[1]李正勇,鄭姝,彭瀚霖,等.安岳氣田下寒武統海相烴源巖總有機碳含量測井預測[J].測井技術,2020,(04):398-403.[doi:10.16489/j.issn.1004-1338.2020.04.016]
 LI Zhengyong,ZHENG Shu,PENG Hanlin,et al.Log Prediction of Total Organic Carbon Content in the Lower Cambrian Marine Source Rocks of Anyue Gas Field[J].WELL LOGGING TECHNOLOGY,2020,(04):398-403.[doi:10.16489/j.issn.1004-1338.2020.04.016]
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安岳氣田下寒武統海相烴源巖總有機碳含量測井預測()
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《測井技術》[ISSN:1004-1338/CN:61-1223/TE]

卷:
期數:
2020年04期
頁碼:
398-403
欄目:
解釋評價
出版日期:
2020-08-30

文章信息/Info

Title:
Log Prediction of Total Organic Carbon Content in the Lower Cambrian Marine Source Rocks of Anyue Gas Field
文章編號:
1004-1338(2020)04-0398-06
作者:
李正勇1 鄭姝2 彭瀚霖2 梁家駒3 章珂3 王恒3
(1.中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司川中油氣礦, 四川 遂寧 629001; 2.中國石油集團公司西南油氣田分公司勘探開發研究院, 四川 成都 610095; 3.油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室(成都理工大學), 四川 成都 610059)
Author(s):
LI Zhengyong1 ZHENG Shu2 PENG Hanlin2 LIANG Jiaju3 ZHANG Ke3 WANG Heng3
(1. Chuanzhong Division of PetroChina Southwest Oil & Gas Field Company, Suining, Sichuan 629001, China; 2. Research Institute of Exploration and Development, Southwest Oil & Gas Field Company, PetroChina, Chengdu, Sichuan 610059, China; 3. Stat
關鍵詞:
測井預測 烴源巖 總有機碳含量 安岳氣田 下寒武統
Keywords:
log prediction source rock total organic carbon content Anyue gas field Lower Cambrian
分類號:
P631.84
DOI:
10.16489/j.issn.1004-1338.2020.04.016
文獻標志碼:
A
摘要:
摘要編寫四要素
Abstract:
The Lower Cambrian marine source rocks in Sinian-Cambrian super large gas field in Anyue gas field have the characteristics of high thermal evolution, abundant organic carbon content and huge hydrocarbon generation potential, which are the important material basis for hydrocarbon accumulation. However, the organic carbon log evaluation method for Lower Cambrian source rocks has not been established yet, and the horizon distribution of high-quality source rocks is uncertain. According to the log, core analysis, geochemistry and other data in the study area, combined with geophysical log theory, this paper established a prediction model of total organic carbon content by analyzing the relationship between the total organic carbon content of the core and the corresponding log response parameters, and the test results have high reliability. Through TOC content calculation of over 30 wells in the study area, distribution prediction of high-quality hydrocarbon source rocks in the study area was completed. The study shows that two sets of argillaceous source rocks, Maidiping formation and Qiongzhusi formation, are developed in Deyang-Anyue rift trough. The cumulative thickness of TOC content more than 2.0% is over 200 meters, which is the main hydrocarbon generation center of Sinian-Lower Paleozoic in Sichuan Basin. In addition, it is found that there is a Lower Cambrian hydrocarbon source kitchen in the northern slope of Moxi structure. The thickness of the high quality source rocks in the kitchen is over 20 meters, which is a favorable exploration direction for the next step in the study area

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(收稿日期: 2020-07-02 本文編輯 張一艷)
(第44卷 第4期)/(2020年8月)(測 井 技 術)/(WELL LOGGING TECHNOLOGY)(Vol.44 No.4)/(Aug 2020)
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基金項目: 國家油氣重大專項“深層-超深層沉積巖成巖作用與儲層表征”(2017ZX05005-002-004); 國家高技術研究發展計劃(863計劃)項目“頁巖氣勘探開發新技術”(2013AA064501)
第一作者: 王曉琳,女,1998年生,碩士研究生,研究方向為測井資料處理解釋、油氣田開發。E-mail:[email protected]
文章編號: 1004-1338(2020)04-0404-07鄂爾多斯盆地志丹油區延長組長6致密砂巖
儲層裂縫識別王曉琳, 張小莉
(西北大學地質學系/二氧化碳捕集與封存技術國家地方聯合工程研究中心, 陜西 西安 710069)
摘要: 裂縫是致密儲層主要的儲集空間和滲流通道,它們影響到優良儲層的展布和油氣的富集規律,也決定了油氣田的開發方式和井網部署。以鄂爾多斯盆地志丹油區延長組長6致密砂巖儲層為研究對象,采用野外露頭觀測、巖心觀察及常規測井、成像測井識別等方法對致密儲層裂縫進行研究,系統總結常規測井和成像測井裂縫的響應特征。結果顯示:裂縫在巖心上主要為垂直裂縫,部分層段裂縫集中程度相對較高; 裂縫展布整體以北東—南西向為主; 電阻率測井對裂縫響應較好,巖性測井對裂縫響應最不明顯; 構建的砂巖裂縫識別參數基本可以反映砂巖地層中的裂縫特征,裂縫展布主要受控于區域地應力和局部地應力,應力相對集中部位有利于裂縫發育。
關鍵詞: 測井解釋; 裂縫識別; 致密儲層; 長6油層組; 志丹油區; 鄂爾多斯盆地
中圖分類號: P631.84 文獻標識碼: A
Doi: 10.16489/j.issn.1004-1338.2020.04.017
Fracture Identification of Chang-6 Tight Sandstone Reservoir in
Yanchang Formation of Zhidan Oil Region,Ordos Basin
WANG Xiaolin, ZHANG Xiaoli
(Department of Geology, Northwest University/National & Local Joint Engineering Research Center of Carbon Capture
and Storage Technology, Xi'an, Shaanxi 710069, China)
Abstract: Fractures are the main reservoir space and seepage channels in tight reservoirs, which affect the distribution of good reservoirs and the accumulation of oil and gas, and also determine the development mode and well pattern deployment of oil and gas fields. Taking the tight sandstone reservoir of Yanchang formation in Zhidan oil region of Ordos basin as the research object, the fractures in the tight reservoir were studied by outcrop observation, core observation, conventional logging and imaging logging identification, and the response characteristics of fractures in conventional logging and imaging logging are summarized systematically. The results show that the fractures are mainly vertical in the core, and the concentration of fractures in some strata is relatively high. The fracture distribution is mainly in NE-SW direction; The resistivity log has better response to fractures, while the lithologic log has the least obvious response to fractures. The fracture identification parameters constructed by this study can basically reflect the fracture characteristics in sandstone stratum. The fracture distribution is mainly controlled by regional and local geostress, and the position with relatively concentrated stress is favorable for fracture development.
Keywords: log interpretation; fracture identification; tight reservoir; Chang 6 member reservoir; Zhidan region; Ordos basin

0 引 言
近年來,致密油作為一種重要的非常規石油資源,被認為是繼頁巖氣之后全球非常規油氣勘探開發的又一新熱點。致密油氣藏的重要地質特征是天然裂縫普遍發育,裂縫的發育程度是低滲透儲層能否獲得高產的關鍵因素,也是油氣藏是否具有經濟開采價值的重要因素[1-3]。由于裂縫對地層物理性質的改變,會導致測井曲線有相應反映,所以,通過分析測井資料響應特征可以較好地進行裂縫識別。目前,國內外儲層裂縫主要的研究方法有常規測井、成像測井、地震預測及其他一些定性預測方法,眾多學者分別對含油氣盆地中的斷裂、裂縫從不同的角度、采用不同的方法進行研究,涉及成因機制、分布規律、幾何學特征以及對油氣成藏的貢獻等方面[4-7];谘芯繀^的地質背景、沉積特征、測井響應及巖心資料,對研究區長6儲層裂縫發育的優勢方向、測井識別裂縫方法等進行了研究。

1 區域地質概況
志丹油區位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中部,具有含油層系多、分布面積較廣、油氣藏形成和分布較復雜的特點。根據前人劃分標準,將長6油層組自上而下劃分為長61、長62、長63和長64共4個油層亞組,其儲層孔隙度平均為12%、平均滲透率為2.35×10-3 μm2、含油飽和度平均為58%、油層有效厚度6.7 m。研究區主要為三角洲前緣相沉積,其水下分流河道微相為主要的儲集砂體,砂體分布范圍大、連續性好[8-10],其儲層巖性主要為細粒長石砂巖和巖屑長石砂巖,其次為粉砂巖和中砂巖; 碎屑顆粒成分成熟度普遍較低,結構成熟度較好,填隙物主要由黏土礦物、碳酸鹽礦物和雜基等組成。儲層的孔隙類型以粒間孔和次生溶孔為主,屬于典型的低孔隙度低滲透率砂巖儲層[11]。

2 常規測井裂縫響應及識別
受采樣間隔和采樣方式的影響,成像測井較常規測井更有利于識別地層中的裂縫。但是由于成像測井數據分布有限且成本高,不能完全解決裂縫預測問題[12]。因此,利用巖心和成像測井資料約束,探尋基于常規測井資料識別儲層裂縫,具有非常重要的意義。
2.1 巖性系列
自然伽馬測井的裂縫響應。裂縫常成為流體運移通道和聚集場所,流體的運聚可能導致放射性物質的沉淀進而導致放射性增強,但是一般自然伽馬數值增大現象較微弱,表現為自然伽馬曲線相對低值背景上的相對增高,據此推測可能存在裂縫部位。
井徑測井的裂縫響應。致密砂巖地層中,由于地層孔隙度較小且脆性強,在鉆井扭矩力的作用下地層容易破碎,在裂縫發育區尤為突出,易造成井徑擴張。因此,可以利用井徑的變化來預測裂縫的發育段。一般地層高角度裂縫發育時,井徑擴徑方向與地層最小水平主應力一致,指示著裂縫發育方向; 另外,造成井徑變化的因素有很多,巖性變化及其組合特征等因素也會造成井徑變化[13]。研究區長6儲層受裂縫發育規模和裂縫以高角度為主的影響,井眼變化不大,井徑測量值基本無變化,在垂直縫相對發育部位,偶爾可見井徑略有變化。
自然電位測井的裂縫響應。一般裂縫發育層段滲濾性較好,自然電位曲線表現為負明顯異常。
2.2 電阻率系列
電阻率測井的裂縫響應。鉆井過程中,由于鉆井液沿地層中的裂縫侵入,改變電阻率值,成為利用電阻率測井資料反映裂縫的基礎[14]。在裂縫發育段,電阻率出現異常低值,往往表現為以深側向電阻率為背景的針刺狀低電阻率突跳; 有裂縫的地方,都有十分明顯的微側向電阻率異常低值; 一般對于開啟縫、水平縫或低角度縫發育部位,八側向電阻率表現為明顯低值。
微電極電阻率的裂縫響應。由于微電極電阻率測井探測范圍小、縱向分辨率高,在利用水基鉆井液鉆探的井,微電極的微電位、微梯度電阻率曲線數值均有明顯降低,對裂縫有一定響應,可以利用微電極電阻率曲線結合雙感應-八側向電阻率測井預測裂縫發育層段。但是,在泥質含量較高地層中,由于電阻率背景值太低,會減弱電阻率降低的相對幅度[15]。研究區長6儲層以砂巖、泥巖互層以及油頁巖為主,泥質含量較高,裂縫井段一般顯示為深淺電阻率有較小的正差異或者幅度差不明顯,八側向電阻率測井和微電極電阻率測井對裂縫的響應相對明顯,為高值背景上相對低值或相對低值。
2.3 孔隙度系列
聲波測井的裂縫響應。裂縫在巖石中會形成明顯的聲阻抗界面,該特性成為應用聲波探測裂縫技術的理論基礎。水平裂縫或低角度裂縫存在時,常表現為聲波時差增大或出現周波跳躍現象,裂縫越發育聲波時差增大的幅度越大,并且不同產狀的裂縫有不同變化趨勢,裂縫傾角越小,聲波時差增大幅度越大[16]。由于研究區長6儲層主要發育高角度縫和垂直縫,聲波時差參數增大等異常特征響應不明顯。
密度測井的裂縫響應。密度測井是用伽馬源發射的放射線照射地層,根據康普頓效應測量地層體積密度的方法。當密度測井極板接觸到鉆井液侵入的天然裂縫時,孔隙度相應增加,此時密度值也會相應降低[17]。
志丹油區350余口井的統計結果表明:對裂縫響應較好的是孔隙度系列測井; 電阻率測井對裂縫響應比較復雜,隨著裂縫填充類型及填充物的不同,反映裂縫的電阻率測井結果也不一致,但對于確定的油區有一定的規律; 巖性測井對裂縫響應最不明顯。一般裂縫發育段,自然伽馬值多高于72 API,淺探測電阻率一般小于72 Ωm,巖層體積密度小于2.42 g/cm3,中子孔隙度大于26%,聲波時差大于245 μs/m。

3 特殊測井裂縫響應特征及識別
成像測井是目前最有效的裂縫識別和評價方法,能提供直觀的高分辨率環井壁360°全方位的巖石物理二維圖像信息,把地層巖性、裂縫、孔洞和層理等地層特征引起的電阻率或聲阻抗的差異,轉換成圖像上不同色標顯示。
一般情況下,當地層裂縫為張開狀時,裂縫表現為高電導率異常,在電成像、聲成像圖上顯示為深色正弦狀曲線,裂縫角度低時正弦曲線幅度低,裂縫角度高時正弦曲線幅度高; 垂直裂縫則顯示為對稱的深色線[18]。當地層裂縫被半充填或充填時,依據充填程度和充填物的差異,電成像、聲成像圖上顯示的正弦狀曲線顏色深淺不同。
3.1 真假裂縫識別
(1)層界面與裂縫的鑒別。層理界面往往表現為一組相互平行或接近平行的電導率異常區,且異常區窄而均勻,一般在圖像上連續、完整。如果井下地層傾斜,在圖像上呈正弦波狀態,正弦波幅度反映傾角值大小,波谷所在方位指示地層傾向,可以據此求出層理面的產狀(見圖1)。圖1 層理成像測井響應特征
(YJ491井,1 762.5~1 765 m)
(2)泥質條帶與裂縫的鑒別。泥質條帶的高電導率異常一般較規則,邊界較清晰,僅當構造運動強烈且發生柔性變形時才會出現劇烈彎曲,但寬窄變化仍不會很大,而裂縫常伴有溶蝕孔、洞使異常寬窄變化很大(見圖2)。
圖2 泥質條帶成像測井響應特征
(YJ491井,1 711~1 715 m)
(3)含凝灰質紋層與裂縫的鑒別。凝灰質具有高自然伽馬、高聲波時差、低電阻率的特點,測井響應特征與裂縫相似。在成像圖中,凝灰質相對于泥質條帶在靜態圖中顏色更暗,表明其電阻率更低,其形態相對不規則,或呈極細的條帶(見圖3)。

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*非法定計量單位,1 in=2.54 cm,下同
圖3 凝灰質紋層成像測井響應圖
(YJ491井,1 739~1 745 m)

3.2 天然裂縫與工程誘導縫的區分
(1)井壁刮痕。井壁刮痕是由鉆具不規則運動導致,由于鉆井液侵入而表現為低電阻率。在成像圖上表現為不規則、連續性較差的暗色條帶或沿井身方向的豎直條帶,往往由于侵入較淺導致低電阻率不明顯(見圖4)。
圖4 井壁刮痕成像測井響應特征
(YJ485井,1 750~1 752.5 m)
(2)鉆具誘導縫。鉆井過程中由于鉆具振動可能形成裂縫,它們十分微小且徑向延伸很淺。在成像圖上一般顯示為排列整齊、規律性強、縫面規則、延伸較短并成180°對稱分布(見圖5)。
圖5 鉆具誘導縫成像測井響應特征
(YJ485井,1 866.5~1 869 m)


4 裂縫識別參數構建
4.1 基于測井曲線變化幅度的裂縫表征參數構建
為了便于綜合分析各項參數對裂縫的響應,首先對常規測井曲線進行變化幅度歸一化處理。由于各種參數對裂縫的敏感程度不同,某些非裂縫因素也可能引起與裂縫相似或相同的異常響應,利用單一測井曲線難以消除非裂縫的影響,需要多條曲線的組合來解決。因此,通過分析各條曲線參數對裂縫的敏感程度,將不同參數根據其對裂縫的敏感程度進行加權綜合,得到裂縫指示參數如下FIAt=1/n(∑ni=1ai×Xi)(1)
FIGt=(∏ni=1X<sup>bi</sub>i)1/n(2)式中,n為反映裂縫特征參數的個數; ai、bi為第i種反映裂縫特征參數值的加權系數; Xi為第i種反映裂縫的異常變化指數; FIAt為算術加權裂縫指示參數; FIGt為幾何加權裂縫指示參數。
一般情況下,由于泥質具有高伽馬、高聲波時差以及低電阻率的特點,與裂縫響應特征較為接近,地層中的泥質會干擾裂縫的識別。為降低地層泥質對裂縫識別的影響,對計算的裂縫識別指示參數FIAt、FIGt進行進一步處理,公式為FIA=FIAt×((GRmin)/(GR))2(3)
FIG=FIZt×((GRmin)/(GR))2(4)
式中,FIA為算術加權裂縫指示參數; FIG為幾何加權裂縫指示參數; GR為自然伽馬測井曲線值; GRmin為當前地層的伽馬最小值; FIAt為算術加權裂縫指示參數; FIGt為幾何加權裂縫指示參數。
通過上述處理,壓制了地層中泥質所導致的聲波時差高值、電阻率低值變化異常所導致的變化率異常,有效減少地層界面以及泥質紋層的干擾,提高了識別精度。
4.2 基于測井曲線變化率的裂縫表征參數構建
不同測井曲線在裂縫地層的響應不同,聲波時差與自然伽馬、井徑參數主要為增大特征,電阻率與自然電位參數主要為數值減小特征。同時,巖性的影響同樣會導致曲線變化,進而導致曲線變化率增大。為減小與裂縫響應相反的曲線特征以及巖性變化的影響,對不同曲線的曲線變化率進一步處理,構建變化率裂縫表征參數。通過上述處理,壓制了鈣質砂巖所導致的聲波時差、電阻率的高值變化異常所導致的變化率異常,剔除了鈣質砂巖的影響。再利用成像資料對數值進行標定,可對識別的裂縫段進一步篩選。
4.3 基于測井曲線分形維數的裂縫表征參數構建
近年分形理論在地球科學、石油工程等領域獲得了廣泛的應用,在表征多尺度不規則物體、現象和系統中具有獨特的優勢。測井曲線的分形特征主要表現為分形維數的不同。利用分形理論可以很好地研究地層孔隙結構、巖性、流體成分的非均質性[19]。
選取對裂縫反映明顯的測井曲線分形維數進行加權處理,建立分形維數綜合指數FDZ=1/n(∑ni=1di×Di)(5)式中,FDZ為算術加權曲線變化率指示參數; n為反映曲線變化率特征參數的個數; di為第i種曲線分形維數的加權系數; di為第i種曲線分形維數。
利用成像資料對FDZ進行標定,裂縫下限值為1,通過FDZ對所識別裂縫段進行進一步篩選。
4.4 基于微電極電阻率幅度差的裂縫表征參數構建
微電極電阻率曲線分辨率高,其幅度差可有效反映地層的滲透性。當地層中存在裂縫,滲透性明顯增大,會導致微電極電阻率曲線幅度差增大。同時,在泥質地層,由于滲透性低,二者幅度差不明顯[20-22]。為有效過濾泥質條帶對裂縫識別的影響,構建微電極電阻率曲線幅度差指數進行裂縫識別RBC=RBCt×RMN×((GRmin)/(GR))2×K(6)式中,RBC為微電極電阻率幅度差指示參數; RMN為微電位電阻率測井曲線值; GR為自然伽馬測井曲線值; GRmin為當前地層的伽馬最小值; K為常數。
通過成像資料對RBC進行標定,RBC下限值為0.01,可對裂縫識別段進一步篩選,減少泥質地層對裂縫識別的干擾。部分井由于微電極電阻率曲線質量較差,難以對裂縫進行有效反映,在最后的裂縫識別中未用RBC進行進一步篩選。
4.5 裂縫識別綜合指數構建
通過以上構建的裂縫識別參數對研究區成像資料井以及取心井進行處理,以成像以及取心裂縫數據對其進行標定后分析相對較為敏感的曲線。通過曲線變化率裂縫表征指數(FIR)、分形維數裂縫表征指數(FDZ)、微電極電阻率幅度差裂縫表征參數(RBC)對裂縫識別綜合指數進行過濾后,可得到最終的裂縫識別綜合指數,對可能的裂縫發育段進行判識。
裂縫識別綜合指數如下FFA=FIA×FIR(7)式中,FIA為曲線幅度算術加權裂縫指示參數; FIR為曲線變化率裂縫指示參數; FFA為裂縫識別綜合指數。

5 砂巖裂縫測井綜合解釋
利用以上建立的裂縫識別綜合指數模型對志丹地區若干井進行裂縫識別測井解釋,得到砂巖地層的可能裂縫發育段。在此基礎上,采用人工判識的方法,進一步排除泥質條帶、鈣質砂巖等巖性變化所造成的影響,得到最終的砂巖地層可能的裂縫發育段。圖6為志丹地區成像井、取心井測井解釋結果。
通過測井資料分析,志丹地區三疊系延長組致密砂巖儲層主要發育構造裂縫,根據構造應力場的分布特征及裂縫的產出形態,構造裂縫又分為區域性構造裂縫及局部構造(斷層、褶皺等)派生的裂縫。區域性構造裂縫是在區域應力作用下形成的,一般產狀穩定、成組發育、分布廣泛、規律性較強; 受斷層、褶皺等局部構造形成的裂縫包括與斷層、褶皺共生及派生的裂縫,裂縫分布復雜、規律性較差。一般在相同的構造應力場作用下,巖石脆性組分含量越高、顆粒越細,裂縫的發育程度越高。在一定巖層厚度范圍內,裂縫的平均間距隨著巖層厚度增大呈線性增大,與單層厚度呈較好的線性關系。
圖6 D211井長6段砂巖裂縫段解釋成果圖
志丹油區長6的砂巖儲層裂縫主要分布在研究區的西南部和東北部,裂縫展布以北東—南西方向為主,次為北西—南東向和北西西—南東東/近東西向3個主要方向。

6 結 論
(1)常規測井資料中各個曲線對裂縫響應的敏感度不同。對裂縫響應較為敏感的測井參數依次為微電極電阻率、八側向電阻率、聲波時差、自然伽馬、自然電位、雙感應電阻率和井徑。
(2)裂縫展布受控于區域地應力和局部地應力。志丹油區長6油層組中,裂縫展布整體以北東—南西向為主,次為北西—南東向和近東西向。裂縫展布方向與區域地應力和局部地應力場一致。
(3)常規測井資料綜合處理結果顯示:志丹油區長6儲層裂縫段預測結果與成像測井解釋結果、巖心特征吻合。通過構建砂巖裂縫識別參數,對成像測井資料和取心資料進行處理,構建的砂巖裂縫識別參數基本可以反映砂巖地層中的裂縫。
(4)砂巖厚度控制砂巖裂縫的發育程度。當砂巖單層厚度較小時(一般小于1 m),砂巖厚度與砂巖裂縫厚度呈正向關系; 當砂巖厚度較大時(一般大于1 m),砂巖裂縫厚度與砂巖單層厚度整體為反向關系。但是,存在一部分砂巖裂縫厚度與單層砂巖厚度基本為正向關系,反映這類砂巖可能位于構造特殊部位,即應力相對集中部位,有利于裂縫發育。


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備注/Memo

備注/Memo:
(收稿日期: 2020-07-02 本文編輯 張一艷)基金項目: 國家自然科學基金“川中磨溪構造寒武系龍王廟組多期流體充注的地球化學表征與油氣成藏過程”(41572133); 國家十三五科技重大專項“四川盆地震旦系-古生界深層勘探目標評價”(2017X05008-005-003); 四川省科技計劃項目“應用基礎研究”(2020YJ0426) 第一作者: 李正勇,男,1983年生,碩士,工程師,從事地質勘探、井位部署研究工作。E-mail:[email protected]
更新日期/Last Update: 2020-08-25
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