重磁電震井綜合地球物理技術(shù)應(yīng)用研究

仲偉軍 王意 李天明 賈春明 郭忠 張鵬越

摘? ?要：通過對車排子凸起南部石炭系油藏精細解剖認為，油藏為構(gòu)造控制的巖性油氣藏。目前已有的三維地震資料的石炭系內(nèi)幕成像較差，對石炭系火山巖平面分布特征未有清晰認識，制約了該區(qū)油氣勘探的全面展開。利用重、磁、電、震、井綜合地球物理技術(shù)，對石炭系火山巖目的層進行井震標定、對比追蹤，基于密度、磁化率、極化率異常匹配關(guān)系，并對石炭系基底斷裂、火山巖巖性分布進行研究，在平面、空間上識別出一系列縱橫疊置、不同序列、不同期次的火山巖體。據(jù)石油地質(zhì)條件分析，綜合評價5個含油氣有利目標，8個含油氣較有利目標，為下一步油氣勘探及井位部署提供了理論依據(jù)。研究結(jié)果表明，高精度重、磁、電、井、震“五維一體”綜合物探技術(shù)是解決石炭系火山巖油氣勘探的重要手段。

關(guān)鍵詞：重磁電震;綜合地球物理技術(shù);井震標定;石油地質(zhì)條件;綜合評價;有利目標

準噶爾盆地西北緣車排子凸起南部石炭系內(nèi)幕地層產(chǎn)狀為向斜，鉆井區(qū)塊不能成為油氣運聚有利指向區(qū)，也是多口井失利的主要原因。目前研究區(qū)重新處理的三維地震資料（車排子連片三維、SQ1井三維）石炭系內(nèi)幕成像較差，對石炭系格架及火山巖平面分布特征未有清晰認識，制約了該區(qū)石炭系火山巖油氣勘探的全面展開。重、磁電數(shù)據(jù)處理目的是通過一系列數(shù)學(xué)手段，有效分離、轉(zhuǎn)換和識別異常，提取與研究目標有關(guān)的重、磁力異常信息進行地質(zhì)解釋[1-5]。特殊地質(zhì)體在密度、磁化率或電阻率、極化率方面往往存在顯著物性特征，為綜合地球物理技術(shù)應(yīng)用奠定了前提條件[6-10]。目前，隨著高精度重、磁、電法（時頻電磁）等勘探技術(shù)和勘探裝備的發(fā)展，綜合地球物理勘探技術(shù)在精確識別和預(yù)測火山巖儲層方面取得較好效果[11-12]。為此，2017年新疆油田在車排子凸起-四棵樹凹陷首次提出實施高精度重磁勘探部署，輔助地震資料落實火山巖序列、火山巖內(nèi)幕展布特征、有利火山巖分布規(guī)律及有利儲集體預(yù)測，落實各類火山巖巖性圈閉?；谑偷刭|(zhì)條件分析，對研究區(qū)內(nèi)鉆孔巖心及周邊露頭巖石標本物性進行測定分析和研究。在統(tǒng)計分析基礎(chǔ)上，總結(jié)物性變化規(guī)律，為地質(zhì)-地球物理模型的建立、正反演計算和解釋提供可靠資料。進一步查明車排子南部火山巖體及中-基性、中酸性火山巖體的分布，為該區(qū)石炭系火山巖油氣勘探指明方向，降低了鉆探帶來的風險。

1? 綜合地球物理技術(shù)

1.1? 火山巖相重、磁、電、地震綜合響應(yīng)特征分析

不同巖石的巖性差異，具以下特點：①石炭系砂巖和泥巖等表現(xiàn)為中高密度和弱磁性;②基性火成巖表現(xiàn)為高密度和強磁性;③安山巖、英安巖和火山角礫巖表現(xiàn)為中等密度和中強磁性。相應(yīng)地在重、磁、電、地震資料上形成不同異常組合。車排子凸起南部石炭系巖石物性統(tǒng)計結(jié)果表明，火成巖具一定磁性或磁性很強，其電阻率較高，磁力異?？煞从车叵乱欢ㄉ疃确秶鷥?nèi)磁性體的分布，即火成巖分布;時頻電磁反演電阻率剖面圖是從縱向上揭示火成巖分布特征。上述特征可較好地區(qū)分基性巖、中酸性巖等石炭系基巖的不同巖性[13-16]。

電性上研究區(qū)石炭系表現(xiàn)為次高阻-高阻異常特征，時頻電磁電阻率反演剖面揭示中深層存在電性異常梯度帶，異常梯度帶之下存在多個刺穿隆起狀高阻異常，推測可能為火成侵入巖。異常梯度帶之上存在多個高阻異常斷塊，推測為石炭系火山巖體?；鹕娇谠诖女惓D上往往為等軸狀或橢圓狀圈閉磁力高，個別火山口由于后期剝蝕較嚴重，異常圈閉形狀稍有改變，串珠狀磁力高往往是沿基底大斷裂展布的火山口的反映;局部火成巖巖體在時頻電阻率反演剖面上多為層狀、透鏡狀高阻異常體，火山口或火山通道多為隆起狀、向上刺穿高阻異常體。極化率異常特征（極化率異常在一定程度上反映油氣聚集程度），火山巖發(fā)育程度、磁力垂直一次導(dǎo)數(shù)異常反映石炭系火成巖平面分布，石炭系火成巖具明顯分區(qū)性。

中基性熔巖（玄武巖）為本區(qū)密度最高巖石，一般大于2.65 g/cm3，磁性極強，玄武巖電阻率值極高，該類巖石具一定規(guī)模及厚度，在磁力一次導(dǎo)數(shù)異常圖上引起的異常值最高，在巖性重力異常圖上引起重力正異常，在電阻率反演剖面上為反演電阻率值較高的高阻團塊。中酸性熔巖（安山巖、英安巖、流紋巖）比區(qū)內(nèi)中基性巖和碎屑巖密度稍低，磁性介于二者之間，電阻率值一般大于正常碎屑巖，與基性熔巖相差不大，此類巖石具一定規(guī)模，在磁力垂直一次導(dǎo)數(shù)異常圖上引起中等強度磁異常，巖性重力異常圖上一般為重力低異常，電阻率反演剖面上為相對較高的高阻團塊[19-23]。

綜上，處理解釋時采用以下5項關(guān)鍵技術(shù)：①變密度地形校正技術(shù)。重力中遠區(qū)地形及布格重力改正時在不同地形區(qū)域采用不同密度進行改正，首次在國內(nèi)油氣勘探重磁項目中使用NASA SRTM30m高程數(shù)據(jù)體（高程數(shù)據(jù)體網(wǎng)格為30 m×30 m）;②數(shù)據(jù)擴邊合理求取區(qū)域場技術(shù)。利用已有1∶5萬重力數(shù)據(jù)和1∶20萬重力資料進行大范圍擴邊，合理拼接數(shù)據(jù)，合理求取重力區(qū)域異常場（當工區(qū)范圍內(nèi)構(gòu)造形態(tài)為斜坡，僅利用工區(qū)范圍內(nèi)數(shù)據(jù)求取的區(qū)域異常會出現(xiàn)不準情況）;③重磁、時頻、地震剖面聯(lián)合正反演技術(shù)?？茖W(xué)合理應(yīng)用已有物性資料、地質(zhì)資料、鉆井資料、時頻電磁反演成果、地震勘探成果（構(gòu)造圖、地震解釋剖面）及前人成果，在工區(qū)構(gòu)建格架剖面，進行重磁、時頻、地震剖面聯(lián)合正反演，綜合地質(zhì)解釋，為重力密度界面反演、重力地震聯(lián)合剝層、磁力三維反演提供物性和約束條件;④重力異常剝層技術(shù)。結(jié)合重力二維反演地質(zhì)解釋成果、地震構(gòu)造圖、石炭系頂界構(gòu)造圖，進行重力異常剝層處理，去除與地質(zhì)任務(wù)中目的層無關(guān)的重力異常，為石炭系地質(zhì)解釋提供重力異常依據(jù);⑤磁力三維物性反演技術(shù)。結(jié)合磁力二維反演地質(zhì)解釋成果，分析剩余磁力異常特征，磁力垂直導(dǎo)數(shù)異常特征，利用井約束快速磁力三維反演技術(shù)，反演石炭系磁化率分布，為石炭系火成巖的認識提供依據(jù)。

1.2? 綜合地球物理技術(shù)處理、解釋一體化工作流程

據(jù)車排子凸起-四棵樹凹陷石炭系及火山巖重、磁、電、地震綜合響應(yīng)特征，進行井、震、電、建模-反演，綜合多種物探資料得到合理地質(zhì)構(gòu)造格架。在全面分析研究區(qū)重磁異常特征及勘探成果基礎(chǔ)上，提出以下綜合解釋思路及工作流程（圖1）。

2? 綜合地球物理技術(shù)應(yīng)用效果

2.1? 研究區(qū)概況

準噶爾盆地西北緣車排子凸起南段位于四棵樹凹陷油氣運移長期指向區(qū)，油源豐富，北部為新近系P2井油田及古近系CH27井區(qū)油田，東部為車排子油田（CF6井石炭系油藏），南部為卡因迪克油田（侏羅系、古近系油藏），處于多層系油田包圍，區(qū)內(nèi)勘探程度相對較低區(qū)塊，勘探潛力較大，為多層系立體勘探有利領(lǐng)域[17-18]。研究成果表明，石炭系儲層主要以火山巖為主，為孔隙-裂縫雙重介質(zhì)儲層，儲層主要巖性為火山角礫巖、玄武巖、安山巖及凝灰?guī)r，儲層物性中角礫巖最好，碎裂玄武巖次之，凝灰?guī)r、安山巖較差。儲層巖性主要為噴發(fā)相火山角礫巖與溢流相碎裂玄武巖。主要儲集類型為裂縫-孔隙型，具中-低孔隙、低滲透率和孔隙結(jié)構(gòu)較差、非均質(zhì)程度較強特點，火山角礫巖和安山巖以裂縫-溶蝕孔為主，是主要儲油氣空間。

2.2? 巖相、巖性分布預(yù)測結(jié)果

據(jù)研究區(qū)火成巖密度、磁性及電阻率值研究結(jié)果，結(jié)合研究區(qū)石炭系巖石組合特征分析，不同巖石類型在重、磁、電異常場上具不同特征，同一種巖石由于圍巖不同引起的異常表現(xiàn)也有變化，從基性到酸性均有發(fā)育。預(yù)測結(jié)果表明，中酸性火山巖更發(fā)育，中-基性火山巖面積280 km2，中-酸性火山巖面積985 km2，火山巖與碎屑巖互層區(qū)面積888 km2，火山碎屑巖發(fā)育區(qū)面積585 km2（圖2）。

2.3? 石炭系基底斷裂識別效果

斷裂在重力異常圖上一般為沿一定方向延伸的重力梯級帶或重力異常等值線的扭曲，斷裂平面位置就是所求出的梯度峰值的連線位置，為進一步突出斷裂位置及次級斷裂，對布格異常進行小子域濾波計算，求取重力水平總梯度異常，得到本區(qū)重力斷裂信息異常（圖3）。

結(jié)合研究區(qū)反映重力斷裂信息異常圖、剩余重力異常圖、時頻電磁資料及地震解釋成果，在全區(qū)共解釋出34條反映石炭系頂界面的斷裂，其中控制凸起與凹陷的分界斷裂3條，控制局部構(gòu)造帶斷裂11條，其它小斷裂20條。斷裂走向總體分為NW向、NE向、近NS向、近EW向4組，其中NW向和NE向斷裂最發(fā)育，NW向在一定程度上切割NNE向斷裂。據(jù)斷裂相互切割關(guān)系，推測NE向、近NS斷裂活動時間相對較早，對部分局部構(gòu)造高點和烴源巖層具一定控制作用，是油氣藏形成的重要因素之一;NW向斷裂活動時間較晚或持續(xù)時間長，對現(xiàn)今構(gòu)造格局及局部構(gòu)造帶展布具明顯控制作用。

2.4? 石炭系有利目標評價分析

本次對局部構(gòu)造研究是建立在對區(qū)域構(gòu)造格局及石炭系頂面斷裂研究基礎(chǔ)上，據(jù)重力垂直二次導(dǎo)數(shù)異常圖、剩余重力異常圖、石炭系頂面埋深圖，結(jié)合時頻電磁反演電阻率剖面、地震研究成果綜合分析，最終將其圈定而成，共解釋12個局部構(gòu)造（圖4）。

鑒于本區(qū)局部構(gòu)造可靠程度差異，據(jù)重力垂直二次導(dǎo)異常幅值大小、時頻電磁反演電阻率、地震資料等，對所解釋的局部構(gòu)造可靠性進行分類：Ⅰ類（可靠，重力異常幅值≥0.1×10-11 m-1·s-2，地震或時頻電磁電阻率剖面有顯示）、Ⅱ類（較可靠，幅值（0.1～0.05）×10-8 m·s-2，地震有顯示）、Ⅲ類（一般可靠，幅值<0.05×10-11 m·s-2）。通過對重力異常、地震資料分析對比，評價出Ⅰ類局部構(gòu)造8個，Ⅱ類局部構(gòu)造2個，Ⅲ類局部構(gòu)造2個。通過與地震構(gòu)造圖對比，發(fā)現(xiàn)有重磁電解釋的K9井西1號斷鼻、K9井西2號斷鼻、卡6井斷鼻、KB1井西斷鼻、K7井斷塊等5個局部構(gòu)造與地震資料圈閉目標的背斜基本重合，因此進一步印證了5個局部構(gòu)造的可靠性。

3? 結(jié)束語

通過井震標定對火山巖目的層進行地震對比追蹤，在平面上和在空間上識別出一系列縱橫向疊置、不同序列、不同期次的火山巖巖體。

（1） 石炭系火山巖發(fā)育程度總體東強西弱，東部以近火山口相中酸性火山巖為主，西部以遠火山口相火山碎屑巖為主。近火山口相部位是火山巖物性發(fā)育較好部位，與現(xiàn)有油藏匹配關(guān)系好，且火山機構(gòu)的發(fā)育是石炭系內(nèi)幕形成局部構(gòu)造高點的主要成因之一。

（2） 通過對石炭系基底斷裂識別，解釋出34條反映石炭系頂界面斷裂，其中控制凸起與凹陷分界斷裂3條，控制局部構(gòu)造帶斷裂11條，其它小斷裂20條。石炭系頂面斷裂走向總體分為NW向、NE向、近NS向、近EW向4組，其中NW向和NE向斷裂最發(fā)育，NW向在一定程度上切割NNE向斷裂。

（3） 據(jù)重力、時頻電磁資料解釋出的局部構(gòu)造可靠性較高，僅個別重力異常幅度小，可靠性低。

參考文獻

[1]? ? 索孝東，張生，陳德炙.用重磁電異常信息模式識別石炭系火山巖巖性-以準鳴爾盆地陸東地區(qū)為例[J].新疆石油地質(zhì)，2011，32（3）：318-320.

[2]? ? 鄒才能，趙文智，賈承造，等.中國沉積盆地火山巖油氣藏形成與分布[J].石油勘探與開發(fā)， 2008，35（3）： 257-271.

[3]? ? 楊輝，文百紅，戴曉峰，等.火山巖油氣藏重磁電震綜合預(yù)測方法及應(yīng)用[J].地球物理學(xué)報， 2011，54（2）： 286-293.

[4]? ? 吳曉智，齊雪峰，唐勇，等.東西準噶爾火山巖成因類型與油氣勘探方向[J].中國石油勘探.2015（1）：1-9.

[5]? ? 尚魯寧， 張訓(xùn)華， 韓波.2016.重磁資料揭示的沖繩海槽及鄰區(qū)斷裂和巖漿巖分布[J].海洋地質(zhì)與第四紀地質(zhì)，36（1）： 99-106.

[6]? ? 吳曉智，齊雪峰，唐勇，等.東西準噶爾火山巖成因類型與油氣勘探方向[J].中國石油勘探，2015（1）：1-9.

[7]? ? 王偉鋒，高斌，衛(wèi)平生，等.火山巖油氣藏地球物理預(yù)測技術(shù)及準噶爾勘探實例[J].中國石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，36（6）：33-39.

[8]? ? 張昌達， 董浩斌.重力和磁力勘探進入新時期[J].物探與化探，2010，34（1）：1-7.

[9]? ? 張交東，楊曉勇，劉成齋，等.大別山北緣深部結(jié)構(gòu)的高精度重磁電震解析[J].地球物理學(xué)報， 2012， 55（7）：2292-2306.

[10]? 陳曉，于鵬，張羅磊，等.地震與大地電磁測深數(shù)據(jù)的自適應(yīng)正則化同步聯(lián)合反演[J].地球物理學(xué)報，2011，54（10），2673-2681.DOI：10.3969/j.issn.0001-5733.2011.10.024.

[11]? 劉建利， 李西周， 張泉. 重、磁、電聯(lián)合反演在銀額盆地定量解釋中的應(yīng)用[J].物探與化探， 2013， 37（5）： 853-858.

[12]? 林珍， 張莉， 鐘廣見. 重磁震聯(lián)合反演在南海東北部地球物理解釋中的應(yīng)用[J].物探與化探， 2013， 37（6）： 968-975.

[13]? 楊輝，文百紅，張研，等.準噶爾盆地火山巖油氣藏分布規(guī)律及區(qū)帶目標優(yōu)選——以陸東—五彩灣地區(qū)為例[J].石油勘探與開發(fā)， 2009，36（4）：419-427.

[14]? 孫衛(wèi)斌，楊書江，王財富，等.三維重磁電勘探技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用[J].石油科技論壇，2012，31（2）：11-15.

[15]? 陳潔，溫寧，陳邦彥.重磁電震聯(lián)合反演研究進展與展望[J].地球物理學(xué)進展，2007，22（5）：1427-1438.

[16]? 張春賀，尹成明，甘貴元，等.重磁電一體化勘探技術(shù)在柴達木盆地西部復(fù)雜地區(qū)的應(yīng)用[J]. 石油物探， 2017， 56（4）：607-616.

[17]? 蔡義峰，熊婷，姚衛(wèi)江，等.地震多屬性分析技術(shù)在薄儲層砂體預(yù)測中的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探，2017，52（2）：140-145.

[18]? 仲偉軍，姚衛(wèi)江，賈春明，等.地震多屬性斷裂識別技術(shù)在中拐凸起石炭系中的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探，2017，52（2）：135-139.

[19]? 卞保力，王學(xué)勇.重、磁、電、井、震綜合地球物理技術(shù)在達巴松凸 起石炭系火山巖識別中的應(yīng)用[A].中國石油學(xué)會2017年物探技術(shù)研討會論文集[C]：618.

[20]? 卞保力，王學(xué)勇，顧紹富，等.重磁電震井“五維一體”綜合物探技術(shù)在達巴松凸起石炭系火山巖識別中的應(yīng)用[C].2018年SEG會議論文：1267-1270.

[21]? 夏吉莊，李云平，閻漢杰，等.重磁電震聯(lián)合反演技術(shù)及應(yīng)用[J].油氣地質(zhì)與采收率，2003，10（5）：33-35.

[22]? 靳軍，張朝軍.準噶爾盆地石炭系構(gòu)造沉積環(huán)境與生烴潛力，新疆石油地質(zhì)，2009.4（1）.

[23]? 徐新學(xué).大地電磁測深法在深部礦產(chǎn)資源調(diào)查中的應(yīng)用[J].物探與化探，2011，35（1）：17-19.

Application of Integrated Geophysical Technology in Gravity， Magnetism and Electric Seismic Wells-Taking Carboniferous Volcanic Rocks in the South of Chepaizi Uplift on the

Northwest Margin as an Example

Zhong Weijun1， Wang Yi2，Li Tianming1， Jia Chunming1，Guo Zhong1，Zhang Pengyue3

1.Geophysical Research Institure of Exploration and Development Xinjiang Oilfield Company CNPC，Urumqi， Xinjiang，830011，China;2.Working in Fengcheng oilfield Fengcheng oil station， xinjiang oilfield company， PetroChina， Karamay， Xinjiang，834000，China;3.Integrated Geophysical and Geochemical Exploration Department of Eastern Geophysical Exploration Co.， Ltd. Langfang， Hebei，065200，China）

Abstract： The Carboniferous reservoir in the south of Chepaizi uplift is considered to be a lithologic reservoir controlled by structure through fine dissection. At present， the Carboniferous interior imaging of three-dimensional seismic data is poor， and the plane distribution characteristics of Carboniferous volcanic rocks are not clearly understood， which restricts the comprehensive development of oil and gas exploration in this area. Using gravity， magnetism， electricity， seismic and well integrated geophysical techniques， well seismic calibration and comparative tracing of Carboniferous volcanic rock target strata were carried out. Based on the matching relationship of density， susceptibility and polarizability anomalies， the distribution of Carboniferous basement faults and volcanic lithology was studied. A series of vertical and horizontal， different sequences and different periods of volcanic rocks were identified in plane and space. This is the case. Based on the analysis of petroleum geological conditions， five favorable targets and eight more favorable targets are comprehensively evaluated， which provide a theoretical basis for further oil and gas exploration and well location deployment. The results show that the high-precision integrated geophysical prospecting technology of gravity， magnetism， electricity， well and earthquake is an important means to solve hydrocarbon exploration in Carboniferous volcanic rocks.

Key words： Gravity-Magneto-Electro-Seismic;Integrated geophysical prospecting technology; Well seismic calibration;Petroleum geological conditions;Comprehensive evaluation;Favorable objectives