油氣地球物理勘探回顧與展望

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(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所，廊坊 065000；2.國家現(xiàn)代地質(zhì)勘查工程技術(shù)研究中心，廊坊 065000；3.自然資源部地球物理電磁法探測技術(shù)重點實驗室，廊坊 065000)

0 引言

油氣地球物理勘查及其新方法、新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用一直是中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)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(qū)開展地球物理調(diào)查工作和技術(shù)方法攻關(guān)，在科學(xué)研究、地質(zhì)調(diào)查、資源評價、科技創(chuàng)新、開發(fā)與應(yīng)用等領(lǐng)域取得了顯著成果，為國民經(jīng)濟和社會發(fā)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(diào)查、基礎(chǔ)研究、方法技術(shù)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(fā)展方向提出了作者的認識和建議。

1 油氣地球物理勘探歷程回顧

1.1 青藏高原油氣地球物理勘探(2004年～2009年)

2006年～2008年，在國家專項“全國油氣資源戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查與評價”下屬項目“青藏高原油氣資源戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查與評價”的支持下，物化探所承擔(dān)“青藏高原非震油氣勘探方法技術(shù)綜合研究”專題，在羌塘盆地、措勤盆地完成了3條石油地質(zhì)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(zhì)結(jié)晶基底、中生代沉積地層的埋深及形態(tài)、斷裂構(gòu)造及火成巖分布等。開展了青藏高原特殊地理、地質(zhì)條件下油氣資源調(diào)查與評價的地球物理方法技術(shù)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(shù)組合。此外，基于“羌塘盆地重點地區(qū)電磁陣列剖面測量”專題，在羌塘盆地龍尾湖區(qū)塊等地區(qū)開展了連續(xù)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(qū)塊1 000 m以淺的地質(zhì)構(gòu)造分布和地層產(chǎn)狀，獲得了地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，為盆地油氣資源評價和區(qū)帶優(yōu)選提供依據(jù)。

2009年在國家第二輪專項的支持下，承擔(dān)“青藏高原重點盆地非震地球物理調(diào)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(gòu)造格架，為班怒帶盆地油氣地質(zhì)調(diào)查工作部署、以及盆地油氣資源評價提供了重要依據(jù)。

1.2 松遼盆地及外圍油氣地球物理勘探(2007年至今)

2007年～2011年，在“松遼盆地深部及外圍油氣基礎(chǔ)調(diào)查”地質(zhì)調(diào)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(diào)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(biāo)本2212塊，在186個地質(zhì)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(qū)盆地結(jié)構(gòu)特征，為油氣資源潛力評價提供了重要依據(jù)，綜合分析了非震物探方法的應(yīng)用效果，總結(jié)了適于火山巖覆蓋區(qū)有效的非震物探方法技術(shù)。

2011年～2014年，基于上一輪油氣地質(zhì)綜合調(diào)查工作，針對松遼外圍晚古生代構(gòu)造格局、火山巖覆蓋區(qū)潛在盆地結(jié)構(gòu)和目標(biāo)層展布特征不清等地質(zhì)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(shù)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(zhì)量的觀測數(shù)據(jù)，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(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工程的重大需求，進一步在火山巖覆蓋區(qū)隱伏盆地開展綜合地球物理調(diào)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(diào)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(qū)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(qū)綜合地球物理勘查技術(shù)方法體系，為松遼盆地及外圍油氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查提供了地球物理依據(jù)和技術(shù)支撐。

2019年新一輪地質(zhì)調(diào)查項目啟動，繼續(xù)在松遼盆地中南部開展地球調(diào)查調(diào)查工作，三年共計完成了1：250 000區(qū)域重力測量39 100 km2、1：1000 000區(qū)域?qū)掝l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?zé)嵊欣麉^(qū)，服務(wù)石炭-二疊系油氣地質(zhì)調(diào)查井、齊齊哈爾地?zé)崽讲山Y(jié)合井井位優(yōu)選，支撐北方能源資源調(diào)查。

1.3 長江下游重點盆地地球物理勘探(2019年至今)

2019年中國地質(zhì)調(diào)查局助力長江經(jīng)濟帶綠色發(fā)展，組織部署長江經(jīng)濟帶油氣調(diào)查工作，制定了《長江下游頁巖氣調(diào)查科技攻堅戰(zhàn)實施方案(2019年～2025年)》。物化探所積極對接南京地質(zhì)調(diào)查中心和油氣資源調(diào)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(diào)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(qū)域大地電磁測深點85個、全區(qū)多源電磁測量點1 486個。揭示了盆地的構(gòu)造邊界、基底結(jié)構(gòu)、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(qū)，為皖為頁2井、皖望地3井等4口井的井位優(yōu)選提供了重要的地球物理資料，支撐服務(wù)長江下游頁巖氣科技攻堅戰(zhàn)。

1.4 柴達木盆地油氣地球物理勘探(2021年至今)

2021年在“北方重要油氣盆地地球物理調(diào)查”項目的支持下，物化探所以科技創(chuàng)新帶動地質(zhì)調(diào)查，利用有線和無線結(jié)合的采集方式，采用“兩高一寬一長”的超高密度地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)開展科技攻關(guān)。2021年完成了城墻溝地區(qū)55.98 km的三線三炮寬線二維反射地震勘探。2022年總結(jié)二維反射地震技術(shù)，進一步優(yōu)化觀測系統(tǒng)，繼續(xù)在烏蘭構(gòu)造地區(qū)完成了36.06 km的兩線兩炮寬線二維地震勘探工作。

2 油氣地球物理調(diào)查取得重要進展

2.1 查明了含油氣盆地地質(zhì)特征并為盆地油氣資源評價提供了重要的地球物理依據(jù)

2.1.1 青藏高原重要盆地

羌塘盆地整體表現(xiàn)為“兩坳一隆”的構(gòu)造格局，具有高阻、高密度、弱磁性的前奧陶系變質(zhì)結(jié)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(nèi)，中央隆起區(qū)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(qū)厚度6 km～8.5 km。盆地變質(zhì)結(jié)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(nèi)發(fā)育逆沖斷裂，少數(shù)斷裂向深部延伸，對盆地結(jié)構(gòu)起著明顯的控制作用。

羌塘盆地龍尾湖區(qū)塊構(gòu)造特征表現(xiàn)為垂直構(gòu)造走向地層褶皺變形強烈，平行構(gòu)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(qū)內(nèi)存在一些斷裂構(gòu)造對地層造成破環(huán)。受南北向擠壓作用，中央隆起帶存在地層塊體推覆疊置現(xiàn)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(xiàn)為“兩坳兩隆”的構(gòu)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(zhì)結(jié)晶基底，基底最大埋深超過13 km，位于中部坳陷內(nèi)[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(guī)模較大的斷裂控制著盆地的基本構(gòu)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?？p合帶南側(cè)存在由北向南的逆沖推覆帶，將老地層推覆至盆地內(nèi)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(fā)育局部熔融體[5-7]。

洞錯盆地呈現(xiàn)“兩凹一隆”特征。東西方向盆地規(guī)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(guī)模大，中部基底出現(xiàn)隆起，存在4個局部凹陷區(qū)。盆地南北兩側(cè)存在2條深大斷裂，控制著盆地的形態(tài)，推測盆地南北兩側(cè)存在推覆現(xiàn)象，推覆斷層的上盤向盆地中心方向運動[8]。

尼瑪盆地呈現(xiàn)“兩凹一隆”特征。東西方向盆地規(guī)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(qū)，最大埋深可能>3 km，北部凹陷規(guī)模較大，存在4個局部凹陷區(qū)。盆地內(nèi)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(guī)模不等的斷裂構(gòu)造，整體表現(xiàn)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(fā)現(xiàn)了12個中生代隱伏凹陷，凹陷區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育中下侏羅統(tǒng)，為有利的生烴層系。突泉盆地內(nèi)普遍發(fā)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(zhì)井驗證，并獲油氣顯示[9-11]。高力板凹陷與突泉盆地結(jié)構(gòu)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(qū)、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(tài)、主干斷裂分布等，明確了松遼盆地西部斜坡區(qū)、秀水盆地、通榆斷陷、大楊樹盆地等重點區(qū)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(tǒng)油氣發(fā)育有利區(qū)。

基于松遼盆地內(nèi)二維深反射地震剖面及重力資料，通過強約束“剝皮”技術(shù)、地震資料精細解譯和測井?dāng)?shù)據(jù)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(gòu)造活動的影響，整體表現(xiàn)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(jié)合東北地區(qū)構(gòu)造演化背景，分析了松遼盆地石炭-二疊系的構(gòu)造特征，認為松遼盆地雖然經(jīng)歷了區(qū)域多期次構(gòu)造疊加，現(xiàn)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(gòu)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(jù)。

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(qū)多源電磁測量工作，查明了盆地構(gòu)造格架、重點地層展布、斷裂和巖體分布等。大地電磁測深結(jié)果揭示了盆地兩坳一隆的構(gòu)造格局，盆地中部發(fā)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(cè)主控斷層處埋深約3 km。盆地內(nèi)部斷裂相對發(fā)育，西側(cè)照明山斷裂表現(xiàn)為高角度正斷層性質(zhì)，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(gòu)造邊界和基底形態(tài)，推斷了斷裂和隱伏巖體的分布，編制了盆地構(gòu)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(chǔ)資料。

基于大地電磁、二維反射地震、全區(qū)多源電磁測量等綜合地球物理資料，查明了望江盆地的構(gòu)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(gòu)造單元，其中下倉次凹規(guī)模較大，最大沉積厚度可達5 km，北東向負反轉(zhuǎn)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(cè)分布，受區(qū)域深大斷裂控制作用顯著，基底以下巖體不發(fā)育。通過井-震標(biāo)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(chǎn)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(fā)育深水陸棚相環(huán)境，有利于有機質(zhì)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(qū)。

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(qū)石炭系頂、底界面及內(nèi)部層序結(jié)構(gòu)，基本查明了城墻溝地區(qū)凹陷結(jié)構(gòu)、斷裂構(gòu)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(qū)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(fā)育，系列逆沖斷層形成斷階構(gòu)造形態(tài)，局部發(fā)育的小斷層切割主體部位形成構(gòu)造圈閉。

2.2 圈定油氣及頁巖氣有利區(qū)和地質(zhì)調(diào)查井優(yōu)選井位并助力油氣及頁巖氣科技攻堅戰(zhàn)取得實效

1)圈定松遼盆地外圍油氣有利區(qū)7處、松遼盆地中南部石炭-二疊系油氣有利區(qū)2處，為地質(zhì)調(diào)查井井位優(yōu)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(qū)綜合地球物理調(diào)查工作，查明了松遼盆地西斜坡高力板斷陷、鎮(zhèn)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(fā)育，確定了6處二疊系油氣有利構(gòu)造區(qū)。明確了松遼盆地外圍東部的秀水盆地東次凹規(guī)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(gòu)造區(qū)。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(jié)合地質(zhì)資料，綜合圈定了石炭-二疊系油氣有利區(qū)2處。

同時，堅持“以效為重”理念，積極支撐服務(wù)油氣地質(zhì)調(diào)查井井位優(yōu)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(yōu)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(qū)開展大地電磁測深和井旁測深等工作，查明了預(yù)選的5口石炭-二疊系油氣地質(zhì)調(diào)查井附件的隱伏巖體、斷裂及二疊系泥巖分布等。優(yōu)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(qū)完成了黑林地1井周邊的地球物理調(diào)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(jié)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(yù)測的1 360 m進入林西組、內(nèi)部可能發(fā)育巖脈或淺變質(zhì)巖夾層結(jié)果高度吻合。

2)圈定了望江盆地頁巖氣有利區(qū)4處。望江盆地二疊系孤峰組烴源巖主要為含硅質(zhì)炭質(zhì)泥巖和炭質(zhì)頁巖類，有機質(zhì)類型好，烴源巖豐度高(大于1.2%)。根據(jù)區(qū)域龍?zhí)督M的成熟度數(shù)據(jù)(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(jù)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(nèi)印支面以下褶皺、彎曲擠壓構(gòu)造特征明顯，印支面上構(gòu)造層以伸展構(gòu)造為主，下構(gòu)造層以擠壓構(gòu)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(chǎn)狀趨于平緩，斜坡帶二疊系展布相對較穩(wěn)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(gòu)造部位。皖望地4井鉆遇二疊系深度約2 000 m，結(jié)合印支面埋深、二疊系大隆組和孤峰組有機質(zhì)豐度、有機質(zhì)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(qū)4處，提交了3份井位建議專題報告，實鉆結(jié)果與地球物理綜合解釋結(jié)果吻合較好。

3)基于全區(qū)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(wù)皖為頁2井井位優(yōu)選。依據(jù)無為盆地全區(qū)多源電磁測量結(jié)果，結(jié)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(jié)構(gòu)模型，由淺至深電阻率呈現(xiàn)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(qū)。皖為頁2井2 650 m～3 000 m可能鉆遇目標(biāo)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(biāo)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 基礎(chǔ)地質(zhì)研究取得新發(fā)現(xiàn)新認識

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(jié)構(gòu)對于了解中國東北部中新生代盆地的形成和演化至關(guān)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(jié)構(gòu)鮮有研究。地球物理調(diào)查結(jié)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(zhì)。在松遼盆地西緣小規(guī)模盆地或凹陷的下部發(fā)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(fā)生了左旋走滑運動[17]。

西拉木倫河斷裂在松遼盆地內(nèi)的走向一直是地學(xué)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]?；诰C合地球物理資料，總結(jié)了內(nèi)蒙古地區(qū)西拉木倫河出露斷裂的重、磁、電特征，對比盆地內(nèi)、外該斷裂的地球物理特征，利用二維、三維大地電磁數(shù)據(jù)結(jié)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(chǎn)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(fā)生拼貼，前者向后者發(fā)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(fā)生逆沖推覆構(gòu)造調(diào)節(jié)，在松遼盆地西緣形成擠壓應(yīng)力環(huán)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(zhì)，上盤(松遼盆地一側(cè))發(fā)生大規(guī)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(xiàn)今認為的松遼盆地主體；后期受環(huán)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(cè)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(qū)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(zhuǎn)斷層控制，盆地底部和中部隆起殘留有小規(guī)模的侏羅統(tǒng)，主體沉積為上白堊統(tǒng)和古新統(tǒng)，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(qū)域構(gòu)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(jīng)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(jīng)歷了兩次區(qū)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(jié)束，均存在一次構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用，代表著凹陷伸展作用向擠壓作用的調(diào)整，具有“弱伸展-強伸展-構(gòu)造反轉(zhuǎn)”的構(gòu)造演化規(guī)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?lián)P子南部沿江對沖帶的空間位置

綜合長江中下游區(qū)域地球物理資料研究發(fā)現(xiàn)，沿江對沖帶并未沿著長江一線分布，在大別山南側(cè)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(zhuǎn)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(fā)生偏轉(zhuǎn)，整體上與區(qū)域主構(gòu)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(fā)生較大規(guī)模的錯斷，斷裂兩側(cè)的礦床分布、地殼結(jié)構(gòu)、莫霍面形態(tài)、磁異常等地質(zhì)、地球物理場特征存在明顯的變化[21]，指示了北東向?qū)_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(jù)

郯廬斷裂帶是中國東部一條重要構(gòu)造邊界帶，關(guān)于郯廬斷裂帶南段的深部結(jié)構(gòu)、南延去向及形成模式等一直是地學(xué)界關(guān)注的科學(xué)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(qū)域深部電性結(jié)構(gòu)模型。結(jié)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(fā)育規(guī)模明顯變小，其南北兩側(cè)的地殼結(jié)構(gòu)差異明顯。郯廬斷裂帶中止于大別造山帶東南側(cè)，沒有進一步向南延伸。結(jié)合郯廬斷裂帶南部及周緣的深部結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)模式。

3 油氣地球物理勘探方法技術(shù)實現(xiàn)新進步

3.1 青藏高原非震油氣勘探方法技術(shù)

在羌塘盆地開展了音頻、寬頻大地電磁方法技術(shù)試驗，提出針對青藏高原復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造條件，大地電磁測量應(yīng)采用小點距、寬頻帶相結(jié)合的測量方式，即在調(diào)查盆地構(gòu)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(yīng)選為500 m～1 000 m為宜；在復(fù)雜構(gòu)造區(qū)或開展區(qū)塊評價時，應(yīng)選擇小于500 m的測量點距，同時最高觀測頻率應(yīng)大于1 000 Hz。試驗結(jié)果與地質(zhì)淺鉆、二維反射地震、地面地質(zhì)調(diào)查結(jié)果具有較好的一致性[22]。

區(qū)域重力、磁力和大地電磁測深技術(shù)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(gòu)造、巖體分布及區(qū)域構(gòu)造格架[23]，圈定勘探有利區(qū)，是盆地早期勘探快速、經(jīng)濟的有效手段。針對青藏高原油氣勘探，強調(diào)了重、磁、電、化非震物探方法的綜合性，彼此間構(gòu)成約束條件，同時補充地震剖面或地質(zhì)普查鉆孔，可以有效地降低解釋結(jié)果的不確定性。試驗結(jié)果和綜合研究表明，加強青藏高原重點地區(qū)的物性研究，特別是老地層，以重、磁、電等非震技術(shù)為基礎(chǔ)，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(shù)組合，在青藏高原特殊地質(zhì)條件下是可行的[24]。

3.2 火山巖覆蓋區(qū)油氣地球物理勘探方法技術(shù)

針對松遼盆地淺表發(fā)育巨厚低降速帶地區(qū)，地震原始數(shù)據(jù)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(fā)了兩種自適應(yīng)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(shù)據(jù)進行更加精細尺度、角度的分解，實現(xiàn)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(fù)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(jié)形成了基于“兩高一寬一長”數(shù)據(jù)的地震疊前道集處理關(guān)鍵技術(shù)及流程，提高了成像質(zhì)量?；鹕綆r覆蓋區(qū)和盆山結(jié)合帶等復(fù)雜區(qū)深反射地震探測與處理技術(shù)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(shù)攻關(guān)工作(2018年～2020年)，形成了火山巖發(fā)育區(qū)高精度地震勘探技術(shù)和石炭-二疊系“地震+非震”綜合地球物理探測技術(shù)，基本確立了研究區(qū)石炭-二疊系響應(yīng)特征和識別標(biāo)志，提出了銀額盆地石炭-二疊系識別模式為“三套標(biāo)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(xù)、剝蝕超覆”。該項工作為銀額盆地油氣地質(zhì)調(diào)查工作取得新突破提供了技術(shù)支撐，有效推動了火山巖發(fā)育區(qū)深層油氣勘探技術(shù)進步。

3.3 雙復(fù)雜區(qū)地球物理調(diào)查方法技術(shù)

針對長江下游地表水網(wǎng)發(fā)育、地下構(gòu)造復(fù)雜、地層產(chǎn)狀陡傾等地震探測難題，通過野外數(shù)據(jù)采集與處理、方法技術(shù)試驗，創(chuàng)新了一套適用于下?lián)P子雙復(fù)雜區(qū)(復(fù)雜地表復(fù)雜構(gòu)造區(qū))的反射地震探測技術(shù)，即小道距和小炮間距高密度采集技術(shù)、高覆蓋次數(shù)采集技術(shù)、寬頻帶激發(fā)接收技術(shù)、長排列接收技術(shù)、檢波器組合噪聲壓制技術(shù)、高精度地震成像技術(shù)等。該技術(shù)通過增加空間采樣密度、提高覆蓋次數(shù)，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(zhì)量反射地震剖面表明該方法技術(shù)在下?lián)P子雙復(fù)雜構(gòu)造區(qū)具有較強的可行性。

基于無為盆地膏鹽層形態(tài)和分布等地質(zhì)特征開展地震、電磁法數(shù)值模擬研究，發(fā)現(xiàn)膏巖層不僅導(dǎo)致下伏地層反射波信噪比和連續(xù)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(xiàn)明顯“上拉”現(xiàn)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(guān)，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(xiàn)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(shù)應(yīng)用成果，在柴達木盆地東部開展了寬線地震探測技術(shù)攻關(guān)，集成了有線遙測地震儀器與智能節(jié)點地震儀器相結(jié)合的“有線+節(jié)點”聯(lián)合探測技術(shù)，提出一套復(fù)雜地表復(fù)雜構(gòu)造區(qū)“兩高一寬一長”寬線地震探測技術(shù)方法，首次應(yīng)用于柴達木盆地東部的地球物理調(diào)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(zhì)結(jié)構(gòu)成像清晰，成功揭示了石炭系頂、底界面及內(nèi)部層序結(jié)構(gòu)，為油氣地質(zhì)調(diào)查井位優(yōu)選和區(qū)域油氣資源潛力評價提供了重要依據(jù)。

4 展望

我國經(jīng)濟仍處于中高速發(fā)展階段，油氣總體需求仍保持剛性增長，需要持續(xù)加大勘探開發(fā)力度。我國油氣勘探開發(fā)從常規(guī)向非常規(guī)油氣資源、從陸地向海洋、從常規(guī)向復(fù)雜油氣藏、從中淺層向深層超深層不斷拓展，研究目標(biāo)日趨復(fù)雜，隱蔽性不斷增強。復(fù)雜的地表條件、地下構(gòu)造和油氣儲集空間等，對地球物理勘探和方法技術(shù)創(chuàng)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(fā)展戰(zhàn)略需求，重點聚焦復(fù)雜儲層、深層-超深層以及非常規(guī)油氣資源調(diào)查評價研究，加強新領(lǐng)域、新類型、新深度、老區(qū)新層系的油氣地球物理勘探工作[26-28]，支撐服務(wù)油氣勘探開發(fā)取得重要突破。同時，加強多學(xué)科跨專業(yè)交叉融合，強化信息電子技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)與地球物理技術(shù)的融合，在重磁電震聯(lián)合反演等領(lǐng)域重點攻關(guān)[29-30]，構(gòu)建復(fù)雜構(gòu)造帶油氣地球物理探測體系，不斷提高科學(xué)研究能力和技術(shù)研發(fā)水平，力爭推動油氣地球物理勘探事業(yè)再上新臺階。