多参数岩心测试系统技术研讨.pdf

我国近海油气勘探开发高技术发展研讨会文集 多参数岩心测试系统技术研究 刘乐军 中国科学院海洋研究所、青岛，266001， 刘乐军马小兵 · 国家海洋局第一海洋研究所，青岛，266061 李培英 中国海洋环境监测中心，大连，116023 【摘 要】多参数岩芯测试系统是海洋地质调查(包括海洋油气资源勘查)和研究的重要工具，它 对于提高钻探采样率，追求柱状岩芯最大利用率，提高海洋地质调查的效率具有无可比拟的作用。目 前，已经有英国的MSCL系统和法国的MCL系统被使用．开发研制我国自己的多参数柱状岩芯测试系 统对于提高我国海洋地质取样和柱状岩芯测试分析的综合实力，提升我国海洋地质调查研究水平，具 有重要的科学和实用价值。 1． 引言 开发和利用海洋资源是我国二十一世纪的基本国策之一。海洋地质调查研究(包括海洋 地质背景调查、工程地质调查和灾害地质调查等)是油气资源勘探开发的关键环节，其调查 结果是制定海域开发政策，进行海洋工程设计和施工的重要依据。柱状岩心是对海底地层沉 积物的物质组成、结构特征、工程地质特性等的最直观认识，还是解译和校准地球物理和原 位测试等调查资料的基础和依据，在海洋地质调查中具有无可替代的地位。然而，海上柱状 取样(钻探和重力取样)受天气和海况影响，具有花费巨大，效率较低，样品无法重复利用 等缺点。因此如何最大限度利用获取的柱状岩芯一直是地质学者追求的目标。利用电、磁和 放射射线等物理技术对柱状岩心进行多参数无损检测是实现这一追求的理想途径。 2．研究意义和目的 海洋地质调查中柱状岩心测试的重要性是不言而喻的，然而受天气和作业环境的影响， 柱状取样质量无法保证；而海上取样作业周期长，由于温度、湿度和压力等环境背景的改变， 样品在保存和运输过程中不可避免的受到不同程度的扰动，将直接影响随后的实验室测试分 析结果。因此，在取样现场进行柱状岩心完整性以及含水量、温度、密度和结构等多参数无 损检测，不仅可以现场评价采样质量的高低，还能够在样品“准原始情况下”获得沉积物物 理和力学等方面的参数指标，是提高柱状采样的效率和岩心利用率的有效途径。另外，通过 ——143—． 多参数岩心测试系统技术研究 柱状岩芯多参数无损测试，可以对样品分层、沉积结构等有一初步认识，为随后的样品保存 和开样测试方案设计提供依据。还可以为定量评价实验室测试用试样扰动程度，校准室内实 验分析结果，提供可能。而通过多参数测试获得沉积物沉积速率、化学特性、电阻抗、声速 和含水量等参数的剖面变化信息，对其进行相关性研究，可以更好的解读沉积物沉积环境、 矿物组合和沉积物声学信息，为海底地声学地声模型的建立、工程地质学沉积物弹性模量等 研究提供的新的技术方法和手段。 ● 3． 研究现状 对柱状岩心进行连续无损检测一直是地质学者关注的热点问题。早在上世纪80年代就 在MS一2型磁化率测试仪上研制出环形探头进行柱状岩心磁化率连续测试。近年来利用沉积 物颜色反射率与沉积物粒度、矿物组合之间的相关性，研制出色谱仪通过岩心颜色反映的沉 积物的物质组成和矿物学信息，作为沉积环境、沉积作用和物质来源的代用指标。海洋地声 学研究发展使海底沉积物声速测量技术得到迅速发展。目前，国际上已经开发出可以对柱状 岩芯进行单参数或多参数的无损检测设备。如Minolta CM2002型光谱光度计可以连续测试 SensorsCore 柱状岩芯的光谱反射率。英国GeoTek公司研制开发的MSCL(MutliLogging) 系统可以对柱状岩心进行多参数——-P波波速、Gamma密度、电阻率、磁化率等的连续快速 无损测试，在世界ODP计划中已经得到实际应用。