大地電磁測(cè)深成果與地質(zhì)剖面聯(lián)合解釋及其效果.docx

1、第35卷第6期.探化探計(jì)算技術(shù)2013年11月COMPUTINGTECHNIQUESFORGEOPHYSICALANDGEOCHEMICALEXPLORATION文章編號(hào)：10011749(2013)06065107大地電磁測(cè)深成果與地質(zhì)剖面聯(lián)合解釋及其效果陶娟，雷宛，陳思宇，馬肖波，李怡，蒲丹（成都理工大學(xué)地球物理學(xué)院，成都610059）摘要：為了解雪峰山西側(cè)地區(qū)的深部構(gòu)造特征，促進(jìn)對(duì)油氣勘探有利區(qū)段的選取，通過(guò)總結(jié)大地電磁測(cè)深模型正演計(jì)算成果特征，對(duì)大地電磁測(cè)深（MT）資料進(jìn)行分析與研究，并結(jié)合測(cè)區(qū)的地質(zhì)和物性特征，對(duì)研究區(qū)的斷裂、褶皺、地層展布進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)了油氣勘探有利區(qū)

2、段。預(yù)測(cè)結(jié)果與油氣地質(zhì)中有油氣顯示區(qū)域基本一致.為該區(qū)下一步勘探提供了基礎(chǔ)資料。關(guān)鍵詞：大地電磁（MT）測(cè)深；地質(zhì)；構(gòu)造特征；油氣勘探中圖分類號(hào)：P631.3*25文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADO1：10.3969/i.issn.1001-1749.2013.06.04基金項(xiàng)目：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目（1212011220750-03）收稿日期：2013-04-09改回日期：2013-09-24作者簡(jiǎn)介：陶奶（1990），女.碩士，研先方向?yàn)榈厍蛱綔y(cè)與信息技術(shù),E-mail；taojuan_fighting。0前言我國(guó)南方地區(qū)由于地形夏雜，嚴(yán)重影響了地震勘探的效率、成本和效果。而大地電磁測(cè)深（MT）法裝

3、備輕便、施工成本低，可應(yīng)用于地震勘探難以奏效的地形復(fù)雜、地表?xiàng)l件變化很大的山區(qū)等，且可利用大地電磁測(cè)深資料推測(cè)斷層、劃分主要地層界面、研究構(gòu)造圈閉、進(jìn)行相帶劃分等，為評(píng)價(jià)油氣勘探遠(yuǎn)景區(qū)提供了重要依據(jù)，所以在南方海相碳酸鹽巖分布地區(qū)主要以大地電磁測(cè)深（MT）為手段進(jìn)行油氣勘查工作工-H。在雪峰山西側(cè)地區(qū)具有優(yōu)越的原生油氣地質(zhì)條件，擁有多個(gè)優(yōu)質(zhì)的油氣生儲(chǔ)蓋組合,作者緊密結(jié)合地質(zhì)基本理論，充分利用MT成果所顯示電性特征，深入研究了中上揚(yáng)子重點(diǎn)區(qū)的地球物理特征，分析了該區(qū)斷裂、褶皺和地層展布特征，在此基礎(chǔ)上，推測(cè)了油氣有利區(qū)段，并取得了較好的效果。1解釋方法本次聯(lián)合解釋時(shí)將大地電磁測(cè)深資料與地質(zhì)資料有

4、機(jī)地結(jié)合在一起，進(jìn)行綜合推斷解釋，具體的解釋思路如下：（1）結(jié)合地質(zhì)資料，初步研究該測(cè)線涉及的構(gòu)造單元及地質(zhì)特征。（2）以大地電磁測(cè)深法原始資料的定性解釋（MT曲線類型圖、頻率一視電阻率斷面圖）為出發(fā)點(diǎn),結(jié)合定量計(jì)算（大地電磁連續(xù)介質(zhì)反演剖面）的結(jié)果，綜合地質(zhì)資料及數(shù)據(jù)對(duì)研究區(qū)的斷裂、褶皺、地層展布進(jìn)行綜合分析及解釋。（3）結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)實(shí)際情況，緊密結(jié)合各類褶皺、斷層及油氣藏模型.進(jìn)行大地電磁測(cè)深正演模型的建立，以為后續(xù)綜合解釋提供模型依據(jù)，進(jìn)一步提高解釋精度，進(jìn)而推斷有利油氣重點(diǎn)構(gòu)造帶，為后期油氣勘探工作提供依據(jù)。2應(yīng)用實(shí)例2.1研究區(qū)的地質(zhì)與地球物理概況該研究區(qū)以蓋層厚度巨大，分布廣泛,

5、褶皺和斷裂均很發(fā)育，基底出露零星，剛化程度弱為特點(diǎn)。根據(jù)以往物性資料統(tǒng)計(jì)資料可得：（1）（白堊系）一三疊系一二疊系上統(tǒng)（K-）TR）,為近地表相對(duì)高阻層，本區(qū)中生界及上古生界均發(fā)育較薄，大部分區(qū)段缺失,僅發(fā)育于褶皺的核部。（2）二登系下統(tǒng)一奧陶系上統(tǒng)（巳一。3）為低阻電性層。本區(qū)二疊系、石炭系、泥盆系系均不太發(fā)育，此套地層應(yīng)以志留系和奧陶系上統(tǒng)等為主，主要為砂泥巖。僅發(fā)育于揚(yáng)子地塊褶皺的核部或翼部等局部地段，發(fā)育不厚,一般約500m。此套地層由于埋深較淺,油氣意義不大.但有可能作為頁(yè)巖氣勘探目標(biāo)。（3）奧陶系中統(tǒng)一寒武系中統(tǒng)（。22），為高阻電性層，以灰?guī)r為主，在上揚(yáng)子地塊均有所發(fā)育，尤其在川

6、中前陸盆地及揚(yáng)子陸地被動(dòng)邊緣褶沖帶北西段均發(fā)育較厚，厚度一般大于2km,此套地層在剖面東段也廣泛出露。（4）寒武系下統(tǒng)一新元古界上部為低阻電性層，以泥質(zhì)、砂質(zhì)為主，此套地層在上揚(yáng)子地塊均有所發(fā)育，川中前陸盆地其埋深在3.5km以上,該套地層在揚(yáng)子陸地南部被動(dòng)邊緣褶沖帶廣泛發(fā)育，厚度基本在1km以上。其埋深變化較大，在1.5km3km左右。（5）前新元古界上部（AnPt33）,剖面中段、北西段為相對(duì)高阻層，剖面東段為高阻層，這種電性差異或許與基底性質(zhì)有關(guān)，在上揚(yáng)子地塊,此套地層均埋藏相對(duì)較深,在剖面東段埋深較淺0各電性層電性的差異，為開(kāi)展大地電磁物探野外工作及解釋提供應(yīng)用前提。2.2典型構(gòu)造綜合

7、分析資料解釋的思路是:結(jié)合地質(zhì)資料，從原始定性圖件（大地電磁曲線類型圖、頻率一視電阻率斷面圖）出發(fā)，結(jié)合定M:計(jì)算（大地電磁連續(xù)介質(zhì)反演剖面）的結(jié)果進(jìn)行綜合分析解釋?，F(xiàn)選取研究剖面典型構(gòu)造帶中的某向斜為例進(jìn)行詳細(xì)分析（圖1）。該向斜的軸向?yàn)?5°左右,形態(tài)呈長(zhǎng)條狀，北東緊閉，南西寬緩的“人”字形構(gòu)造,該向斜出露的地層為J3-Pi，核部最新地層為L(zhǎng)sn0結(jié)合地質(zhì)資料可以看出，大地電磁測(cè)線經(jīng)過(guò)該向斜的核部。該向斜的核部為上侏羅統(tǒng)遂寧組0sn）,兩翼地層依次為：中侏羅統(tǒng)新田溝組（Lx）、下侏羅統(tǒng)自流井組0zl）、上三疊統(tǒng)二橋組（7»、中三登統(tǒng)關(guān)嶺組（T2g）.下三疊統(tǒng)夜郎組（T.

8、y）、二疊系（P2、R）。該向斜對(duì)應(yīng)于大地電磁456號(hào)一506號(hào)（里程為88km102km測(cè)線段）測(cè)深點(diǎn)段.其曲線類型主要有“KH”和“KQH”兩類（圖2）,描述如下。10000010000.電射/曲戒-jiJY56bTH式10001002J00000100001000100IG1001010.10.010.0010.0001%00/Hl凡電m*ett-j4-5ou TF式 EH式iooioi0!aoio.ooio.oooiICOOOO10000 TFIBK Ml式%00100100.10.010001ooooi知*/H，圖2某向斜曲線類型圖Fig.2MTcurvetypesofasyncli

9、ne（1）“KH”型。如456號(hào)測(cè)深點(diǎn)與504號(hào)測(cè)深點(diǎn),分別對(duì)應(yīng)于該向斜西翼和東翼地層，視電阻率值從高頻至低頻呈現(xiàn)“低、高、低、高”的特征，反映出該向斜兩翼地層由淺到深，發(fā)育四套電性層，即該段出露相對(duì)低阻層R-C；下伏高阻層（）.-2；低阻層6.-Pt33；最下層為高阻深變質(zhì)基底AnPt3圖1某向斜實(shí)際材料圖Fig.1Aprimitivedatamapofasyncline（2）"KQH”型。如476號(hào)測(cè)深點(diǎn)，對(duì)應(yīng)該向斜核部地層視電阻率從高頻至低頻呈現(xiàn).,低、高、低、低、高"的特征.于176號(hào)測(cè)深點(diǎn)TM模式視電阻率曲線的300Hz、40Hz、0.2Hz、0.02Hz、0.0

10、01Hz處讀出視電阻率異常極值分別為：100Qm、150Qm、7Qm、3Qm、12Cm,反映出該向斜核部地層由淺到深依次為相對(duì)低阻層J-R、下伏高阻層RC、低阻層QJ、£LPT、最下層為相對(duì)高阻淺變質(zhì)基底AnPS。從頻率視電阻率斷面圖（圖3）可以看出.在里程為88km92km（對(duì)應(yīng)于點(diǎn)號(hào)：456468）測(cè)線段，在高頻段（nX102Hz-nX10*Hz）.總體表現(xiàn)為中高阻到高阻的電性特征，對(duì)應(yīng)于該向斜西翼出場(chǎng)地表的R-c和JR高阻地層。2Ifl程/km注：輔中等值線彌注氓位為-m)圖3某向斜(里程：88km102km)頻率視電阻率斷而圖Fig.3Corsssectiondiagramo

11、ffrequencyapparentresistivityofasyncline(mileage：88km102km)在里程為92km97km（對(duì)應(yīng)于點(diǎn)耳：468488）測(cè)線段，在高頻段（nXlOmz-nXIO1Hz）,總體表現(xiàn)為中高阻的電性特征.對(duì)應(yīng)于該向斜的核部和近核部的兩翼出露地表的J一P地層。在里程為97km102km（對(duì)應(yīng)于點(diǎn)號(hào)：488506）測(cè)線段.在高頻段（nX102Hz-nX10*Hz）,總體表現(xiàn)為高阻的電性特征.對(duì)應(yīng)于該向斜的西知出露地表的J-R和R-C地層。在低頻段（nHz以下），456468測(cè)線段.表現(xiàn)為中高阻電性特征，推測(cè)為金沙向斜西翼深部的高阻深變質(zhì)基底AnPt地層的

12、電性反應(yīng)。結(jié)合地質(zhì)資料.從大地電磁連續(xù)介質(zhì)反演剖面圖（圖4）大致將該段主要分為五個(gè)電性層。該測(cè)線段除r泥盆系、石炭系和志留系地層不發(fā)仃外，其他地層發(fā)育完整.尤其在向斜核部位置.III淺到深.發(fā)育五個(gè)電性層，即最上層為J一R低阻層,視電阻率值約在looQ-m200Qm之間，出端于該向斜的458502測(cè)線段；下伏P.-C高阻層,在456458測(cè)線段和502506測(cè)線段出露地表即該向斜兩翼的遠(yuǎn)端；（）.-相對(duì)低阻層視電阻率值約在30n-m200Q-m之間，眼度約在1km1.5km之間；下伏-低阻電性層視電阻率值約在8Qm30Qm之間.推測(cè)為日一PL,3低阻標(biāo)志層；在海拔一2.5km以下.呈高阻電性特

13、征.推測(cè)為相對(duì)高阻的AnPt3淺變質(zhì)基底。該向斜的地質(zhì)解譯剖而如圖5所示。注：圖中等伉線標(biāo)注單位為-m)圖1某向斜(里程：88km102km)大地電碰連續(xù)介質(zhì)反演剖面Fig.4ContinuousmediainversionoftheMTprofileofasynclinc(mileage：88km】02km)在頻在一視電阻率等值線斷面圖上可見(jiàn)（圖3）.在446號(hào)測(cè)深點(diǎn)兩側(cè).高頻段電性特征沿水平方向上有所變化,該測(cè)深點(diǎn)以西為中低陽(yáng)電性特征.對(duì)應(yīng)于出露地表的低阻Z6dy-£,地層.以東為中高阻電性特征，對(duì)應(yīng)出螺地表的中高阻Q一£-2地層。在MT連續(xù)介質(zhì)反演斷面圖中可以看出，該

14、斷層的下盤(pán)為出露地表的低阻標(biāo)志層和向上抬升的深變質(zhì)基底AnPt33高阻地層，上盤(pán)為相對(duì)下降的低阻標(biāo)志層和深變質(zhì)基底，所以在446號(hào)測(cè)深點(diǎn)附近推測(cè)存在一條正斷層F5。在地質(zhì)實(shí)際資料中，在該測(cè)深點(diǎn)附近存在一走向?yàn)楸北睎|.傾向南東的斷層，其上盤(pán)出露中下寒武統(tǒng)地層（61-2）,下盤(pán)出露下寒武統(tǒng)地層（6.）,與由MT資料推測(cè)的斷層F5是一致的。圖5某向料地質(zhì)解譯制面Fig.5Thegeologicalinterpretationsectionofasyncline2.3典型構(gòu)造油氣地質(zhì)與地球物理綜合解釋2.3.1模型特征在物探剖面中.選取更點(diǎn)測(cè)線段進(jìn)行大地電磁油氣藏模型正反演,針對(duì)有古油藏出露的構(gòu)造進(jìn)行

15、大地電磁異常特征的總結(jié).貫徹“由已知到未知”的思想,總結(jié)出“生儲(chǔ)蓋”各套地層在工區(qū)內(nèi)的空間發(fā)育及展布情況及其綜合物探特征。根據(jù)所收集的資料，劃分了一個(gè)主要的儲(chǔ)層為震旦一寒武系燈影組（Z£dy）。綜合地質(zhì)資料與實(shí)測(cè)MT數(shù)據(jù).針對(duì)該油氣遠(yuǎn)景區(qū)地質(zhì)環(huán)境與油氣地質(zhì)條件.我們對(duì)該測(cè)線部分區(qū)域建立了大地電磁一油氣地質(zhì)綜合模型（圖6）。模型中，I號(hào)、n號(hào)、III號(hào)、IV號(hào)電性層電阻率取值分別為30Qm、5000-m、10Q-m、50Q-m°儲(chǔ)層為油氣模型中上部亮紅色較薄的地層，位于1D號(hào)電性層的上部，厚度較薄，約在200m300m之間.西側(cè)厚度較東側(cè)稍大。通過(guò)對(duì)部分槽破帶的含油氣模型與實(shí)

16、際地質(zhì)情況對(duì)比分析.再結(jié)合已有物探、地質(zhì)及油氣地質(zhì)資料,不難發(fā)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)反演視電阻率等值線剖面圖（圖7）與MT實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的反演圖（圖8）較為吻合。對(duì)于視電阻率接近的地層，未能細(xì)分.基本可劃分出四套電性層，電性層由上到下表現(xiàn)為“低、高、低、鏟的特征。但是與MT實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的反演等值線剖面圖東段相比，添加油氣儲(chǔ)層模型中的低阻標(biāo)志層厚度偏厚,在模型2中將予以修正（圖9）.圖6部分褶皺帶添加油氣儲(chǔ)層MT模型1Fig.6ThefirstMTmodelofsomefoldbeltsthataddedoilandgasreservoir圖7部分褶魅帶添加油氣儲(chǔ)層模型1MT反演等值線制面圖Fig.7Thefirst

17、MTmodelinversionprofileofsomefoldbeltsthataddedoilandgasreservoir通過(guò)對(duì)模型1的修正.模型2的數(shù)據(jù)反演視電阻率等值線剖面圖（圖10）與MT實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的反演圖（圖8）擬合得更好,為后續(xù)綜合解釋提供了模型依據(jù)。通過(guò)模型數(shù)據(jù)成果的分析研究.驗(yàn)證了物探解釋成果，進(jìn)一步提高了解釋精度。因此，在MT反演等值線剖面圖中可通過(guò)儲(chǔ)集層對(duì)電性特征的宏觀影響來(lái)進(jìn)行綜合地質(zhì)解釋。2.3.2含油氣特征在該向斜段內(nèi)，除了泥盆系和志留系地層不發(fā)育外，其他地層發(fā)育完整.尤其在向斜核部位咒,由淺到深，發(fā)育五個(gè)電性層，最上層為低阻層JPz，視電阻率值約在100Qm20

18、0Qm之間，出露于該向斜的458502測(cè)線段;下伏高阻層R-C,出露于該向斜兩翼的遠(yuǎn)端456458和502506測(cè)線段；相對(duì)低阻層（）.一2,視電阻率值約在30Q-m200Qm之間.厚度約在1km-1.5km之間；下伏視電阻率值約在8Q-m30Q-m之間的低阻層，對(duì)應(yīng)于低阻標(biāo)志層6.-Pt?；最下層在零海拔以下2km2.5km的范圍以下.為相對(duì)高阻的淺變質(zhì)基底前晚元古界AnPWl地質(zhì)解譯剖面如圖5所示）。所以在該測(cè)線段內(nèi)，具備上、下組合的“生儲(chǔ)蓋”地層。且在該向斜的西翼458號(hào)測(cè)深點(diǎn)處和502506測(cè)線段均有古油藏出露，因此具有較大的研究意義。注:圖中等(ft線標(biāo)注單位為(nm)圖8部分相皺帶

19、MT反演等值線割面圖Fig.8MTinversionprofileofsomefoldbeltsthataddedoilandgasreservoir圖9部分褶皺命添加油氣儲(chǔ)層MT模型2Fig.9ThesecondMTmodelofsomefoldbeltsthataddedoilandgasreservoir沖.32301.IB31623W.52125.979.4330.il3I&199512597.79451015202530354045SOSS圖10部分褶皺帶添加油氣儲(chǔ)層模型2MT反演等值經(jīng)剖面圖Fig.10ThesecondMTmodelinversionprofileofso

20、mefoldbeltsthataddedoilandgasreservoir2.4油氣遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)以該研究思路.并結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造、沉積占地理環(huán)境等因素綜合分析,在下組合儲(chǔ)集層及炷源巖在該測(cè)線段具有區(qū)域有利生儲(chǔ)前提下.推測(cè)蛟為有利的油氣構(gòu)造帶在里程為60km80km之間和90km110km之間,如圖11所示。在野外實(shí)際調(diào)查中，重要儲(chǔ)集層位震旦系燈影組分布于該有利測(cè)線段，且發(fā)現(xiàn)了油氣顯示（如圖12中紅色三角形所示），擊打巖石具有油氣味,部分測(cè)段縮云巖皺粒溶孔及縫隙中充填大量干瀝青。路線調(diào)查及剖而測(cè)ht中能見(jiàn)干瀝背分布的層位fizedy以孔隙及裂隙形式充填、£危砂巖中亦有瀝青分布、其次為P2cb

21、P2mo從干瀝青的分布來(lái)看，區(qū)內(nèi)燈影組古油藏主要分布于此測(cè)線段，充填于上部的皺粒云巖、藻云巖、微晶云巖中，以孔隙、裂隙方式充填。因此證明r利用MT資料進(jìn)行油氣有利區(qū)段的劃分是有效的.同時(shí)也為該地區(qū)油氣勘查爽定r基礎(chǔ)。3結(jié)論通過(guò)對(duì)大地電磁（MT）測(cè)深剖面資料的綜合分析，在剖面電性結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)h結(jié)合測(cè)區(qū)的地質(zhì)和物性特征，大致查明了剖面上主要斷裂的位置、性質(zhì)及發(fā)育特征，劃分了構(gòu)造單元.圈定了主要地質(zhì)層系（電性層）的空間展布.并在此基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)了油氣勘探有利區(qū)段。預(yù)測(cè)結(jié)果與油氣地質(zhì)中有油氣顯示的區(qū)域基本一致，為該區(qū)下一步勘探提供了基礎(chǔ)資料。(a)大炮電蹬反演剖面圖注:圖中等值我標(biāo)注事位為(nm)(b)地

22、質(zhì)實(shí)際橫割圖-IO<1'1i11A-一A一1，6065707580859095100105fifS/km(c)地質(zhì)解譯例面圖圖11油氣有利區(qū)段大地電磁反演制面圖、地質(zhì)實(shí)際橫剖圖及地質(zhì)解譯剖而圖Fig.11TheMTinversionprofile«geologicaltransverseprofileandgeologicalinterpretationsectioninfavorableoilandgassectors責(zé)州省金沙區(qū)塊油氣地質(zhì)圖nooooo1000m0I23456(km)圖12研究區(qū)重點(diǎn)測(cè)段油氣地質(zhì)圖Fig.12Theoilandgasgeologica

23、lmapofthekeymeasurementsectioninthestudyarea參考文獻(xiàn):1 徐新學(xué).大地電磁測(cè)深法在南方海相碳酸鹽巖地區(qū)油氣勘探中的應(yīng)用研究D.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2006.2 嚴(yán)艮俊，胡文寶,物紹芳，等.電磁勘探方法及其在南方碳酸鹽巖地區(qū)的應(yīng)用M.北京:石油工業(yè)出版社,2001.3 孟爾盛.論南方海相地層區(qū)石油物探方法J.海相油氣地質(zhì),1996,1(4)J-5.4 夏訓(xùn)銀，王建新,劉俊昌，等.大地電磁測(cè)深在南盤(pán)江北部地區(qū)油氣勘探中的應(yīng)用J.物探與化探,2012,36(2):174-179.5 卓皆文，汪正江，王劍，等.雪峰山西側(cè)地區(qū)海相油氣勘探前景初析口.沉積與特提

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