重磁3D物性反演技術在火成巖解釋中的應用

宋學鋒　史維

（長江大學工程技術學院湖北荊州434023）

重磁3D物性反演技術在火成巖解釋中的應用

宋學鋒史維

（長江大學工程技術學院湖北荊州434023）

重磁資料能夠識別具有密度和磁性等特征差異的火成巖巖性、巖相，對火成巖體平面分布的確定具有一定精度。有效利用高精度重磁資料，綜合各種地球物理信息建立物理地質(zhì)模型進行反演，能夠使重磁異常更直接地反映深部火成巖，為火成巖勘探提供基礎。本文介紹了3D重磁物性反演的目標函數(shù)構制、反演算法及相關系數(shù)的確定。以勝順油田重磁數(shù)據(jù)為例，進行3D物性反演，在火成巖體解釋中取得了較好的效果。

物性反演重磁異常視密度視磁化強度火成巖

0　引言

隨著地球物理勘探技術的提高，重磁勘探已從區(qū)域勘探轉向區(qū)帶和目標勘探。目前，含油氣盆地的火成巖勘探研究備受關注，應用高精度的重磁資料，綜合各種地球物理資料構件地球物理模型進行反演，能夠較好地反映深部火成巖的空間分布特征。

1　工區(qū)地質(zhì)特征

（1）構造背景：整體構造格局渤海灣盆地海域、陸域相同，呈凸凹相間的構造格局。東部郯廬斷裂帶及其兩側呈現(xiàn)北東成帶、雁行排列的凸－凹相間分布的構造格局。

（2）地層特征：華北地層區(qū)的總體特點是：深部存在古太古界—元古宇變質(zhì)基底，之上廣泛分布著海相古生界，厚度巨大，夾有火山巖和火山碎屑巖，中生界和新生界為陸相沉積。

（3）石油地質(zhì)特征：研究區(qū)在大地構造單元中整體處于華北地臺遼東灣斷陷盆地范圍，其東部延伸到遼東半島內(nèi)，構造上多稱其為遼東隆起。

渤海海域周圍相鄰的沉積坳陷整體位于華北地臺型基底之上，均屬于太古界構成深部基底，各相鄰坳陷的古生界沉積也與其相似，但由于受后期多次構造運動改造的影響，局部地區(qū)古生界已剝蝕始盡，但在一些地段是否還存在有古生界源生油氣藏也是值得注意的，其次是古生界次生油氣藏，在任丘油田、勝利油田及大港油田都見過古生界潛山油氣藏。

2　工區(qū)物性特征

2.1磁性特征

遼東半島自太古宙到新生代皆有火山活動，但除燕山期巖漿活動強烈外，其它時代巖漿巖分布不十分廣泛。前中生代的火山巖多已遭受不同程度的變質(zhì)作用，中新生代火山巖可分為燕山旋回火山巖和喜馬拉雅旋回火山巖；火山碎屑熔巖類主要有安山質(zhì)火山碎屑熔巖、粗安質(zhì)角礫熔巖、英安質(zhì)角礫熔巖等；此外還有火山碎屑巖及凝灰?guī)r等。喜馬拉雅旋回火山巖主體為基性火山巖，主要為堿性橄欖玄武巖和火山碎屑巖。

2.2地層密度特征

通過勝順油田六口井的地層深度及密度測井資料確定的主要密度界面分別為：明化鎮(zhèn)組底(T0)、館陶上段底(T1)、東營組底(T2)、中生界頂(Tg),其密度差分別為0.11 g/cm3,0.10 g/cm3,0.18 g/cm3左右。

3　重磁3D物性參數(shù)反演解釋及效果

3.1重磁3D物性參數(shù)反演

3.1.1磁測數(shù)據(jù)預處理

磁力異常呈塊分布，異常高值區(qū)和異常低值區(qū)基本相間分布。在三維工區(qū)西南部，存在一近似圓狀磁力異常高值區(qū)，且異常分布范圍和幅值都很大，基本占據(jù)了一半工區(qū)，幅值達360nT；在其北東側，存在一個異常低值帶，沿西南向分布，幅值達-90nT，變化相對平緩。區(qū)內(nèi)東南側也存在一對異常高和異常低成對出現(xiàn)，范圍和幅值比前一對都小得多，幅值為40nT左右。工區(qū)內(nèi)局部異常范圍大，幅值高，可能是磁性基底的反映，因此將磁化極異常減去上延5KM的化極磁異常后的磁異常作為地層中巖體引起的磁異常場。

3.1.2重力數(shù)據(jù)預處理

工區(qū)內(nèi)的重力異常較平緩，整體呈帶狀分布。應用地震資料確定的中生界以上地層的頂面深度和該工區(qū)鉆井資料確定的地層密度資料，使用重力“剝皮法”，從布格重力異常中減掉各個密度界面產(chǎn)生的重力場，得到火成巖和區(qū)域構造引起的疊加重力異常場，對疊加場選用5KM半徑進行趨勢分析消除掉區(qū)域場，其剩余場就是火成巖體所引起的重力異常，將其作為視密度反演數(shù)據(jù)。

3.1.3網(wǎng)格剖分

將地下空間剖分為規(guī)則的矩形六面體，使用黃金分割反演算法求取每個矩形六面體的視密度和視磁化強度。

3.1.4反演參數(shù)

相關系數(shù)as=0.0001，密度反演經(jīng)過23次迭代，擬合均方根誤差（RMS）為±5%時完成迭代；磁性反演經(jīng)過28次迭代，擬合均方根誤差（RMS）為±4%時完成迭代，反演結果如圖1。

圖1　火成巖反演解釋位置圖

3.23D物性反演解釋及效果

重力3D物性反演可以較好的反映出地表及地下隱伏高密度巖體的空間分布特征，磁性3D反演可以較好地反映出磁性源體的三維空間分布特征，在反演結果圖中可以看到明顯的高異常特征，結合工區(qū)的物性特征，可以認為局部密度高異常和局部磁性高異常較好的反映了火成巖體的分布。

4　結論

（1）地球物理反演的目標函數(shù)的確定、反演算法的選擇及相關約束等都是很重要的因素，直接關系到反演結果的精度，因此選擇合適的目標函數(shù)、算法及反演參數(shù)是關鍵。

（2）勝順油田的實踐表明，應用重磁3D物性反演技術，可以較好地得到地下空間火成巖巖體的空間分布，取得了較好的地質(zhì)效果。

[1]曾華霖．重力場與重力勘探．北京：地質(zhì)出版社，2005.

[2]劉天佑．位場勘探數(shù)據(jù)處理新方法．北京：科學出版社，2007.

F416.22[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-270-1