柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)生物氣藏重磁電異常特征分析與應(yīng)用

王耀輝 (東方地球物理公司綜合物化探處,河北 涿州 072751)

柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)生物氣藏重磁電異常特征分析與應(yīng)用

王耀輝 (東方地球物理公司綜合物化探處,河北 涿州 072751)

對(duì)柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)的非地震重磁電資料重新進(jìn)行了細(xì)致研究，研究表明，由于三湖地區(qū)氣藏埋深淺、構(gòu)造變形弱，充滿天然氣的儲(chǔ)層密度降低、電阻率升高等原因，會(huì)形成明顯的重力低異常、高頻微磁異常、高阻團(tuán)塊異常。依據(jù)氣藏所形成的重磁電綜合異常模式，結(jié)合地質(zhì)、鉆井資料，劃分了本區(qū)生物氣藏的有利區(qū)域。

柴達(dá)木盆地；三湖地區(qū)；生物氣；地震異常；重力低異常；高頻微磁異常；高阻團(tuán)塊異常

柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)第四系生物氣資源豐富，已發(fā)現(xiàn)的生物氣藏有澀北一號(hào)、澀北二號(hào)、臺(tái)南、臺(tái)吉乃爾氣田等，目前探明加控制天然氣儲(chǔ)量超過3000×108m3[1]。氣藏在地震剖面上表現(xiàn)為低頻、低速、反射同相軸下拉等現(xiàn)象[2]，這是由于儲(chǔ)層含氣后，儲(chǔ)層地震波層速度降低，地震波高頻成分大量被吸收等原因造成的，在一段時(shí)間內(nèi)，依據(jù)這種地震反射異常特征，指導(dǎo)了氣藏的勘探工作。隨著一些探井相繼失利，深入研究發(fā)現(xiàn)，這些地震異常不完全是由于地層含氣所引起，巨厚疏松的低降速帶也可以引起類似的地震異常[3]，如何區(qū)分這些真假含氣地震異常，成為柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)尋找生物氣藏成敗的關(guān)鍵。

地震資料處理中選用合適的靜校正方法、反射時(shí)間法[3-4]等措施來應(yīng)用于真假含氣異常的識(shí)別，取得了一些效果。但是由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，單一物探方法總是存在多解性，只有綜合勘探、綜合解釋才能夠提高成果的準(zhǔn)確性[5]。在此基礎(chǔ)之上，近年來，三湖地區(qū)開展了大量的非地震綜合物化探工作。研究區(qū)物性資料表明，地層含氣與不含氣存在著明顯的密度、磁化率、電阻率等物性差異，此外三湖地區(qū)天然氣埋藏淺，地層沉積新近、變形微弱，這就為重磁電資料識(shí)別天然氣藏提供了條件。下面，筆者旨在通過分析已知?dú)獠厮纬傻闹卮烹姰惓Ｌ卣鲗ふ乙环N有效的適合該區(qū)的氣藏綜合勘探方法。

1 重力異常特征分析

AC為聲波時(shí)差，us/ft；CAL為井徑，cm。

1)異常形成機(jī)理分析 臺(tái)吉1井聲波換算密度資料顯示隨著深度的增加，地層的密度也在逐步增加，說明第四系沒有完全成巖，隨著壓實(shí)作用的增強(qiáng)，密度逐步增大，但在600～800m(見圖1)的主要產(chǎn)氣層段存在明顯的密度降低，同樣澀4-8井(見圖2)806～813m的主產(chǎn)氣段聲波時(shí)差曲線增高明顯，相應(yīng)的表明密度降低明顯。其他產(chǎn)氣井的產(chǎn)氣層段同樣存在明顯的密度降低現(xiàn)象，說明由于儲(chǔ)層被天然氣充填會(huì)造成同一套地層的密度降低。

圖3 重力模型正演計(jì)算

圖4 三大氣田區(qū)淺層剩余重力異常圖

2)模型正演分析 充滿油氣的多孔儲(chǔ)集層與其圍巖之間的負(fù)密度差可達(dá)0.2～0.6g/cm3，因此油氣儲(chǔ)集層能夠引起明顯的重力負(fù)異常。柴達(dá)木盆地東部氣藏沉積新近，埋藏淺(最淺60.5m，最深1737.8m)，構(gòu)造平緩，氣藏累計(jì)厚度大。據(jù)此特征，筆者建立正演模型來分析氣藏所引起的重力異常特征(見圖3)。模型寬度20km，氣層寬度2km，氣層最大厚度100m，氣藏埋深1900～2000m，氣層與圍巖密度差-0.30g/cm3。計(jì)算重力異常下拉幅度0.20×10-5m/s2左右，如果氣藏厚度更大、埋藏深度更淺，所觀測(cè)到的重力異常下拉幅度會(huì)更大，在重力勘探中可以很容易識(shí)別。

3)實(shí)測(cè)資料特征分析 筆者提取了研究區(qū)淺層剩余重力異常以期發(fā)現(xiàn)更多與氣藏有關(guān)的重力異常。淺層剩余重力異常上顯示，三大氣田區(qū)(臺(tái)南氣田、澀北一號(hào)氣田、澀北二號(hào)氣田)存在明顯的重力低異常或嚴(yán)重的質(zhì)量虧損(見圖4)，臺(tái)南氣田形成的重力低異常幅度0.4×10-5m/s2、澀北一號(hào)氣田形成的重力低異常幅度0.5×10-5m/s2、澀北二號(hào)氣田形成的重力低異常幅度0.6×10-5m/s2，澀北二號(hào)氣田形成的重力低異常還存在明顯東延部分，南部澀中2井為澀北二號(hào)的第2口預(yù)探井，見到好的氣測(cè)異常，應(yīng)引起進(jìn)一步勘探的重視。根據(jù)前面所分析的氣藏所引起的重力異常特征，結(jié)合淺層剩余重力異常圖，對(duì)全區(qū)淺層剩余重力低異常進(jìn)行了提取，并根據(jù)異常的幅度大小進(jìn)行了可靠程度劃分，劃分標(biāo)準(zhǔn)如下：取澀北、臺(tái)南氣田幅度(≥0.4×10-5m/s2)為1級(jí)，取臺(tái)吉乃爾氣田幅度(≥0.2×10-5m/s2)為2級(jí)，其他為3級(jí)。通過分析發(fā)現(xiàn)有些重力異常是由于位于明確的向斜部位或斷層下盤引起的，與筆者尋找與含氣有關(guān)的重力低異常的目的無關(guān)，對(duì)這些異常進(jìn)行了剔除，剔除之后得到1級(jí)重力低異常4個(gè)，2級(jí)重力低異常6個(gè)，3級(jí)重力低異常13個(gè)，這是研究的對(duì)象。

2 微磁異常特征分析

圖5 臺(tái)吉乃爾氣田高頻微磁異常特征

1)微磁異常形成機(jī)理 在油氣藏的上方能夠形成高頻低幅微磁異常是因?yàn)槿魏晤愋偷挠蜌馊﹂]在地質(zhì)歷史時(shí)期中都不能視為全封閉的，油氣會(huì)以3種機(jī)制進(jìn)行垂向運(yùn)移，即烴類的擴(kuò)散作用、滲透作用和微滲透作用。滲漏的油氣在油氣藏的上方形成蝕變還原帶，經(jīng)過生物或化學(xué)過程造成磁性礦物的聚集，從而形成微磁異常。

2)已知?dú)獠馗哳l微磁異常特征 通過磁力平剖圖顯示技術(shù)可以研究沿測(cè)線方向的高頻微磁異常的變化特征。從臺(tái)吉乃爾氣田高頻微磁異常圖(見圖5)可以看出，臺(tái)吉乃爾構(gòu)造中部高頻微磁異常發(fā)育，兩邊磁異常幅度明顯變小，該構(gòu)造恰好中部含氣，周圍鉆井顯示較差，說明含氣區(qū)可引起高頻微磁異常。

3)全區(qū)高頻微磁異常特征 根據(jù)上述分析結(jié)合磁力平剖圖特征對(duì)研究區(qū)的高頻異常區(qū)進(jìn)行了提取，并根據(jù)幅度大小進(jìn)行了劃分，其中1級(jí)高頻磁異常區(qū)2個(gè)，2級(jí)高頻磁異常區(qū)13個(gè)。在已知的澀北、臺(tái)南、鹽湖氣田區(qū)均有高頻微磁異常出現(xiàn)。油氣田上方存在的微磁異常受到多種因素的控制，其中既包括與油氣微滲漏相關(guān)的微磁異常，又包括由碎屑磁鐵礦、沉積巖的燃燒變質(zhì)作用和其他干擾因素產(chǎn)生的微磁異常。只有正確理解其形成機(jī)制及其本身存在的局限性，才能正確地應(yīng)用微磁異常直接尋找油氣藏。

3 電法異常特征分析

1)電測(cè)井曲線特征 儲(chǔ)層含氣后會(huì)引起電阻率升高，從電測(cè)井曲線上可以明顯看出這一特征。圖6顯示柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)臺(tái)5-7、澀6-3-3井主產(chǎn)氣層段與其他地層電性差異明顯，特別是澀27井在428～1451m氣顯示活躍，相應(yīng)的電阻率較高，1450m以下無任何油氣顯示，則表現(xiàn)為平穩(wěn)的低電阻特征。其他產(chǎn)氣井的產(chǎn)氣層段同樣存在明顯的電阻率升高現(xiàn)象，說明由于儲(chǔ)層被天然氣充填會(huì)造成同一套地層的電阻率升高。上述分析表明，三湖地區(qū)儲(chǔ)層被天然氣充填與被水充填電性差異是明顯的，主要原因是天然氣是不導(dǎo)電的，而三湖地區(qū)地下水礦化度、含鹽度都比較高，導(dǎo)電性好，電性差異明顯，這也為利用電法資料尋找氣藏提供了物性基礎(chǔ)。

圖6 主要產(chǎn)氣井電阻率變化特征

2)剖面高阻團(tuán)塊異常 由前面的分析可知，儲(chǔ)層含氣會(huì)引起電阻率異常，由于三湖地區(qū)氣藏埋深比較淺，因此對(duì)三湖地區(qū)MT剖面使用淺層反演技術(shù)來研究天然氣的存在與電阻率的關(guān)系。筆者對(duì)三湖地區(qū)的MT剖面都進(jìn)行了淺層反演，發(fā)現(xiàn)了一些規(guī)律，下面以MT-L3線(見圖7)為例來介紹。MT-L3測(cè)線是沿臺(tái)吉乃爾背斜軸部北西西向布設(shè)的，淺層精細(xì)反演電阻率剖面顯示，澀北二號(hào)氣田存在高阻團(tuán)塊異常。從過剖面的鉆井資料分析，臺(tái)中7、臺(tái)中5井為干井，臺(tái)中5井井深1192m；臺(tái)中7井井深1350m，鉆、測(cè)井無顯示，未下套管完井。而駝西1井井深1900m，為顯示井。電性上臺(tái)中7、臺(tái)中5位置沒有高阻團(tuán)塊，而駝西1井存在很小的高阻團(tuán)塊，可見在一定的條件下高阻團(tuán)塊異常能預(yù)測(cè)地下是否存在天然氣。根據(jù)電阻率幅值大小，將該區(qū)所有MT剖面上發(fā)現(xiàn)的高阻團(tuán)塊異常劃分為3級(jí)：1級(jí)有利異常15個(gè)、2級(jí)有利異常9個(gè)、3級(jí)有利異常2個(gè)。上述分析認(rèn)為，高阻團(tuán)塊異常對(duì)氣田分布具有一定的指示作用，但形成高阻團(tuán)塊異常的原因很多，包括巖性的變化、含水飽和度、礦化度的變化，以及特殊巖性體的影響，都有可能形成高阻團(tuán)塊異常。所以有氣田一定有高阻團(tuán)塊異常，但有高阻團(tuán)塊異常不一定有氣田。

圖7 MT-L3線淺層電阻率異常圖

4 綜合評(píng)價(jià)

圖8 研究區(qū)異常綜合評(píng)價(jià)圖

單一物探異常不可避免的存在多解性，在勘探復(fù)雜區(qū)，只有綜合解釋、綜合評(píng)價(jià)才能提高解釋結(jié)果的準(zhǔn)確性。綜合評(píng)價(jià)以重力低異常為出發(fā)點(diǎn)結(jié)合電法資料、磁力資料以及地質(zhì)、鉆井、地震異常等資料進(jìn)行綜合分析、仔細(xì)篩選，得到了該區(qū)的異常綜合評(píng)價(jià)圖(見圖8)。共評(píng)價(jià)出1級(jí)可靠異常6個(gè)(包含已知澀北一號(hào)、澀北二號(hào)、臺(tái)南氣田)，2級(jí)可靠異常3個(gè)，3級(jí)可靠異常15個(gè)。有些結(jié)果被后期的鉆探所證實(shí)，其中臺(tái)南9、臺(tái)南10井獲得工業(yè)氣流，說明如果對(duì)重磁電綜合異常特征好好加以分析和利用，的確可以起到與地震資料優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、為勘探指明方向的作用。

5 結(jié) 論

1)隨著澀科1井、駝西1井等主要依靠地震同相軸下拉異常鉆探的探井失利，說明在復(fù)雜區(qū)，依靠單一物探方法識(shí)別氣藏存在很大的多解性，只有利用綜合勘探才能提高解釋的準(zhǔn)確性。重力低異常、高頻微磁異常、高阻團(tuán)塊異常的確都對(duì)氣藏有指示作用，但是不同的勘探方法都有應(yīng)用的局限性[6]，只要對(duì)它們加以綜合運(yùn)用，就可以與地震起到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、互相補(bǔ)充的作用，進(jìn)而解決當(dāng)今復(fù)雜區(qū)的勘探難題。

2)由于柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)天然氣埋藏淺、構(gòu)造幅度小，通過非地震重磁電組合異常特征，結(jié)合地質(zhì)、鉆井、遙感、地震異常等資料，可以用來指導(dǎo)氣藏的勘探工作。

3)近年來，非地震重磁電勘探儀器精度大幅提高、采集技術(shù)飛速發(fā)展、處理解釋軟件不斷進(jìn)步，非地震勘探技術(shù)在油氣勘探、火成巖預(yù)測(cè)、儲(chǔ)層屬性評(píng)價(jià)、油田動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)揮著越來越重要的作用[7]。此外，非地震勘探具有效率高、成本低，在油氣藏、固體礦等勘探工作中越來越多的受到人們的重視。

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10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.08.012

P618.13

A

1673-1409(2012)08-N036-04

2012-05-12

王耀輝 (1977-)，男，1999年大學(xué)畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事重磁資料處理與解釋方面的研究工作。

[編輯] 洪云飛