大地電磁測(cè)深法在海相油氣勘探中的應(yīng)用及效果

吳學(xué)平

摘 要：南方海相地層是我國(guó)潛在的含油氣領(lǐng)域，南方海相地層原始生油條件優(yōu)越，有多套生、儲(chǔ)、蓋組合，但由于后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，使得地層接觸關(guān)系變得復(fù)雜，依靠單一的地震勘探已不能滿足勘探需要。近年來(lái)，大地電磁測(cè)深法在南方海相油氣勘探中越來(lái)越受到重視，通過(guò)地質(zhì)綜合解釋，也取得了良好的地質(zhì)效果，本文介紹了一個(gè)在大地電磁測(cè)深法在南方海相油氣勘探中的應(yīng)用實(shí)例。

關(guān)鍵詞：南方海相;大地電磁測(cè)深;地質(zhì)綜合解釋

1 前言

南方海相勘探因?yàn)槟戏降匦螐?fù)雜，開展地震勘探的成本高，特別是在灰?guī)r覆蓋區(qū)，還難以獲得可靠的地震反射面。加大非地震勘探的比例，先通過(guò)成本較低的重、磁、電勘探手段逐步縮小靶區(qū)，然后開展地震勘探，已成為眾多地球物理及地質(zhì)專家們的共識(shí)。本文向大家介紹一個(gè)南方海相石油區(qū)塊進(jìn)行大地電磁測(cè)深勘探的實(shí)例。

2 EMAP在桑植-石門地區(qū)油氣勘探中的地質(zhì)效果 ?工區(qū)涉及張家界市的慈利縣、桑植縣和武陵源區(qū)，常德市的桃源縣，懷化市的沅陵縣和湘西州永順縣等市縣。本項(xiàng)目共部署電法EMAP測(cè)線4條，測(cè)線總長(zhǎng)度為453km。設(shè)計(jì)點(diǎn)距為1000m，在測(cè)線交叉處、圈閉及局部構(gòu)造地區(qū)按照500m加密，設(shè)計(jì)EMAP總物理點(diǎn)數(shù)580個(gè)。主要地質(zhì)任務(wù)：

（1）查明工區(qū)主要斷裂展布規(guī)律及基底（元古界）起伏形態(tài);

（2）查明區(qū)內(nèi)主要電性界面的埋深及地層厚度;

（3）結(jié)合地震、重磁資料進(jìn)行綜合分析，討論主要地層屬性及深部構(gòu)造特征，對(duì)該區(qū)油氣勘探前景進(jìn)行評(píng)價(jià)，為下步勘探部署提供依據(jù)。

2.1 區(qū)域地質(zhì)概況

該區(qū)域基底固結(jié)形成于800百萬(wàn)年前的晉寧運(yùn)動(dòng)，基底之上沉積了震旦—侏羅系沉積蓋層，最大厚度超過(guò)10000m，其中晚震旦世—志留紀(jì)為揚(yáng)子陸表海海盆及其邊緣，發(fā)育陸棚—盆地、碳酸鹽巖臺(tái)地及其臺(tái)地邊緣相帶沉積，主要由淺海碳酸鹽巖及碎屑巖組成，沉積厚度4000-6000m;泥盆紀(jì)—中三疊世屬揚(yáng)子—華南陸表海揚(yáng)子海盆，發(fā)育淺海盆地、臺(tái)地及臺(tái)地邊緣相帶沉積，主要由淺海碳酸鹽巖、膏鹽巖及碎屑巖組成，沉積厚度2000-4000m;晚三疊世—侏羅紀(jì)末期為河湖—沼澤相沉積，沉積了一套以碎屑巖為主的前陸盆地型陸相地層，主要由砂泥巖及煤系地層組成，厚2000-3500m，是區(qū)內(nèi)海相上組合沉積的區(qū)域蓋層之一。

湘鄂西構(gòu)造帶位于中揚(yáng)子湘鄂西褶皺帶，全區(qū)可劃分為5個(gè)構(gòu)造單元，分別為中央復(fù)背斜、花果坪復(fù)向斜、宜都—鶴峰復(fù)背斜、桑植—石門復(fù)向斜及秭歸復(fù)向斜。

2.2 地球物理-地質(zhì)綜合解釋

根據(jù)剖面所示的電阻率結(jié)構(gòu)，我們對(duì)電阻率剖面進(jìn)行地質(zhì)層位的劃分。根據(jù)各剖面的地層分布及斷裂帶展布位置進(jìn)行了構(gòu)造分區(qū)。我們將工作區(qū)域分為了5個(gè)區(qū)，即南部隆起區(qū)、南部逆沖斷陷區(qū)、中部隆起區(qū)、北部凹陷區(qū)及東部凹陷區(qū)。下面對(duì)各條剖面的解釋成果進(jìn)行描述。

2.2.1 EMAP02剖面綜合解釋

EMAP02線長(zhǎng)145km（見圖1），該剖面穿越了南部隆起區(qū)、南部逆沖斷陷區(qū)、中部隆起區(qū)及北部凹陷區(qū)。

南部隆起區(qū)：分布在0-55km之間，地層主體電阻率大于10000歐姆米，該區(qū)岀露地層為元古代板溪群及冷家溪群的地層，局部地段分布低阻的白堊系地層，大于10000歐姆米的區(qū)域推測(cè)為太古代的老地層。

南部逆沖斷陷區(qū)：分布在55-75km之間，該段電阻率在深度3000m-10000m之間存在一個(gè)低電阻區(qū)域，電阻率在2-50歐姆米之間，在上部存在一個(gè)高阻地層，電阻率大于1000歐姆米。根據(jù)地面地質(zhì)及電阻率分布特征，我們認(rèn)為該區(qū)是一個(gè)逆沖推覆帶，推覆面在下寒武系地層內(nèi)，上覆地層為奧陶系-中上寒武系的地層，下伏低阻體為寒武系地層，該段地層電阻率很低，可能是含水?dāng)嗔褞б鸬摹；椎貙訛樵糯貙印?/p>

中部隆起區(qū)：分布在75-105km之間，該區(qū)從上之下為高-低-高的電阻率分布特征，上覆高阻地層應(yīng)為奧陶系-中上寒武系的地層，低阻地層為下寒武系地層;該區(qū)高阻基底隆起是主要的特征，高阻體埋深在2000-3000m之間。高阻體推測(cè)為太古代的老基底隆起。

北部凹陷區(qū)：分布在105-145km之間，低電阻率帶由南向北逐步加深，可以確定該區(qū)沉積蓋層的厚度是由南向北逐步加大的。根據(jù)地面岀露地層及電阻率變化規(guī)律對(duì)該區(qū)的地層進(jìn)行了規(guī)劃，從上至下分布有泥盆系-二疊系地層（高阻層）、志留系地層（低阻層）、奧陶系-中上寒武系地層（高阻層）、下寒武系（低阻層）。

2.2.2 EMAP03剖面綜合解釋

EMAP03線長(zhǎng)125km（見圖2），該剖面穿越了南部隆起區(qū)、南部逆沖斷陷區(qū)、中部隆起區(qū)及北部凹陷區(qū)，該剖面的總體結(jié)構(gòu)與EMAP02線相同。

南部隆起區(qū)：分布在0-55km之間，為高阻的元古代地層。

南部逆沖斷陷區(qū)：分布在55-75km之間，為低阻隱伏區(qū)，結(jié)構(gòu)與EMAP02線類似。

中部隆起區(qū)：分布在75-90km之間，為一向北傾斜的高阻體。電阻率大于10000歐姆米。

北部凹陷區(qū)：分布在90-125km之間，沉積蓋層由南向北逐步加深。高阻地層為奧陶系-中上寒武系的地層，低阻的為志留系、下寒武系的地層。

2.2.3 EMAP04剖面綜合解釋

EMAP04線長(zhǎng)70km（見圖3），該剖面穿越了南部隆起區(qū)、南部逆沖斷陷區(qū)、中部隆起區(qū)及北部凹陷區(qū)。

南部隆起區(qū)：分布在0-25km之間，地表為2000-3000m的低阻層，為白堊系地層，下伏地層為高阻的元古代-太古代的基底。

南部逆沖斷陷區(qū)：分布在25-45km之間，上覆地層為高阻層，地層厚度在2000-3000m之間，下伏地層為低阻隱伏區(qū)。

中部隆起區(qū)：分布在45-60km之間，基底埋深1000m左右，根據(jù)地表岀露的地層，蓋層為下寒武系地層。下伏高阻層推測(cè)為震旦系-元古代地層。

北部凹陷區(qū)：分布在60-70km之間，電阻率為低-高-低-高的4層結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)的地層為志留系（低阻層）、奧陶系-中上寒武系（高阻層）、下寒武系（低阻層）與元古代-太古代的地層（高阻層）。

2.2.4 EMAP01面綜合解釋

EMAP01線長(zhǎng)113km（見圖4），該線是一條東西向的聯(lián)絡(luò)剖面。

中部隆起帶：位于0-75km段，表層為中高阻的分化層（1000-2000m），下伏高阻體推測(cè)為太古代的高阻基底。

東部凹陷區(qū)：位于75-115km段，按照電阻率結(jié)構(gòu)，可以分為4層：志留系（低阻層）、奧陶-中上寒武系（高阻）、下寒武系（低阻層）及震旦系-元古代（高阻）。從電性層的分布特征看，該區(qū)寒武系地層比較穩(wěn)定，是進(jìn)行頁(yè)巖氣勘探的有利區(qū)域。

2.3 取得的主要地質(zhì)成果及認(rèn)識(shí)

（1）本次電磁測(cè)深勘探對(duì)工作區(qū)內(nèi)的電性結(jié)構(gòu)有了明確的認(rèn)識(shí)，該區(qū)中、古生界存在兩個(gè)明顯的低阻標(biāo)志層：即志留系及下寒武系。

（2）以電磁測(cè)深資料為基礎(chǔ)，進(jìn)行了構(gòu)造分區(qū)，將工作區(qū)內(nèi)分成了5個(gè)構(gòu)造單元：即南部隆起區(qū)、南部逆沖斷陷區(qū)、中部隆起區(qū)、北部凹陷區(qū)及東部凹陷區(qū)。

（3）在南部逆沖斷陷區(qū)、中部隆起區(qū)、北部凹陷區(qū)均存在下寒武系的低阻地層，均可作為古生代下組合油氣勘探目標(biāo)。但從地質(zhì)構(gòu)造及地層穩(wěn)定性的角度考慮，首選靶區(qū)還是北部凹陷區(qū)，即慈利-張家界斷裂以北的地區(qū)。

（4）東部凹陷區(qū)域，從電性層的分布特征看，低阻電性層穩(wěn)定，說(shuō)明該區(qū)寒武系地層比較穩(wěn)定，也是進(jìn)行頁(yè)巖氣勘探的有力區(qū)域。

3 結(jié)束語(yǔ)

南方海相油氣勘探經(jīng)歷了近50年的勘探歷程，以地震為主的重、磁、電等各種物探方法都使用過(guò)，大地電磁測(cè)深法是除地震勘探外，勘探精度較高的勘探方法，該方法勘探深度大，不受高阻層屛蔽，對(duì)低阻層反映靈敏，且設(shè)備輕便，從投入產(chǎn)出角度考慮，在該區(qū)應(yīng)用大地電磁測(cè)深方法是比較經(jīng)濟(jì)的。特別是近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的加快，三維電磁資料采集與處理方法逐步成熟，應(yīng)加強(qiáng)這一領(lǐng)域的研究和投入。

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