二維地震勘探在內(nèi)蒙古武川盆地頁巖氣勘探中應(yīng)用研究

鄭金寶

摘要：研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部，經(jīng)歷了多期次強烈構(gòu)造變形，地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜。該區(qū)域大地構(gòu)造位置處于華北板塊北緣華北地塊北部陰山隆起，發(fā)育中生界斷陷殘余型盆地群。本文詳細分析了研究區(qū)地層、構(gòu)造特征，對研究區(qū)大地電磁測量和深層地震條件進行了深入分析，進而對研究區(qū)頁巖氣進行了預(yù)測，最后對有利區(qū)帶綜合分析，對研究區(qū)下一步的工作具有十分重要指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：二維地震勘探；內(nèi)蒙古武川盆地；頁巖氣勘探

1.地層特征

勘查區(qū)處于武川斷陷盆地西北邊緣東房子一帶。依據(jù)煤田鉆孔及區(qū)域資料，勘查區(qū)地層為：太古界、新元古界、古生界石炭系上統(tǒng)拴馬樁組（C₂s）、二疊系下統(tǒng)大紅山組（P₁d）、二疊系中統(tǒng)腦包溝組（P₂n），中生界侏羅系上統(tǒng)大青山組（J₃d）、白堊系下統(tǒng)李三溝組（K₁1）、固陽組（K₁g）新生界近新系（N₂）、第四系（Q）。

2.構(gòu)造

勘查區(qū)位于武川盆地蘇計凹陷內(nèi)。武川盆地為中生代山間型盆地，受區(qū)域構(gòu)造控制，早期形成的近東西向、北東向的正斷層控制了盆地內(nèi)各凹陷的沉積。晚期沿盆地的邊界產(chǎn)生了在擠壓應(yīng)力下的逆沖斷層。形成了以逆斷層控制為主的殘余盆地的邊界。武川盆地區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)比較重要的斷層主要有五條：即武川斷層、德水泉斷層、西烏蘭不浪斷層、蘇計西和蘇計北斷層（表1）?？辈閰^(qū)蘇計坳陷邊界西、北、東三面分別受德水泉、蘇計西和蘇計北三條斷層控制。

3.勘查區(qū)地球物理特征

3.1大地電磁測量解釋

前期大地電磁測深工作布置中，將wk4線西段1號點至16號點與石油地震線HB-96-68重合，在資料解譯過程中通過電性層和地震波反射面的對比，以視電阻率126（102.1）歐姆米為標(biāo)準(zhǔn)，對基底頂界面埋深進行了推斷。

（1）wk1線。wk1線位于蘇計凹陷西側(cè)，剖面長23km，方向北東130°，基底抬升較為明顯，其中1號點至16號點推斷基底頂板埋深變化范圍在900m～1600m左右，呈現(xiàn)出中間凹、兩翼抬升的凹陷特征；16號點至47號點推斷基底頂板埋深變化范圍在700m～2000m左右，其中南東段基底緩慢抬升；在36號點至47號點之間基底有較明顯的起伏。

（2）wk2線。wk2線位于蘇計凹陷中部，剖面長20km，方向北東130°，推斷局部基底頂板埋深大于4000m，基底為高阻異常展示。其中1號點到26號點凹陷特征較為明顯且基底埋深逐漸加大，推斷基底頂板埋深由1400m逐漸加大，最深處可能超過4000m；26號點到41號點凹陷特征較為明顯，推斷基底頂板埋深變化范圍在800m～1800m。

（3）wk3線。wk3線位于蘇計凹陷東部，剖面長15km，方向北東130°，地層整體較為平穩(wěn)，電阻率值隨埋深加大而遞增。其中測線南東段（16號點至31號點）基底抬升幅度較大，推斷基底頂板埋深變化范圍在500m-2100m；測線北東段（1號點至16號點）基底平緩抬升，推斷基底頂板埋深變化范圍在1300m-2100m。

（4）wk4線。Wk4線位于蘇計凹陷西北側(cè)，剖面長22km，方向北東49°，測線西段（1號至16號測點）與二維地震線HB-96-68重合，地震資料顯示古生界頂界面埋深在2000m-2300m之間，中間凹陷，東西兩翼抬升。侏羅系武當(dāng)溝組頂界面埋深在1200m-1400m之間，由西向東緩慢抬升。侏羅系大青山組頂界面埋深在700m-900m之間，由西向東緩慢抬升。其中1號點至21號點基底抬升幅度較大，推斷基底頂板埋深由1500m向小號點方向逐漸加大；21號點至45號點凹陷特征較為明顯，推斷基底頂板埋深最小為1200m，最大處可能超過4000m。

（5）wk5線。wk5線位于蘇計凹陷南側(cè)，剖面長20km，方向北東49°，基底抬升較為明顯，埋深在1000m～2000m左右，視電阻率顯示為高阻，推斷剖面西段地層抬升較為明顯，推斷基底頂板最大埋深在1600m左右；剖面東段呈現(xiàn)出中間凹、兩翼抬升的凹陷特征，推斷基底頂板最大埋深在2000m左右。

3.2深層地震地質(zhì)條件

區(qū)內(nèi)深層為中生界的白堊系和侏羅系地層。不同時期的地層巖石之間存在波阻抗差異，具有形成反射波的條件。根據(jù)二維地震資料，勘查區(qū)有3個較明顯的層位反射波，分別為大青山組頂界面反射波T11、武當(dāng)溝組頂界面反射波T11、古生界頂界面反射波Tg。勘查區(qū)深層條件一般。

4.研究區(qū)頁巖氣預(yù)測

隨著頁巖層含氣量的增大，儲層體積密度和層速度降低，從而導(dǎo)致波阻抗值減小。在頁巖層地質(zhì)模型約束下拾取頁巖層波阻抗數(shù)據(jù)可以反映儲層的含氣性，因此疊后波阻抗反演是預(yù)測儲層含氣性的有效手段。由于研究區(qū)已知資料較少，缺少井?dāng)?shù)據(jù)，采用帶限反演（常規(guī)遞推法）。藍色部分為阻抗值較小部分（見圖2、圖3）。

5.有利區(qū)帶綜合分析

根據(jù)勘查區(qū)的實際情況和目前的資料水平，本次二維地震勘探研究主要從頁巖的埋深、厚度以及保存條件等方面人手，對工區(qū)武當(dāng)溝組和固陽組頁巖進行分析和研究，確定頁巖儲層的埋深范圍和厚度變化規(guī)律，分析其保存條件，尋找有利勘探區(qū)域，并提出井位部署建議。根據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查，武當(dāng)溝組是主要目的層，固陽組是次要目的層。根據(jù)DJ1線和DJ2線從以下幾個方面分析。

5.1埋藏深度

埋藏深度不僅僅決定頁巖氣藏的開采價值，還影響著其含氣豐度和保存條件。埋深太淺，雖然降低了開采成本，同時，由于地層壓力相對較小，也降低了其還氣豐度，而且具有一定的埋深，更有利于頁巖氣的保存。從目前生產(chǎn)實踐來看，埋深1000m-2500m左右是一個合適的范圍。通過計算，武當(dāng)溝組埋藏深度一般在1000m以深。

5.2厚度分布

高碳頁巖的厚度決定了頁巖氣藏的規(guī)模，也在一定程度上影響其保存條件。在地球化學(xué)參數(shù)基本相同的情況下，泥頁巖厚度越大氣藏的總含氣量和規(guī)模自然也就越大，同時巨厚的頁巖也可以為自身提供良好的保存條件。通過地震資料，武當(dāng)溝組除了部分地方剝蝕以外，大部分都有沉積。武當(dāng)溝組和固陽組厚度均大于一般要求的40m。

5.3有利勘探區(qū)域

通過對頁巖層的厚度，埋深以及反演對頁巖氣預(yù)測的基礎(chǔ)上，確定了工區(qū)優(yōu)先勘探層位和有利勘探區(qū)域，即DJ1線的北部，從線頭起點計算5km范圍。從縱向上看，通過對比武當(dāng)溝組和固陽組頁巖的埋藏深度和厚度，我們認(rèn)為武當(dāng)溝組頁巖有機碳含量高，保存條件相對較好，富有機碳頁巖厚度大，是工區(qū)頁巖氣勘探的首選目的層，特別是DJ1線的西北部，埋藏深度和厚度均符合要求。固陽組埋藏深度較淺，但分布穩(wěn)定，且未經(jīng)過大的構(gòu)造運動，對頁巖氣的保存有利。endprint