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中图分类号：TE1文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0420006－01
重力勘探是目前应用非常广泛的一种地球物理方法，在勘查各种地质构造问题和寻找各种地质资源方面效果显著。它在石油勘探和与开发中也普遍应用，比如圈定油田地层的分布范围，以及油气在地下的各种赋存状态等。
一、重力勘探
地球内部岩石的物理或者化学性质使地下岩石密度不均，致使在地表及其周围空间重力发生变化，这种由于某种地质原因引起的重力变化称为重力异常。通过研究重力异常的特征就可以得到地下各种地质构造、岩石分布和矿产赋存信息，从而分析、评价、解决各种资源、能源问题。
（一）重力测量仪器。重力仪一般测量的是重力加速度变化时灵敏质量的重量变化： 。
地壳内部物质密度变化引起地表重力变化在数值上是很微小的。重力勘探的第一问题就是重力测量仪的精度。
美国生产的拉科斯特重力仪属于高精度重力仪中的一种，它的G型仪器测程大，适于全球测量，它的D型仪器精度高，测量精度可达到
以下。这种仪器的特点是零点漂移小，测量精度高，使用方便简单。
另一种高精度重力测量仪是加拿大CG-3重力测量仪，它的测量精度也远远小于，残余长期漂移小于 /天。它的特点是不需要平衡装置和测读装置以及温度补偿。
重力仪不仅要在地表适用，而且在井下也必须在温度、压力等的影响下保证测量读数的准确无变化。重力仪的精度随着科学技术的发展在逐步提高，它也提高了重力勘探这种方法的应用前景。
（二）井中重力测量。重力勘探的基础是牛顿万有引力定律，重力表达式：g=力/M2=kM1/R2。最新和更为可靠的万有引力常数值是华盛顿大学的冈拉克和默科维兹，利用高技术制作的新型“卡文迪什天平”测出的万有引力常数k=6．67390×10-11m3/s2﹒kg。
重力仪灵敏元件感受的加速度为：g=km/r2cos。沿直圆柱体垂直轴安置的重力仪所感受的重力加速度为：。
井中重力测量是通过在一系列的井中测点停放井中重力仪及读数进行的，这些井下测点是根据测井图的研究预先选定的，以达到测量目的的需要。测出一系列重力差(△g)和深度差（△z），从而得到连续点之间的间隔垂直重力梯度（△g/△z）。
井中重力基本方程：
。
△g－重力差；
△z－深度增量；
－横向围岩间隔密度；
k－牛顿万有引力常数；
F－正常自由空气垂直梯度=0.09406mgal/英尺。
重力值向下增大，其增大速率由自由空气垂直梯度（F）和符号相反的梯度之差决定。正的F△z项是指向地球质量中心引起的向下增大的重力值。负的向是厚度为△z的无限延伸水平层引力的两倍。
层密度的增大与间隔垂直梯度的减小相对应，反之亦然。测得的间隔梯度(△g/△z)和水平层密度（）之间的这种简单关系在多数情况下是有效的。
除去基本重力和深度测量结果的简单换算以外，无需分析就能精确地确定不同△z间隔内岩石密度的微小变化。考虑到实际地球密度扰动和校正，方程可写为： ，(△Gg--异常垂直梯度)。
（三）测量误差。重力测量时，△g和△z的测量误差尽量小，以确保计算间隔密度达到所要求的精度。
根据喏谟图，当△z间隔变得较小时，△g或△z的给定误差成比例增大，因而所计算的密度的误差就较大。对较大的△z间隔，相对地层的深度错位误差很小。误差仅对小△z间隔和相临层段之间的密度差较大时（大于0.2g/cm3）才可用。
（四）测量结果分析。井中重力仪测量可以有效地估计地层和储集层的空隙度，能够计算出间隔空隙度或间隔空隙流体密度。井中重力仪测量还可以评价异常构造等。
二、在石油勘探中的应用
大多地球物理工作都是为了寻找有经济价值的资源，并把风险与成本降到最低。在测得重力各数据后，在结合现有的地面地下资料来进行石油勘探，就能很好的做到这一点。
地球勘探工作必须从分析预测碳氢化合物构造开始研究构造和地层要素。然后确定由这些构造引起的地球物理和地质响应。用理论模型计算这些响应，再同已知构造的地球物理和地质响应比较。最后得到碳氢化合物构造和地球物理或地质响应间的关系后，在适当的地质条件下，用类似的响应就可以预测石油远景区。
重力资料对于确定地下古生界构造具有很大价值。目前，可以应用三维重力模拟绘制古生界地层顶部构造图；在模拟时，尽量利用地下地震、物探资料以及现有地震资料施加限制，如此有助于调整用重力法确定的古生界顶部的构造起伏。
重力法确定地下古生界岩石顶部形状，由此可以寻找潜在的储油气构造。重力法有助于确定断层位置和古生界构造的顶部位置。
三、综合分析
重力勘探在石油方面的应用经济价值高，范围广。在储集层评价、强化开采、油田开发方面都有很多应用。
通过重力勘探可以精确评价储集层孔隙度、裂隙孔隙度、储集层封闭条件、漏过或越过的油气层，可以发现处理矿场水所用的孔隙层，可以为新发现的油气藏的正确评价和生产计划作评价，还可以观察储集层流体状态。这些都是石油勘探和开发的科学的技术过程。
参考文献：
[1]王宝仁，《高精度重力测量》，地质出版社，1995年.
[2]D.奎奥，《重力勘探应用》，石油工业出版社，1985年.
[3]L.A.拜尔，《井中重力测量的解释与应用》，石油工业出版社，1985年.
作者简介：
周平华，男，汉族，四川人，中国矿业大学资源与地球科学学院，专业：地球物理学。
重力勘探是目前应用非常广泛的一种地球物理方法，在勘查各种地质构造问题和寻找各种地质资源方面效果显著。它在石油勘探和与开发中也普遍应用，比如圈定油田地层的分布范围，以及油气在地下的各种赋存状态等。
一、重力勘探
地球内部岩石的物理或者化学性质使地下岩石密度不均，致使在地表及其周围空间重力发生变化，这种由于某种地质原因引起的重力变化称为重力异常。通过研究重力异常的特征就可以得到地下各种地质构造、岩石分布和矿产赋存信息，从而分析、评价、解决各种资源、能源问题。
（一）重力测量仪器。重力仪一般测量的是重力加速度变化时灵敏质量的重量变化： 。
地壳内部物质密度变化引起地表重力变化在数值上是很微小的。重力勘探的第一问题就是重力测量仪的精度。
美国生产的拉科斯特重力仪属于高精度重力仪中的一种，它的G型仪器测程大，适于全球测量，它的D型仪器精度高，测量精度可达到
以下。这种仪器的特点是零点漂移小，测量精度高，使用方便简单。
另一种高精度重力测量仪是加拿大CG-3重力测量仪，它的测量精度也远远小于，残余长期漂移小于 /天。它的特点是不需要平衡装置和测读装置以及温度补偿。
重力仪不仅要在地表适用，而且在井下也必须在温度、压力等的影响下保证测量读数的准确无变化。重力仪的精度随着科学技术的发展在逐步提高，它也提高了重力勘探这种方法的应用前景。
（二）井中重力测量。重力勘探的基础是牛顿万有引力定律，重力表达式：g=力/M2=kM1/R2。最新和更为可靠的万有引力常数值是华盛顿大学的冈拉克和默科维兹，利用高技术制作的新型“卡文迪什天平”测出的万有引力常数k=6．67390×10-11m3/s2﹒kg。
重力仪灵敏元件感受的加速度为：g=km/r2cos。沿直圆柱体垂直轴安置的重力仪所感受的重力加速度为：。
井中重力测量是通过在一系列的井中测点停放井中重力仪及读数进行的，这些井下测点是根据测井图的研究预先选定的，以达到测量目的的需要。测出一系列重力差(△g)和深度差（△z），从而得到连续点之间的间隔垂直重力梯度（△g/△z）。
井中重力基本方程：
。
△g－重力差；
△z－深度增量；
－横向围岩间隔密度；
k－牛顿万有引力常数；
F－正常自由空气垂直梯度=0.09406mgal/英尺。
重力值向下增大，其增大速率由自由空气垂直梯度（F）和符号相反的梯度之差决定。正的F△z项是指向地球质量中心引起的向下增大的重力值。负的向是厚度为△z的无限延伸水平层引力的两倍。
层密度的增大与间隔垂直梯度的减小相对应，反之亦然。测得的间隔梯度(△g/△z)和水平层密度（）之间的这种简单关系在多数情况下是有效的。
除去基本重力和深度测量结果的简单换算以外，无需分析就能精确地确定不同△z间隔内岩石密度的微小变化。考虑到实际地球密度扰动和校正，方程可写为： ，(△Gg--异常垂直梯度)。
（三）测量误差。重力测量时，△g和△z的测量误差尽量小，以确保计算间隔密度达到所要求的精度。
根据喏谟图，当△z间隔变得较小时，△g或△z的给定误差成比例增大，因而所计算的密度的误差就较大。对较大的△z间隔，相对地层的深度错位误差很小。误差仅对小△z间隔和相临层段之间的密度差较大时（大于0.2g/cm3）才可用。
（四）测量结果分析。井中重力仪测量可以有效地估计地层和储集层的空隙度，能够计算出间隔空隙度或间隔空隙流体密度。井中重力仪测量还可以评价异常构造等。
二、在石油勘探中的应用
大多地球物理工作都是为了寻找有经济价值的资源，并把风险与成本降到最低。在测得重力各数据后，在结合现有的地面地下资料来进行石油勘探，就能很好的做到这一点。
地球勘探工作必须从分析预测碳氢化合物构造开始研究构造和地层要素。然后确定由这些构造引起的地球物理和地质响应。用理论模型计算这些响应，再同已知构造的地球物理和地质响应比较。最后得到碳氢化合物构造和地球物理或地质响应间的关系后，在适当的地质条件下，用类似的响应就可以预测石油远景区。
重力资料对于确定地下古生界构造具有很大价值。目前，可以应用三维重力模拟绘制古生界地层顶部构造图；在模拟时，尽量利用地下地震、物探资料以及现有地震资料施加限制，如此有助于调整用重力法确定的古生界顶部的构造起伏。
重力法确定地下古生界岩石顶部形状，由此可以寻找潜在的储油气构造。重力法有助于确定断层位置和古生界构造的顶部位置。
三、综合分析
重力勘探在石油方面的应用经济价值高，范围广。在储集层评价、强化开采、油田开发方面都有很多应用。
通过重力勘探可以精确评价储集层孔隙度、裂隙孔隙度、储集层封闭条件、漏过或越过的油气层，可以发现处理矿场水所用的孔隙层，可以为新发现的油气藏的正确评价和生产计划作评价，还可以观察储集层流体状态。这些都是石油勘探和开发的科学的技术过程。
参考文献：
[1]王宝仁，《高精度重力测量》，地质出版社，1995年.
[2]D.奎奥，《重力勘探应用》，石油工业出版社，1985年.
[3]L.A.拜尔，《井中重力测量的解释与应用》，石油工业出版社，1985年.
作者简介：
周平华，男，汉族，四川人，中国矿业大学资源与地球科学学院，专业：地球物理学。