jìn)一步收集哪些信息（地震屬性、其他地球物理數(shù)據(jù)、鉆井資料等）來(lái)確認(rèn)其是否是一個(gè)有效的油氣圈閉，并評(píng)價(jià)其含油氣潛力。試卷答案一、簡(jiǎn)答題1.地震波通過(guò)沉積巖時(shí)，速度通常低于玄武巖和鹽巖。沉積巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均一，常含有孔隙流體，影響波速。地震波振幅在通過(guò)疏松、多孔的沉積巖時(shí)易衰減，遇到致密、堅(jiān)硬的巖層（如鹽巖）時(shí)衰減較小。波形可能發(fā)生散射和繞射。這些變化有助于識(shí)別巖性界面的存在，區(qū)分不同巖性，識(shí)別圈閉的巖性基礎(chǔ)，評(píng)估儲(chǔ)層物性等。2.共中心點(diǎn)疊加（CCPStack）的主要目的是消除或減弱共中心點(diǎn)道集內(nèi)地震波所固有的幾何擴(kuò)散和子波分散，從而提高地震信號(hào)的能量和信噪比，增強(qiáng)同相軸的連續(xù)性和分辨率。其基本原理是將來(lái)自同一震源、同一接收點(diǎn)（或共中心點(diǎn)）的多個(gè)地震道的記錄進(jìn)行疊加。疊加過(guò)程利用了地震波在均勻介質(zhì)中傳播的相干性，只有相位一致（或滿足特定疊加條件）的信號(hào)在疊加后能量會(huì)增強(qiáng)，而不相干的噪聲（如隨機(jī)噪聲）則被抑制?？赡芤氲闹饕獑?wèn)題是：①切除（Trimming）不當(dāng)會(huì)丟失有效信息；②疊加會(huì)增強(qiáng)共模噪聲；③相干疊加會(huì)模糊構(gòu)造細(xì)節(jié)，損失分辨率。3.構(gòu)造圈閉通常形成于地殼運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的褶皺和斷裂構(gòu)造中，如背斜、向斜、斷層遮擋等，圈閉的規(guī)模和形態(tài)主要受構(gòu)造形跡控制。地層圈閉則是由地層沉積、剝蝕等過(guò)程形成的，如不整合圈閉、地層傾斜超覆圈閉、巖性尖滅圈閉等，圈閉的形態(tài)和規(guī)模主要受沉積相控。利用地震勘探識(shí)別構(gòu)造圈閉主要關(guān)注構(gòu)造形態(tài)、斷層系統(tǒng)；識(shí)別地層圈閉則主要關(guān)注地層接觸關(guān)系、沉積體展布和巖性變化。4.亮點(diǎn)技術(shù)是一種利用地震屬性識(shí)別油氣儲(chǔ)層的解釋方法。它通常依賴于地震反射能量的強(qiáng)亮信號(hào)（“亮點(diǎn)”）來(lái)指示潛在的油氣儲(chǔ)層。其原理是油氣藏的存在會(huì)改變周圍地層的物理屬性（如波阻抗），導(dǎo)致產(chǎn)生異常強(qiáng)反射。主要依賴的地球物理參數(shù)是地震振幅、頻率、相位、偏移距等屬性。亮點(diǎn)存在可能指示儲(chǔ)層孔隙度、滲透率較高，含油氣飽和度較大，或者儲(chǔ)層頂?shù)捉缑娼Y(jié)構(gòu)有利于波能量聚焦。5.測(cè)井資料通過(guò)在井眼中直接測(cè)量地層的物理參數(shù)，可以精確評(píng)價(jià)油氣層性質(zhì)。如電阻率測(cè)井可以區(qū)分油、氣、水層，并計(jì)算地層孔隙度；聲波時(shí)差測(cè)井可以計(jì)算孔隙度，并反映巖石骨架和孔隙流體性質(zhì)；密度測(cè)井和自然伽馬測(cè)井可用于巖性識(shí)別和地層對(duì)比；中子測(cè)井主要用于識(shí)別含氫礦物（如油、氣、水）。這些參數(shù)綜合分析可用于計(jì)算油氣層的飽和度、滲透率等關(guān)鍵參數(shù)，評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性優(yōu)劣和產(chǎn)能潛力。6.重力勘探在石油勘探中主要應(yīng)用包括：①尋找大型構(gòu)造圈閉，如背斜、向斜，通過(guò)測(cè)量區(qū)域重力異常來(lái)識(shí)別隆起和凹陷；②圈閉的規(guī)模和深度估算，利用重力異常的強(qiáng)度和梯度信息推斷圈閉的幅度和埋深；③基底構(gòu)造調(diào)查，研究深部地殼結(jié)構(gòu)，為區(qū)域構(gòu)造演化研究和油氣勘探提供背景信息；④尋找與密度差異相關(guān)的圈閉，如鹽丘構(gòu)造、火山巖體等。磁力勘探可用于：①識(shí)別火成巖體，某些火成巖是油氣運(yùn)移的通道或儲(chǔ)層；②研究基底構(gòu)造和地質(zhì)年代；③在某些地區(qū)用于直接尋找磁異常與油氣藏相關(guān)的間接標(biāo)志。二、論述題7.地震資料解釋的主要原則包括：①巖性-物性綜合解釋原則，將地震反射與地質(zhì)層位、巖性、物性、含油氣性聯(lián)系起來(lái)；②區(qū)域與局部相結(jié)合原則，既要考慮區(qū)域地質(zhì)背景，又要關(guān)注局部構(gòu)造細(xì)節(jié)；③多方法、多信息綜合解釋原則，利用地震、重力、磁力、電法、測(cè)井等多種資料和屬性進(jìn)行綜合分析；④先區(qū)域后局部、由大到小層層深入原則；⑤動(dòng)態(tài)解釋與靜態(tài)解釋相結(jié)合原則，結(jié)合鉆井、生產(chǎn)等動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行驗(yàn)證和修正。綜合運(yùn)用多種地震屬性信息（如振幅、頻率、相位、偏移距、全波形等）有助于更全面地刻畫儲(chǔ)層特征、識(shí)別烴類指示礦物、預(yù)測(cè)巖性等。綜合其他地球物理方法結(jié)果可以彌補(bǔ)單一方法的不足，提高解釋的可靠性，例如用重力、磁力數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域構(gòu)造格架分析，為地震解釋提供約束；用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行井旁精細(xì)解釋，驗(yàn)證和指導(dǎo)地震解釋。這對(duì)于確認(rèn)圈閉的幅度、規(guī)模、圈閉類型、評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性、預(yù)測(cè)含油氣性至關(guān)重要。8.全波形反演（FWI）相較于傳統(tǒng)的疊前反演（如基于共軛梯度法的反演）具有以下優(yōu)勢(shì)：①FWI利用整個(gè)地震記錄（包括初波和反射波）進(jìn)行反演，能夠同時(shí)反演速度模型的多個(gè)維度（如縱波、橫波速度、密度），信息量更豐富；②FWI理論上可以實(shí)現(xiàn)更高的分辨率，因?yàn)樗昧烁嗟牟ㄐ涡畔?lái)約束模型更新；③FWI對(duì)于復(fù)雜介質(zhì)和強(qiáng)非均質(zhì)性建模具有更好的適應(yīng)性，能夠提供更真實(shí)的地下結(jié)構(gòu)成像。FWI在提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度方面的潛力體現(xiàn)在：通過(guò)建立更準(zhǔn)確的地下速度模型，可以改善對(duì)復(fù)雜構(gòu)造（如斷塊、鹽體等）的成像；更精確地刻畫儲(chǔ)層頂?shù)捉缑?，提高?chǔ)層厚度預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性；通過(guò)聯(lián)合反演不同類型的數(shù)據(jù)（如井?dāng)?shù)據(jù)、重磁數(shù)據(jù)），可以更準(zhǔn)確地約束儲(chǔ)層物性和流體性質(zhì)，從而提高油氣預(yù)測(cè)的可靠性。9.在地震資料質(zhì)量差、重磁資料粗糙的情況下，可以考慮以下地球物理方法或技術(shù)手段輔助油氣勘探：①高分辨率地震勘探技術(shù)，如三維地震、寬頻地震、全波形反演等，盡力提高現(xiàn)有資料的分辨率和成像質(zhì)量；②地震資料處理中的特殊技術(shù)，如噪聲壓制、偏移成像優(yōu)化、屬性分析等，挖掘現(xiàn)有資料的潛力；③利用測(cè)井資料進(jìn)行精細(xì)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)和巖性識(shí)別，通過(guò)井約束地震解釋，提高單井和井間預(yù)測(cè)的可靠性；④重磁資料的精細(xì)處理和解釋，盡管整體精度不高，但仍可提供區(qū)域構(gòu)造格架、基底信息等宏觀約束；⑤電法勘探（特別是大地電磁測(cè)深、高密度電阻率法等），在尋找淺層油氣、咸水層、評(píng)估地層電性差異方面發(fā)揮作用；⑥淺層地震勘探，用于勘探近地表的油氣藏或圈閉；⑦地質(zhì)調(diào)查和巖心分析，結(jié)合物探結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。10.地球物理勘探方法的選擇受到多種因素的影響，主要包括：①勘探目標(biāo)（如油氣、天然氣水合物、地?zé)豳Y源等）的性質(zhì)和賦存狀態(tài)；②勘探區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造背景和地層巖性特征；③地表地質(zhì)條件（如覆蓋層厚度、地形地貌、氣候條件等）；④可用經(jīng)費(fèi)和技術(shù)條件（如儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)處理能力、人力資源等）；⑤勘探階段（如區(qū)域普查、詳細(xì)勘探、生產(chǎn)監(jiān)測(cè)等）。例如，在一個(gè)構(gòu)造復(fù)雜、需要精細(xì)刻畫儲(chǔ)層細(xì)節(jié)的深部油氣勘探項(xiàng)目中，通常選擇高分辨率三維地震勘探作為主要方法。而在一個(gè)覆蓋層深厚、地表?xiàng)l件復(fù)雜、且預(yù)算有限的淺層油氣勘探項(xiàng)目中，可能優(yōu)先選擇二維地震勘探或淺層地震反射方法，因?yàn)樗鼈兂杀据^低、適應(yīng)性強(qiáng)。選擇某種方法而不是其他方法的原因在于該方法在特定條件下能提供最優(yōu)的信息量和成本效益比，或者能最有效地克服該地區(qū)存在的勘探難題。例如，對(duì)于鹽下油氣勘探，由于鹽層的強(qiáng)屏蔽作用，常規(guī)地震方法效果差，必須選擇可控源電磁法（CSEM）或地震層析成像等對(duì)鹽層透明度高的方法。三、計(jì)算與分析題11.（估算思路描述）首先，根據(jù)圖示傾角曲線，在2000米和2200米處讀取對(duì)應(yīng)的傾角值（假設(shè)分別為α1和α2），由于平均傾角為2°，可近似認(rèn)為α1≈α2≈2°。然后，利用極坐標(biāo)或直角坐標(biāo)方法，根據(jù)兩翼的傾角和井深差（2200m-2000m=200m），繪制出油層頂界面和底界面的近似走向線。這兩條線之間的垂直距離即為油層厚度。由于傾角很?。?°），可以用近似公式：厚度≈井深差×sin(平均傾角)≈200m×sin(2°)≈200m×0.0349≈7m。隱含假設(shè)：地層傾角在油層頂部和底部保持恒定且等于平均傾角；油層頂?shù)捉缑嫫叫校粌H考慮地層傾角影響，忽略其他構(gòu)造形變。12.（地震特征與分析思路）背斜構(gòu)造在地震剖面上可能表現(xiàn)為：①一個(gè)或多個(gè)同相軸向上凸起，形成閉合的反射包絡(luò)，代表背斜的核部；②兩翼同相軸向下彎曲，傾角比核部陡，代表背斜的翼部；③反射波幅度可能增強(qiáng)（形成“亮點(diǎn)”），尤其在砂巖儲(chǔ)層中；④構(gòu)造幅度和閉合范圍反映圈閉的規(guī)模；⑤可能伴隨斷層發(fā)育，形成斷塊背斜，地震剖面上可見斷層斷失同相軸或斷層相關(guān)的反射特征。為確認(rèn)背斜是否