南泥灣含油異常區物化探成果及應用

閆方平，劉春艷

(承德石油高等專科學校石油工程系，河北承德 067000)

南泥灣臨鎮官莊測區位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡東部，區域構造單一，呈平緩的西傾單斜，局部具有因差異壓實而形成的鼻狀隆起。該區含油相帶受沉積環境控制，以河流充填式河道沉積相為主，屬巖性油藏，油水同儲，儲層為細粒長石砂巖，在橫向上分布基本穩定，縱向上受層內非均質性影響，砂體呈不規則脈狀透鏡體分布，疊合性強。主要油層組為長3、長4+5、長6、長7、長8。

1 物化探方法

油氣物化探直接找油的方法很多［1，2］，不同的方法或指標其勘探效果都有一定的局限性［3］，在實際勘探中，借鑒前人的經驗，對勘探方法及應用效果進行詳細研究，總結了多方法的優化組合。

1.1 物探方法

1)自然電位［4－6］

由于重力的壓實、擴散、浮力等的作用，地下深處油氣藏中的烴類物質在高溫、高壓下總是要向上逸散。由于烴類物質的垂直運移，烴類物質會不斷的滯留在油氣田上方，并使上覆巖層發生蝕變，從而改變了上覆巖層的物理、化學特性，在油氣藏上方形成一個柱狀碳氫化合物的浸染帶，其氧化強度(Eh)、酸堿度(ET)均相應降低，這個浸染帶因含過量的電子其電化學屬性呈現還原(見圖1)。

2)放射性測量(土壤測氡、伽瑪能譜)［6，7］

在石油和天然氣中存在著含鈾、釷的衰變產物，油田的層間水含有高含量的鐳，鐳經過正常的放射性衰變不斷產生氡，它們是主要的輻射源，反映了地下深處可能存在有油氣的標志。隨著地下水垂向運動及氡本身的遷移能力，導致油氣藏上方放射性元素分布的不均勻性，其結果在地表和淺地表形成一個與深部油氣聚集有關的放射性異常，即油氣藏在土壤中留下的印記。放射性測量就是檢測地表附近的放射性物質分布，通過異常劃分來發現并確定油氣藏位置和范圍。

土壤測氡及伽瑪能譜均是放射性類方法，放射性物質在含油層上方的異常顯示特征，一般多以相對低值出現，而邊界部位或非含油層上方則多表現為相對高值，因而在油氣藏上方形成相對低值異常(見圖2)。

3)高精度磁測［8－10］

由于油氣藏中烴類物質向上滲透作用在油氣藏上方形成氧化還原柱，并產生與此有關的次生磁性礦化作用。大量的實測和研究均表明，油氣藏上方都存在著磁蝕變帶，引起磁蝕變帶的原因與烴類的多種作用有關，從烴類獲得代謝能的硫酸鹽還原菌的作用，烴類的衍生物降解作用，硫化環境中形成的硫黃鐵礦，泥質巖中富鐵粘土的自生菱鐵礦等。通過磁測就可以檢測到與此有關的磁異常信息，從而尋找油氣藏的賦存蹤跡(見圖3)。

4)電阻率測深［4］

在地下巖層中，不同時代沉積的地層巖性由于其沉積相及沉積物來源的不同，其電阻率是有一定差異的，當地下巖層空隙中含有石油時，其烴類物質和有機衍生物在垂直微滲逸及逸散中，引起油氣藏上方及周圍的巖層發生蝕變，形成一個似柱狀浸染帶，這一柱狀侵染帶引起局部巖層的電阻率發生變異，這種巖性電阻率差異為電阻率測深探測提供了前題(見圖4)。

1.2 化探方法［11－13］

地下油氣藏中向地表擴散的輕烴通過滲濾及其在運移過程中與周圍介質所發生物理－化學和生物化學變化所形成的地表化學異常特征。根據與烴類礦藏有關的地表油氣化探異常在空間分布的規律特征評價含油氣遠景，預測評價有利的含油區段(見圖5)。

2 油氣藏物化探異常特征分析

2.1 油氣藏物探異常特征分析

根據對自然電位、伽瑪能譜、土壤測氡、高精度磁測及電阻率測深五種物探測量結果分析，表明物探顯示的異常特點符合油氣藏各種物探異常的形成機制。應用綜合物探方法從不同的地球物理角度綜合考慮，把各物探方法單參數異常集中部位確定為更可靠的含油地球物理信息分布區，無疑會在一定程度上克服物探單參數異常的多解性，從而更為準確的對異常作出客觀評價。

根據物探綜合異常的劃界原則，以各單參數異常為基礎，該區共確定七個物探綜合異常，如圖6所示。

由圖中可以看出，W-Ⅰ號各單參數異常主體顯示不完整，重疊性較好，處于電阻率測深ρs劃定相對高阻隆起側翼及其邊緣部位;W-Ⅱ號綜合異常各單參數異常主體之間重疊性一般，處于電阻率測深ρs劃定的相對高阻隆起側翼及其邊緣部位;W-Ⅲ號綜合異常各單參數異常主體顯示不完整，重疊性較好，處于電阻率測深ρs劃定的相對高阻隆起側翼;W-Ⅳ號綜合異常各單參數異常之間整體重疊性一般，處于電阻率測深ρs劃定的相對低阻凹陷及邊緣;W-Ⅴ號綜合異常各單參數異常主體顯示不完整，重疊性良好，處于電阻率測深ρs劃定的相對高阻隆起側翼;W-Ⅵ號綜合異常各單參數異常主體基本顯示完整，重疊性一般，處于電阻率測深ρs劃定的相對高阻隆起頂部;W-Ⅶ號綜合異常各單參數異常主體大多數顯示完整，重疊性較差，處于電阻率測深ρs劃定的相對高阻隆起側翼。

其中，各綜合異常均由自然電位(ΔV)、伽瑪能譜鈾道(U)、釷道(Th)、鉀道(K)、總道(Tc)、土壤測氡(Rn)和高精度磁測剩余異常(△Ts)七個參數異常組成。

2.2 油氣藏化探異常特征分析

由于深部儲集層中的烴氣向上運移，在其上方形成了包含甲烷在內的烴類異常，以及其它一些與之相關的次生異常。氣態烴在形成過程中，碳的穩定同位素分餾作用十分顯著，其值的大小變化反映了不同成因的結果。因此，碳同位素對地表形成的異常成因就具有示蹤作用，反映了異常與油氣田的內在聯系。據若干油氣田驗證，熱解成因氣態烴的碳穩定同位素具有較高的值，一般大于－20～－50‰(PDB);生物成因的氣態烴，碳穩定同位素值較低，一般為－55～－100‰(PDB)。對該測區的研究表明，該區在地表附近所探測到的烴類及其形成的異常是深部熱解生成烴類在地表的反映，其異常的分布特別是綜合異常的分布能夠反映深部油氣藏烴類的聚集信息。

為了能夠全面反映各指標異常的全部信息，根據化探綜合異常的成圖方法，形成化探綜合異常，并據此對該區的油氣相對富集情況從化探角度進行評價。根據化探綜合異常的劃界原則，該區共確定四個化探綜合異常，如圖7所示。

從圖中可以看出，H-Ⅰ號綜合異常特點是各指標異常組合齊全，重疊關系較好，成環特征明顯，環界南及西部未封閉;H-Ⅱ號綜合異常特點是各指標異常組合齊全，重疊關系較好，成環特征清楚;H-Ⅲ號綜合異常特點是各指標異常組合齊全，重疊關系良好，成環特征清楚，環界西部未封閉;H-Ⅳ號綜合異常特點是各指標異常組合齊全，重疊關系一般，成環特征比較明顯。

其中，各綜合異常均由吸附烴(rC1～rC5)組合異常，酸解烴(C1～C5)組合異常，紫外(U220、U280)、熒光(F320、F360)組合異常，微量元素(Ba、Co、Fe、Ni、Mn)組合異常，蝕變碳酸鹽(ΔC)異常共同組成。

3 物化探綜合異常的分類評價

油氣物化探各指標異常分別反映的是油氣藏上方近地表地球物理、地球化學場的變化，物化探各參數的異常特征、異常之間的組合關系可以綜合地反映油氣物化探異常的可信程度。據此，可以根據物化探綜合異常之間的組合關系、各參數異常之間吻合程度，對該測區的含油相對富集程度進行綜合解釋與評價。

3.1 物化探綜合異常的特征分析

在對物化探單參數異常分析的基礎上，依據物探圈出七個綜合異常區，化探圈出四個綜合異常區，對物探、化探異常進行綜合分析，形成物化探綜合異常圖，按照物化探綜合異常之間的重疊關系、組合特點、規模大小，經過對比分析研究，共確定出四個物化探綜合異常區，如圖8所示。

從圖中可以看出，WH-Ⅰ號物化探綜合異常區由物探W-Ⅰ號異常和化探H-Ⅰ號異常組成，組合參數齊全，異常信息豐富，整體重合性較好，展布范圍未圈閉;WH-Ⅱ號物化探綜合異常區由物探W-Ⅱ號異常和化探H-Ⅱ號異常組成，組合參數齊全，異常信息量豐富，整體重合性好;WH-Ⅲ號物化探綜合異常區由物探W-Ⅳ、W-Ⅴ號異常和化探H-Ⅲ號異常組成，組合參數齊全，異常信息豐富，整體重合性好，展布范圍未圈閉;WH-Ⅳ號物化探綜合異常區由物探W-Ⅵ、W-Ⅶ號異常和化探H-Ⅳ號異常組成，組合參數齊全，異常信息較豐富，整體重合性尚好。

其中，各物探異常參數均由自然電位(ΔV)、伽瑪能譜鈾道(U)、釷道(Th)、鉀道(K)、總道(Tc)、土壤測氡(Rn)和高磁剩余(ΔTs)共七個參數組成;各化探指標均由吸附烴 rC1、rC2、rC3、rC4、rC5五個指標，酸解烴 C1、C2、C3、C4、C5五個指標，紫外(U220、U280)、熒光(F320、F360)四個指標，微量元素(Ba、Co、Fe、Ni、Mn)五個指標，蝕變碳酸鹽(ΔC)共二十個參數組成。

3.2 物化探綜合異常分類與評價

依據物探綜合異常與化探綜合異常之間的重疊、組合關系，異常規模大小，以及組成各綜合異常的單參數異常之間的組合關系及吻合程度，對本區的物化探綜合異常區進行含油相對富集程度的分類評價。

按照物化探綜合異常區分類評價原則，在本區共劃分出兩個Ⅱ1類綜合異常區，兩個Ⅱ2類綜合異常區，五個Ⅲ1類綜合異常區、一個Ⅲ2類綜合異常區，如圖9所示。

從圖中可以看出，全區控制總面積為102.0 km2，異常控制總面積約31.33 km2，占全區總面積的30.72%。其中，Ⅱ1類綜合異常區2個，面積為7.66 km2，占全區總面積的7.51%;Ⅱ2類綜合異常區2個，面積為5.63 km2，占全區總面積的5.52%;Ⅲ1類綜合異常區5個，面積為16.17 km2，占全區總面積的15.85%;Ⅲ2類綜合異常區1個，面積為1.12 km2，占全區總面積的1.83%。

4 結論與建議

1)根據石油物探化探綜合異常特征對異常區進行分類評價結果表明，運用綜合物化探組合方法有助于克服單一方法的多解性，可提高油氣物化探異常圈定含油相對有利區的可信度，是非地震石油物化探工作中行之有效的勘查手段。

2)根據物化探綜合異常區分類評價原則，在本區共劃分出兩個Ⅱ1類綜合異常區、兩個Ⅱ2類綜合異常區、五個Ⅲ1類綜合異常區，一個Ⅲ2類綜合異常區。

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