何大雙, 肖 都, 方 慧, 劉建勛, 張鵬輝,袁永真, 何梅興, 王小江, 李 培
(1.中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所,廊坊 065000;2.國家現代地質勘查工程技術研究中心,廊坊 065000;3.自然資源部地球物理電磁法探測技術重點實驗室,廊坊 065000)
油氣地球物理勘查及其新方法、新技術的開發和應用一直是中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所(物化探所)的重點工作。自2004年以來,物化探所先后在青藏高原沉積盆地、東北松遼盆地及外圍、長江下游重點盆地、柴達木盆地等地區開展地球物理調查工作和技術方法攻關,在科學研究、地質調查、資源評價、科技創新、開發與應用等領域取得了顯著成果,為國民經濟和社會發展做出了重要貢獻。這里首先回顧了物化探所油氣地球物理勘探歷程,然后重點介紹了在含油氣盆地調查、基礎研究、方法技術等方面取得的主要成果和認識,最后對物化探所下一步油氣地球物理勘探工作的發展方向提出了作者的認識和建議。
2006年~2008年,在國家專項“全國油氣資源戰略選區調查與評價”下屬項目“青藏高原油氣資源戰略選區調查與評價”的支持下,物化探所承擔“青藏高原非震油氣勘探方法技術綜合研究”專題,在羌塘盆地、措勤盆地完成了3條石油地質走廊大剖面的重、磁、電綜合地球物理測量工作,查明了盆地邊界、前奧陶系變質結晶基底、中生代沉積地層的埋深及形態、斷裂構造及火成巖分布等。開展了青藏高原特殊地理、地質條件下油氣資源調查與評價的地球物理方法技術試驗,探索形成了高原重點盆地油氣資源評價有效的非震地球物理方法技術組合。此外,基于“羌塘盆地重點地區電磁陣列剖面測量”專題,在羌塘盆地龍尾湖區塊等地區開展了連續電磁剖面(CEMP)測量,完成了8條剖面累計長度為196 km,測點955個,主要研究了龍尾湖區塊1 000 m以淺的地質構造分布和地層產狀,獲得了地下地質結構模型,為盆地油氣資源評價和區帶優選提供依據。
2009年在國家第二輪專項的支持下,承擔“青藏高原重點盆地非震地球物理調查與研究”子項目,相繼在洞錯盆地、尼瑪盆地開展了大地電磁測深工作,完成3條剖面總長度100 km,測點110個,查明了盆地邊界、基底埋深和基本構造格架,為班怒帶盆地油氣地質調查工作部署、以及盆地油氣資源評價提供了重要依據。
2007年~2011年,在“松遼盆地深部及外圍油氣基礎調查”地質調查評價項目的支持下,先后在大興安嶺南部烏蘭蓋盆地、扎魯特盆地和突泉盆地開展了非震地球物理綜合調查研究工作[1-2],完成大地電磁測深點1 756個、音頻大地電磁測深點314個、重磁測量點4 105個,采集各類巖石物性標本2212塊,在186個地質點開展了高密度電法測量,累計完成綜合物探剖面1 015.5 km。研究了火山巖覆蓋區盆地結構特征,為油氣資源潛力評價提供了重要依據,綜合分析了非震物探方法的應用效果,總結了適于火山巖覆蓋區有效的非震物探方法技術。
2011年~2014年,基于上一輪油氣地質綜合調查工作,針對松遼外圍晚古生代構造格局、火山巖覆蓋區潛在盆地結構和目標層展布特征不清等地質問題,部署開展了非震地球物理剖面測量工作和非震地球物理方法技術研究,完成了大地電磁測深點1 442個(測線總長度為1 383 km,其中超長周期大地電磁測深點43個)、重力剖面測量665.5 km、磁法剖面測量665.5 km,取得了高質量的觀測數據,為火山巖下隱伏的中新生代盆地油氣資源評價提供了重要的地球物理資料。
2016年~2018年,圍繞松遼盆地外圍油氣基礎地質調查工程的重大需求,進一步在火山巖覆蓋區隱伏盆地開展綜合地球物理調查工作。共完成點距為500 m的重力測量剖面為502 km、點距為500 m的磁力測量剖面為502 km、點距為1 000 m的大地電磁測深剖面502 km、以及二維反射地震調查滿覆蓋剖面為551.4 km。查明了高力板凹陷、白城斷陷、通榆斷陷、秀水盆地南部等盆地(斷陷)的分布范圍和隆凹格局,明確了區域上古生界的頂界埋深,提出了蒙科地1井等5口井的井位部署建議,探索建立了松遼盆地及外圍火山巖覆蓋區綜合地球物理勘查技術方法體系,為松遼盆地及外圍油氣基礎地質調查提供了地球物理依據和技術支撐。
2019年新一輪地質調查項目啟動,繼續在松遼盆地中南部開展地球調查調查工作,三年共計完成了1:250 000區域重力測量39 100 km2、1:1000 000區域寬頻大地電磁測深點627個物理點,約22.95×104km、剖面寬頻大地電磁測深為675.1 km;深反射地震剖面為50 km。查明了松遼盆地東南部石炭-二疊系泥巖層展布,圈定了油氣、地熱有利區,服務石炭-二疊系油氣地質調查井、齊齊哈爾地熱探采結合井井位優選,支撐北方能源資源調查。
2019年中國地質調查局助力長江經濟帶綠色發展,組織部署長江經濟帶油氣調查工作,制定了《長江下游頁巖氣調查科技攻堅戰實施方案(2019年~2025年)》。物化探所積極對接南京地質調查中心和油氣資源調查中心等局屬單位需求,開始在長江下游無為、望江盆地開展頁巖氣地球物理調查工作,3年來共完成深反射地震剖面為50 km、寬頻大地電磁測深點為350個、區域大地電磁測深點85個、全區多源電磁測量點1 486個。揭示了盆地的構造邊界、基底結構、地層展布、斷裂和分布等重要信息,圈定了頁巖氣有利成藏區,為皖為頁2井、皖望地3井等4口井的井位優選提供了重要的地球物理資料,支撐服務長江下游頁巖氣科技攻堅戰。
2021年在“北方重要油氣盆地地球物理調查”項目的支持下,物化探所以科技創新帶動地質調查,利用有線和無線結合的采集方式,采用“兩高一寬一長”的超高密度地震數據采集技術開展科技攻關。2021年完成了城墻溝地區55.98 km的三線三炮寬線二維反射地震勘探。2022年總結二維反射地震技術,進一步優化觀測系統,繼續在烏蘭構造地區完成了36.06 km的兩線兩炮寬線二維地震勘探工作。
2.1.1 青藏高原重要盆地
羌塘盆地整體表現為“兩坳一隆”的構造格局,具有高阻、高密度、弱磁性的前奧陶系變質結晶基底。南、北羌塘凹陷中生界厚度分別為1.5 km~2.5 km和1.5 km~6.5 km,最大厚度位于白灘湖凹陷內,中央隆起區厚度約1 km。南、北羌塘凹陷古生界厚度分別為4.5 km~10 km和2 km~13 km,中央隆起區厚度6 km~8.5 km。盆地變質結晶基底平均深度約10 km。在中央隆起帶,古生界地層隆升明顯,控制中生界沉積地層。盆地內發育逆沖斷裂,少數斷裂向深部延伸,對盆地結構起著明顯的控制作用。
羌塘盆地龍尾湖區塊構造特征表現為垂直構造走向地層褶皺變形強烈,平行構造走向地層變形相對平緩,淺部(<2 km)地層變形強烈,深部地層變形減緩。區內存在一些斷裂構造對地層造成破環。受南北向擠壓作用,中央隆起帶存在地層塊體推覆疊置現象,塊體整體傾向向南,上地殼可能存在多個不同層次的拆離面[3]。
措勤盆地表現為“兩坳兩隆”的構造特征,可能具有局部高阻或局部相對低阻、高密度、弱磁性的前奧陶系變質結晶基底,基底最大埋深超過13 km,位于中部坳陷內[4]。中生界地層厚度較薄,平均2.5 km,古生界最大厚度可達9 km。幾條規模較大的斷裂控制著盆地的基本構造格架,其中班公湖-怒江縫合帶北界斷裂由兩條近直立的深大斷裂組成。縫合帶南側存在由北向南的逆沖推覆帶,將老地層推覆至盆地內較新的沉積地層之上。另有一條深大斷裂位于達瓦錯北,深部可能發育局部熔融體[5-7]。
洞錯盆地呈現“兩凹一隆”特征。東西方向盆地規模超過140 km,南部方向超過50 km,基底埋深普遍超過2 km,最大埋深近4 km,北部凹陷較南部凹陷深、規模大,中部基底出現隆起,存在4個局部凹陷區。盆地南北兩側存在2條深大斷裂,控制著盆地的形態,推測盆地南北兩側存在推覆現象,推覆斷層的上盤向盆地中心方向運動[8]。
尼瑪盆地呈現“兩凹一隆”特征。東西方向盆地規模超過80 km,南北方向西寬東窄,寬度為10 km~25 km,基底埋深普遍超過2 km,存在兩個局部凹陷區,最大埋深可能>3 km,北部凹陷規模較大,存在4個局部凹陷區。盆地內存在一些局部高阻異常,可能歸因于中生代地層的殘片侵位于新生代地層中。盆地基底存在一系列規模不等的斷裂構造,整體表現為斷陷盆地特征。
2.1.2 松遼盆地及外圍
在松遼盆地西斜坡中生代火山巖覆蓋層下發現了12個中生代隱伏凹陷,凹陷區內普遍發育中下侏羅統,為有利的生烴層系。突泉盆地內普遍發育的兩套低阻層為潛在的生烴層系,推斷的第一低阻層已獲突參1井等地質井驗證,并獲油氣顯示[9-11]。高力板凹陷與突泉盆地結構相似,烏蘭蓋盆地和松南盆地具有相似的地球物理場特征,為典型的裂谷型盆地地電特征[12-13];而扎魯特盆地與大興安嶺的地球物理場特征相似,主體為中酸性花崗巖體,不具備一般沉積盆地的地電特征[14]。查明了松遼盆地西部斜坡帶白城、通榆等地區、松遼盆地外圍高力板斷陷、大楊樹盆地中部、南部牛營子凹陷、東南部秀水盆地等(隱伏)盆地的分布范圍、隆凹格局、基底埋深及形態、主干斷裂分布等,明確了松遼盆地西部斜坡區、秀水盆地、通榆斷陷、大楊樹盆地等重點區域的基底埋深平面展布、石炭-二疊系平面分布等[15],圈定了一批上古生界和下侏羅統油氣發育有利區。
基于松遼盆地內二維深反射地震剖面及重力資料,通過強約束“剝皮”技術、地震資料精細解譯和測井數據多信息融合反演等方法,獲得了石炭-二疊系厚度與頂、底埋深,該套地層受多期次構造活動的影響,整體表現為厚薄不均、平面上呈NNE-NE向帶狀展布,具有南北分帶、東西分塊特征[16]。結合東北地區構造演化背景,分析了松遼盆地石炭-二疊系的構造特征,認為松遼盆地雖然經歷了區域多期次構造疊加,現今的石炭-二疊系仍然保留了受古亞洲洋板塊影響形成的東西向隆坳褶皺構造,盆地的南北部受太平洋板塊影響存在差異。以上認識為松遼盆地深部石炭-二疊系油氣資源評價與勘探提供了有利的地球物理依據。
2.1.3 長江下游重點盆地
基于在無為盆地開展的大地電磁和全區多源電磁測量工作,查明了盆地構造格架、重點地層展布、斷裂和巖體分布等。大地電磁測深結果揭示了盆地兩坳一隆的構造格局,盆地中部發育相對低緩的凸起,盆地基底主要為二疊系,埋深自西向東逐漸變淺,西側主控斷層處埋深約3 km。盆地內部斷裂相對發育,西側照明山斷裂表現為高角度正斷層性質,控制著盆地的沉積中心和沉降中心。進一步查明了無為盆地的構造邊界和基底形態,推斷了斷裂和隱伏巖體的分布,編制了盆地構造格架、斷裂、巖體、印支面和志留系頂界面展布等系列成果圖件,為無為盆地油氣資源評價提供了基礎資料。
基于大地電磁、二維反射地震、全區多源電磁測量等綜合地球物理資料,查明了望江盆地的構造邊界,將盆地劃分為蔡山次凹、下倉次凹、許嶺次凹和中部隆起4個次級構造單元,其中下倉次凹規模較大,最大沉積厚度可達5 km,北東向負反轉斷層和北西向走滑斷裂共同控制盆地的形成。巖體主要沿盆地兩側分布,受區域深大斷裂控制作用顯著,基底以下巖體不發育。通過井-震標定,望江盆地二疊系主要殘留于逆斷層上盤,與三疊系相比產狀趨于平緩,位于坳陷的斜坡帶位置,二疊系大隆組和孤峰組整體發育深水陸棚相環境,有利于有機質的富集和保存,提出盆地北部和中南部斜坡帶是有利的二疊系頁巖氣成藏區。
2.1.4 柴達木盆地
基于柴達木盆地二維反射地震工作,有效揭示了柴東地區石炭系頂、底界面及內部層序結構,基本查明了城墻溝地區凹陷結構、斷裂構造及石炭系分布特征。其中,石炭系整體呈東厚西薄、南厚北薄的特征,城墻溝地區中部歐龍布魯克凸起石炭系殘余厚度較大,約2.5 km。柴東歐南凹陷和歐龍布魯克凸起部位斷裂發育,系列逆沖斷層形成斷階構造形態,局部發育的小斷層切割主體部位形成構造圈閉。
1)圈定松遼盆地外圍油氣有利區7處、松遼盆地中南部石炭-二疊系油氣有利區2處,為地質調查井井位優選提供了重要的地球物理資料。
基于松遼盆地及外圍火山巖覆蓋區綜合地球物理調查工作,查明了松遼盆地西斜坡高力板斷陷、鎮賚斷陷南部和白城斷陷東部的二疊系厚度大、埋深適中、巖體和斷裂相對不發育,確定了6處二疊系油氣有利構造區。明確了松遼盆地外圍東部的秀水盆地東次凹規模較大,基底埋深較深,后期未遭受強烈的改造,圈定了1處油氣有利構造區。在松遼盆地中南部開展的綜合地球物理工作,查明了石炭-二疊系的厚度及空間分布,結合地質資料,綜合圈定了石炭-二疊系油氣有利區2處。
同時,堅持“以效為重”理念,積極支撐服務油氣地質調查井井位優選和決策工作。2016年~2018年,支撐了蒙科地1井、吉白地2井等7口井的井位優選工作,地球物理勘探成果獲鉆探驗證。2019年,在黑龍江齊齊哈爾東北小哈柏地區開展大地電磁測深和井旁測深等工作,查明了預選的5口石炭-二疊系油氣地質調查井附件的隱伏巖體、斷裂及二疊系泥巖分布等。優選的黑富地3井在1 342 m鉆進白堊系,與大地電磁測深探測的界面深度(1 380 m)基本一致,且未見巖體,深部鉆遇為巖脈和泥板巖互層。2020年在齊齊哈爾重點區完成了黑林地1井周邊的地球物理調查工作并及時提交了井位建議專題報告,該井于2021年5月14日完鉆,完鉆深度為2 024.6 m。鉆井結果顯示二疊系林西組頂界面埋深1 311.5 m,未鉆穿林西組,與預測的1 360 m進入林西組、內部可能發育巖脈或淺變質巖夾層結果高度吻合。
2)圈定了望江盆地頁巖氣有利區4處。望江盆地二疊系孤峰組烴源巖主要為含硅質炭質泥巖和炭質頁巖類,有機質類型好,烴源巖豐度高(大于1.2%)。根據區域龍潭組的成熟度數據(1.2%~1.4%),推測孤峰組烴源巖處于成熟-高成熟階段。二疊系孤峰組以淺水臺盆相-深水陸棚相沉積為主,地層孔隙度為2.1%~7.2%,儲層物性一般,但有利于自生自儲的頁巖氣成藏。依據望江盆地北部的2020CJ-DZ01、2020CJ-DZ02地震測線、大地電磁剖面資料等綜合分析可知,盆地內印支面以下褶皺、彎曲擠壓構造特征明顯,印支面上構造層以伸展構造為主,下構造層以擠壓構造為主;三疊系傾角較陡,二疊系主要殘留于逆斷層上盤,與三疊系相比產狀趨于平緩,斜坡帶二疊系展布相對較穩定,上覆三疊系碳酸鹽巖沉積厚度大,且主要斷層未切割侏羅系,有利于油氣藏的形成。
基于上述分析,提出了盆地長嶺北部凹陷和楊灣-望江凹陷的東部斜坡帶、盆地中南部下倉坳陷南部斜坡帶是有利于二疊系保存的構造部位。皖望地4井鉆遇二疊系深度約2 000 m,結合印支面埋深、二疊系大隆組和孤峰組有機質豐度、有機質成熟度平面分布圖等,圈定了望江盆地北部和中南部頁巖氣成藏有利區4處,提交了3份井位建議專題報告,實鉆結果與地球物理綜合解釋結果吻合較好。
3)基于全區多源電磁測深資料劃分了無為盆地的地層展布、斷裂及巖體分布等,有效服務皖為頁2井井位優選。依據無為盆地全區多源電磁測量結果,結合已知井-皖為頁1井電阻率測井資料,獲得了皖為頁2井的擬三維電阻率結構模型,由淺至深電阻率呈現低-高-低特征,此高阻層下方高阻至低阻過渡帶為二疊系頁巖氣分布有利區。皖為頁2井2 650 m~3 000 m可能鉆遇目標層二疊系。值得注意的是,3 500 m處可能存在巖體,其次,井位附近存在次級斷裂,推斷鉆遇的目標層二疊系可能有巖脈穿插,基于此提交了皖為頁1井井位建議專題報告。
2.3.1 厘定了重要斷裂的位置和空間展布
嫩江-八里罕斷裂的空間分布和深部結構對于了解中國東北部中新生代盆地的形成和演化至關重要。由于沉積物覆蓋層較厚,該斷裂中段和北段的分布和深部結構鮮有研究。地球物理調查結果顯示,嫩江-八里罕斷裂在平面上并不是線性分布的,而是由多條北西向斷裂將其錯段,呈北東向雁形排列,斷裂具有左旋走滑性質。在松遼盆地西緣小規模盆地或凹陷的下部發育一個低阻層(L2)和兩個傾斜相反的低阻條帶(L1和L3)。西傾的低阻條帶L1被認為是古縫合帶的痕跡,橫向低阻層L2可能反映盆地古生代沉積地層,東傾的低阻條帶L3代表嫩江-八里罕斷裂,具有整體呈上陡下緩、傾向東南、切割莫霍面的特征。由此推測可知,嫩江-八里罕斷裂在西北部蒙古-鄂霍次克海閉合的影響下于侏羅紀開始形成,由于古太平洋伊扎納吉板塊向歐亞大陸的俯沖角度和速度的影響,該斷層發生了左旋走滑運動[17]。
西拉木倫河斷裂在松遼盆地內的走向一直是地學界研究的熱點問題,由于該斷裂具有隱伏性,其在松遼盆地下的延伸情況一直存在爭議[18]。基于綜合地球物理資料,總結了內蒙古地區西拉木倫河出露斷裂的重、磁、電特征,對比盆地內、外該斷裂的地球物理特征,利用二維、三維大地電磁數據結合重力小波分解方法,綜合確定了西拉木倫河斷裂在松遼盆地下的走向為五分地-海拉爾-八仙筒-通遼-雙遼-長春,是一條向北傾的超殼斷裂,具有隱伏、淺部不明顯、深部產狀較陡、延伸深度大等特征,向下延伸至40 km,最深達100 km。該斷裂具有板塊縫合線的特征。
2.3.2 深化了對重要盆地形成演化的認識
探討了松遼盆地西緣斷陷盆地的形成演化。松嫩地塊與興安地塊在早二疊世之前發生拼貼,前者向后者發生俯沖,在深部形成一條古俯沖帶,與后期形成的嫩江-八里罕斷裂呈“八”字型分布;受深部俯沖作用影響,淺部發生逆沖推覆構造調節,在松遼盆地西緣形成擠壓應力環境,形成狹長的、呈NNE向分布的前陸盆地;早白堊世早期,嫩江-八里罕斷裂具有正斷層性質,上盤(松遼盆地一側)發生大規模沉降,將晚古生代末的松遼盆地格局分隔為大興安嶺東坡裂陷帶和現今認為的松遼盆地主體;后期受環太平洋板塊拼貼和西向俯沖影響,嫩江-八里罕斷裂左行走滑,在斷裂兩側形成了一系列與嫩江-八里罕斷裂走向一致的拉分凹陷,在凹陷的下部形成近似水平的滑脫帶,其在電性特征上呈近似水平的低阻層[19]。
建立了長江下游地區望江盆地的演化模式。望江盆地的形成演化和沉積填充主要受先期存在的負反轉斷層控制,盆地底部和中部隆起殘留有小規模的侏羅統,主體沉積為上白堊統和古新統,反映了盆地的形成演化主要受早白堊世末“黃橋事件”以來的區域構造背景控制,即太平洋板塊和印度板塊向歐亞板塊俯沖作用的影響[20]。盆地的形成主要經歷了晚白堊世早期弱伸展階段和晚白堊世晚期-始新世強伸展階段,盆地沉積填充過程中至少經歷了兩次區域差異抬升事件。晚白堊世至始新世時期,盆地的伸展強度“由小到大”逐漸增強,且每期伸展階段結束,均存在一次構造反轉作用,代表著凹陷伸展作用向擠壓作用的調整,具有“弱伸展-強伸展-構造反轉”的構造演化規律,這與中國東部各盆地(凹陷)具有相似的演化特征。
2.3.3 厘定了下揚子南部沿江對沖帶的空間位置
綜合長江中下游區域地球物理資料研究發現,沿江對沖帶并未沿著長江一線分布,在大別山南側東段基本呈近東西向展布,過黃石以東對沖帶逐漸變窄,過武穴市后,對沖帶方向轉為北東東向,基本沿懷寧、廬樅等火山巖盆地展布。在廬江-銅陵以北,對沖帶整體向東偏移至長江一線,向北過南京后,對沖帶方向逐漸向北東東向發生偏轉,整體上與區域主構造線方向一致。值得注意的是,對沖帶沿“廬江-黃姑閘-銅陵”深大隱伏斷裂發生較大規模的錯斷,斷裂兩側的礦床分布、地殼結構、莫霍面形態、磁異常等地質、地球物理場特征存在明顯的變化[21],指示了北東向對沖帶和北西西向隱伏斷裂對火山巖盆地的形成以及礦床的分布具有一定的控制作用。
2.3.4 提出了郯廬斷裂未向南延的地球物理依據
郯廬斷裂帶是中國東部一條重要構造邊界帶,關于郯廬斷裂帶南段的深部結構、南延去向及形成模式等一直是地學界關注的科學問題。2021年基于在郯廬斷裂帶黃梅-武穴段開展的大地電磁測深工作,建立了區域深部電性結構模型。結果表明,郯廬斷裂帶黃梅-武穴段的巖石圈具有橫向分塊、縱向分層的特點,斷裂帶主體斷裂切割深度約為30 km,到達中下地殼,斷裂帶呈北西傾向,傾角上陡下緩,從北到南斷裂帶發育規模明顯變小,其南北兩側的地殼結構差異明顯。郯廬斷裂帶中止于大別造山帶東南側,沒有進一步向南延伸。結合郯廬斷裂帶南部及周緣的深部結構及弧形對沖帶變形特征,認為揚子板塊對沖過渡帶的高阻剛性地殼阻擋是阻止郯廬斷裂向南延伸的重要原因,基于此提出了一種郯廬斷裂起源的扇形旋轉模式。
在羌塘盆地開展了音頻、寬頻大地電磁方法技術試驗,提出針對青藏高原復雜地質構造條件,大地電磁測量應采用小點距、寬頻帶相結合的測量方式,即在調查盆地構造格架時,大地電磁觀測頻段(320 Hz~1/1 000 Hz)是合適的,測量點距應選為500 m~1 000 m為宜;在復雜構造區或開展區塊評價時,應選擇小于500 m的測量點距,同時最高觀測頻率應大于1 000 Hz。試驗結果與地質淺鉆、二維反射地震、地面地質調查結果具有較好的一致性[22]。
區域重力、磁力和大地電磁測深技術能大致確定新生代、中生代、古生代盆地的盆地邊界、基底埋深、斷裂構造、巖體分布及區域構造格架[23],圈定勘探有利區,是盆地早期勘探快速、經濟的有效手段。針對青藏高原油氣勘探,強調了重、磁、電、化非震物探方法的綜合性,彼此間構成約束條件,同時補充地震剖面或地質普查鉆孔,可以有效地降低解釋結果的不確定性。試驗結果和綜合研究表明,加強青藏高原重點地區的物性研究,特別是老地層,以重、磁、電等非震技術為基礎,逐步增加石油化探、地震、鉆探等資料為約束,形成非震地球物理方法技術組合,在青藏高原特殊地質條件下是可行的[24]。
針對松遼盆地淺表發育巨厚低降速帶地區,地震原始數據多次反射折射干擾嚴重,且速度與頻率范圍和有效波重疊,影響中深層有效反射波信息的提取,基于此自主開發了兩種自適應閾值的淺層線性多次折射干擾壓制模塊,分別是楔形變換和曲波變換方式,該方法可以在不同的近地表條件下,對原始地震數據進行更加精細尺度、角度的分解,實現相同速度、頻率特性的有效反射波與多次反射折射波進行分離,提高了復雜干擾去噪效果[25]。針對制約松遼盆地上古生界成像的六大因素進行梳理,總結形成了基于“兩高一寬一長”數據的地震疊前道集處理關鍵技術及流程,提高了成像質量。火山巖覆蓋區和盆山結合帶等復雜區深反射地震探測與處理技術得到顯著提升。
在銀額盆地居延海坳陷開展了上古生界油氣地球物理勘探技術攻關工作(2018年~2020年),形成了火山巖發育區高精度地震勘探技術和石炭-二疊系“地震+非震”綜合地球物理探測技術,基本確立了研究區石炭-二疊系響應特征和識別標志,提出了銀額盆地石炭-二疊系識別模式為“三套標志層+三層不整合面”、識別特征為 “低重力、弱磁性、中低阻層、地震同相軸連續、剝蝕超覆”。該項工作為銀額盆地油氣地質調查工作取得新突破提供了技術支撐,有效推動了火山巖發育區深層油氣勘探技術進步。
針對長江下游地表水網發育、地下構造復雜、地層產狀陡傾等地震探測難題,通過野外數據采集與處理、方法技術試驗,創新了一套適用于下揚子雙復雜區(復雜地表復雜構造區)的反射地震探測技術,即小道距和小炮間距高密度采集技術、高覆蓋次數采集技術、寬頻帶激發接收技術、長排列接收技術、檢波器組合噪聲壓制技術、高精度地震成像技術等。該技術通過增加空間采樣密度、提高覆蓋次數,有效提高了地震剖面的空間分辨率,采用長排列接收解決了高陡地層反射的遠偏移距有效波信號丟失的問題,從最終獲得的高質量反射地震剖面表明該方法技術在下揚子雙復雜構造區具有較強的可行性。
基于無為盆地膏鹽層形態和分布等地質特征開展地震、電磁法數值模擬研究,發現膏巖層不僅導致下伏地層反射波信噪比和連續性變差,且受其高速影響使得雙程旅行時縮短,下伏水平同相軸出現明顯“上拉”現象。膏鹽層形成的高阻異常主要與上覆巖層的電阻率及其差值有關,電阻率越小,差值越大,膏巖層引起的高阻異常越明顯和易于識別,由此提出綜合同相軸“上拉”現象和高阻異常梯度帶可確定膏鹽層分布范圍。
基于“兩高一寬一長”深反射地震探測技術應用成果,在柴達木盆地東部開展了寬線地震探測技術攻關,集成了有線遙測地震儀器與智能節點地震儀器相結合的“有線+節點”聯合探測技術,提出一套復雜地表復雜構造區“兩高一寬一長”寬線地震探測技術方法,首次應用于柴達木盆地東部的地球物理調查工作中,并取得了重要突破,有效勘探深度達10 km,獲得的深部地質結構成像清晰,成功揭示了石炭系頂、底界面及內部層序結構,為油氣地質調查井位優選和區域油氣資源潛力評價提供了重要依據。
我國經濟仍處于中高速發展階段,油氣總體需求仍保持剛性增長,需要持續加大勘探開發力度。我國油氣勘探開發從常規向非常規油氣資源、從陸地向海洋、從常規向復雜油氣藏、從中淺層向深層超深層不斷拓展,研究目標日趨復雜,隱蔽性不斷增強。復雜的地表條件、地下構造和油氣儲集空間等,對地球物理勘探和方法技術創新都提出了更高的要求。
今后物化探所油氣地球物理勘探工作將圍繞國家油氣發展戰略需求,重點聚焦復雜儲層、深層-超深層以及非常規油氣資源調查評價研究,加強新領域、新類型、新深度、老區新層系的油氣地球物理勘探工作[26-28],支撐服務油氣勘探開發取得重要突破。同時,加強多學科跨專業交叉融合,強化信息電子技術、數字化技術與地球物理技術的融合,在重磁電震聯合反演等領域重點攻關[29-30],構建復雜構造帶油氣地球物理探測體系,不斷提高科學研究能力和技術研發水平,力爭推動油氣地球物理勘探事業再上新臺階。