基于寬頻大地電磁法的頁巖氣探測實(shí)踐
——以川西南沐川地區(qū)須家河組為例

楊 劍，王 橋，劉 偉，夏時斌，張 偉，廖國忠，李 華，高 慧

（中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川 成都 610081）

0 引言

四川盆地為中上揚(yáng)子板塊之上的多重疊合盆地（劉樹根等，2011），現(xiàn)今在地貌上被龍門山、米倉山、大巴山、武陵山、大婁山和大涼山所圍限（劉池洋等，2007；劉樹根等，2020；圖1a）。深部地震勘探資料顯示四川盆地基底非常穩(wěn)定（羅志立，1998；鐘勇等，2013；Gao et al.，2016），基底之上沉積了多套富有機(jī)質(zhì)頁巖（劉樹根等，2008；馬永生等，2010；王學(xué)軍等，2015；何江林等，2017），探明并發(fā)現(xiàn)了多個常規(guī)和非常規(guī)天然氣田（圖1a）。非常規(guī)天然氣中頁巖氣具有巨大潛力（張金川等，2008；Potter，2018；劉樹根等，2020），據(jù)中國石油“十三五”油氣資源評價結(jié)果，四川盆地累計探明頁巖氣地質(zhì)儲量超過44.03×1012m3（李國輝等，2022），重點(diǎn)建成了重慶涪陵、四川長寧—威遠(yuǎn)及滇黔北昭通3個國家級頁巖氣示范區(qū)（馬新華等，2018）。然而，這些頁巖氣示范區(qū)主要產(chǎn)氣層位是下志留統(tǒng)龍馬溪組—上奧陶統(tǒng)五峰組海相頁巖層系（汪正江等，2020；周業(yè)鑫等，2021），對于陸相頁巖層系研究工作相對薄弱（梁家駒，2014；劉樹根等，2016）。近些年，四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組也見到了良好的油氣顯示，在川西、川西南、川東北等多個地區(qū)的須家河組頁巖中，測試獲得數(shù)千立方米至數(shù)萬立方米的工業(yè)氣流（鄒才能等，2009；陳冬霞等，2013），油源分析顯示這些規(guī)模的油氣資源均來自須家河組陸相富有機(jī)質(zhì)頁巖。為此，持續(xù)開展四川盆地陸相頁巖層系研究有可能實(shí)現(xiàn)頁巖氣新的突破，尤其是川西南一帶。地震資料顯示川西南樂山—沐川地區(qū)三疊系地層連續(xù)完整（Hubbard et al.，2009；陳竹新等，2020；圖1b）。上三疊統(tǒng)陸相須家河組發(fā)育厚度達(dá)數(shù)百米的暗色泥頁巖，特別是須一段發(fā)育良好的烴源巖（鄒才能等，2009），這些都是樂山—沐川等新區(qū)新層系頁巖氣勘探的有利條件。

圖1 四川盆地氣田分布、地震剖面解釋及沉積層系柱狀圖Fig.1 Gas field distribution，seismic section interpretation map and sedimentary histogram of Sichuan Basin

目前，地震勘探依然是頁巖氣勘探的主要方法，通過泥頁巖地層與上、下圍巖的地震傳播速度差異，識別深部構(gòu)造和富有機(jī)質(zhì)泥頁巖地層空間展布特征（劉振武等，2011；劉祜等，2015）。然而，隨著頁巖氣勘探的深入，勘探范圍已由原來的無人區(qū)深入到人口相對密集的村鎮(zhèn)，炸藥震源的安全性以及對房屋的破壞性等因素使得地震勘探施工難度進(jìn)一步加大，再加上地震勘探的巨大投入，因此，開展一些經(jīng)濟(jì)、高效、安全、無損的非震物探方法來查明富有機(jī)質(zhì)頁巖深度、厚度等關(guān)鍵地質(zhì)要素是在頁巖氣勘探階段亟待解決的重要問題之一。在非震勘探中，大地電磁測深法在盆地深部結(jié)構(gòu)研究、識別富有機(jī)質(zhì)頁巖層厚度等方面發(fā)揮了重要作用（郝天珧等，2008；楊輝等，2011）。但是，常規(guī)音頻大地電磁測深（AMT）采集的有效頻段，一般在10000～3Hz，主要針對淺層勘探（深度1km以淺）；常規(guī)大地電磁測深（MT）采集的有效頻段，一般在320～0.001Hz，主要針對深部結(jié)構(gòu)探測（深度大于5km）（晉光文，1991）。而在川西南樂山—沐川地區(qū)，前人研究認(rèn)為目標(biāo)層系須家河組埋深介于2000～3000m，采用AMT探測深度不夠，采用MT探測淺部分辨率不足，無法達(dá)到3000m以淺的有效探測深度和分辨率（楊劍等，2022）。因此，本文探索新一代寬頻大地電磁測深技術(shù)（BMT）在頁巖氣探測中的應(yīng)用效果，其核心是加拿大鳳凰公司最新研制的MTC-150磁傳感器，采樣頻率為10400～0.01Hz，同時兼具了AMT淺表分辨率高和MT有效探測深度大的優(yōu)點(diǎn)（張偉等，2020）。筆者在四川盆地三疊系須家河組沉積巖相古地理特征、有機(jī)地球化學(xué)特征等研究基礎(chǔ)上，確定了川西南沐川地區(qū)頁巖氣新區(qū)新層系的探測區(qū)塊，根據(jù)研究區(qū)的地層構(gòu)造特點(diǎn)構(gòu)建理論電性模型并開展數(shù)值模擬試驗(yàn)，同時利用研究區(qū)“已知”鉆孔試驗(yàn)，分析了寬頻大地電磁方法（BMT）在新區(qū)新層系探測的可行性和有效性。在此基礎(chǔ)上，再重點(diǎn)研究區(qū)部署了一條寬頻大地電磁測深剖面，建立研究區(qū)的深部電性結(jié)模型，并配合地質(zhì)資料提供了綜合地質(zhì)解釋方案。經(jīng)鉆孔揭示研究區(qū)須家河組具有良好的頁巖氣顯示，認(rèn)為沐川地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組一段、二段作為頁巖氣勘探的新區(qū)新層系具有良好的前景。同時，推廣了一種非震地球物理勘探方法以解決3000m以淺的頁巖氣探測問題。

1 頁巖氣選區(qū)依據(jù)及地質(zhì)背景

1.1 頁巖氣有利區(qū)的選擇

頁巖氣地質(zhì)綜合評價是開展頁巖氣有利區(qū)優(yōu)選的基礎(chǔ)和依據(jù)。首先開展區(qū)域地質(zhì)研究，分析研究區(qū)地層構(gòu)造和沉積演化；在此基礎(chǔ)上主要研究頁巖的TOC、RO、巖石礦物成分和含氣頁巖分布、厚度、埋深、縱向和橫向變化規(guī)律等，優(yōu)選頁巖氣勘探有利區(qū)（鄒才能等，2010；李玉喜等，2012）。

基于頁巖氣成藏及賦存上的地質(zhì)特殊性，頁巖氣又被描述為主體上以吸附和游離狀態(tài)同時賦存于暗色泥／頁巖、高碳泥／頁巖及其間夾層狀發(fā)育的粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖甚至砂巖中，以自生自儲為成藏特點(diǎn)的天然氣聚集（張金川等，2003，2004）。因此，頁巖氣勘探首先要尋找有利的構(gòu)造-沉積背景，優(yōu)選出發(fā)育優(yōu)質(zhì)頁巖的有利相帶（郭旭升等，2016）。四川盆地于晚三疊世早期結(jié)束周緣前陸盆地海相沉積演化史，于中、晚期進(jìn)入極其重要的類前陸盆地陸相沉積演化階段（劉和甫等，1994；鄭榮才等，2008；戴朝成等，2010）。自盆緣物源區(qū)到盆地沉積中心，沉積體系主要由沖積扇、扇三角洲、河流相過渡到沼澤及湖泊相，沉積中心主要位于川西龍門山山前一帶（高紅燦等，2005；陳果等，2019）。其中，在須家河時期，整個盆地為湖侵期，大部分為濱淺湖沉積（圖2a），沉積物以細(xì)粒泥巖、頁巖為主，局部地區(qū)出現(xiàn)薄煤層少，部分地區(qū)發(fā)育三角洲，沉積物以砂巖為主。須一段主要為暗色頁巖，夾薄層煤線、粉砂巖、粉砂質(zhì)頁巖等，是須家河組重要的生烴層位（朱如凱等，2011；鄭榮才等，2015）。雖然研究區(qū)受晚新生代印亞板塊碰撞的影響（Burchfiel et al.，1995），但是地震資料揭示研究區(qū)主體為一單斜地層，且傾向西，地層總體上較為穩(wěn)定連續(xù)分布，構(gòu)造相對不發(fā)育（Hubbard et al.，2009）。綜合上述前人的研究成果，認(rèn)為四川盆地西南緣上三疊統(tǒng)須家河組具備形成頁巖氣的基本地質(zhì)條件。

圖2 四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組沉積巖相古地理、烴源巖TOC含量和厚度等值線圖Fig.2 Sedimentary facies and palaeogeography，TOC contents and thickness of hydrocarbon source rock of the Upper Triassic Xujiahe Formation in Sichuan Basin

1.2 研究區(qū)地質(zhì)背景

研究區(qū)構(gòu)造位置處于四川盆地川西南低緩構(gòu)造西南端五指山-天宮堂構(gòu)造帶，發(fā)育的褶皺主要有五指山背斜、蕎壩-中都復(fù)向斜、天宮堂背斜、建全—龍華復(fù)向斜等，構(gòu)造相對穩(wěn)定，斷裂主要有利店逆斷層。褶皺的主要特征是背斜緊密、向斜寬緩，復(fù)式變形特征明顯。古生代以海相沉積為主，層序發(fā)育不完整，中生代陸相地層層序完整，地層主要為二疊系、三疊系、侏羅系，局部為白堊系（圖3a）。

研究區(qū)常規(guī)油氣勘探重點(diǎn)層系為震旦系、二疊系、三疊系。鄰區(qū)宜賓大塔場、觀音場、麻柳場等構(gòu)造在二疊系—三疊系均獲得工業(yè)油氣發(fā)現(xiàn)。頁巖氣領(lǐng)域主要針對龍馬溪組海相頁巖氣開展勘探評價，針對陸相頁巖氣探索較少。近些年調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)在須家河時期，整個四川盆地為湖侵期，大部分為濱淺湖沉積，沉積物以細(xì)粒泥巖、頁巖為主，局部地區(qū)出現(xiàn)薄煤層少，部分地區(qū)發(fā)育三角洲，沉積物以砂巖為主，厚度達(dá)300m，呈由北西到南東逐漸減薄趨勢（關(guān)旭等，2022；圖2c）。陸相頁巖總有機(jī)碳（TOC）含量通常大于1.0%就被認(rèn)為是有利頁巖，大于2.0%則認(rèn)為是優(yōu)質(zhì)頁巖。四川盆地須家河組頁巖TOC含量整體較高，但各層段差異較大，從須家河組一段TOC等值線圖可知，該段TOC大于2.0%的區(qū)域主要分布在川東南涪陵—萬縣一帶及川西南雅安—樂山一帶，面積約3.1×104km2（陳果等，2019；圖2b），這些表明研究區(qū)具備頁巖氣形成良好的物質(zhì)條件。本次研究區(qū)沐川一帶三疊系須家河組巖性包括深灰色砂巖、粉砂巖、碳質(zhì)泥頁巖等，厚度20～120m（圖3b），須家河組覆蓋于雷口坡組之上，雷口坡組中部以灰?guī)r為主，上部為白云巖、含石膏白云巖夾膏溶角礫巖，作為須家河組地層底板具有較好的封閉特性。須家河組上覆地層為侏羅系自流井組和沙溪廟組，主要為灰褐色砂泥巖，該巖性段封閉性較好，能對須家河組地層內(nèi)烴源巖形成有效封蓋（王橋等，2022）。為了探索五指山-天宮堂構(gòu)造帶須家河組陸相頁巖氣資源潛力，中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心部署了頁巖氣調(diào)查井“川沐地1井”，實(shí)鉆結(jié)果與上述認(rèn)識基本一致，并在須家河組一段—二段發(fā)現(xiàn)頁巖氣顯示，目的層系埋深深度為2000m左右。

圖3 沐川地區(qū)五指山-天宮堂構(gòu)造地質(zhì)簡圖（a）及須家河組一段—二段煤系頁巖等厚圖（b）Fig.3 Geological map and isopach map of shale from the Xujiahe Formation first-second Member in Wuzhishan-Tiangogtang tectonic zone in Muchuan area

2 巖石物性特征

為了開展地球物理探測查明目標(biāo)地層深部結(jié)構(gòu)，首先需要對研究區(qū)巖石物性特征進(jìn)行分析。以研究區(qū)主要的巖石單位為對象，以鉆孔巖心標(biāo)本采集為主（川沐地1井鉆孔巖心），巖石露頭標(biāo)本采集為輔，按照不同時代的地層分類采集，每個采樣點(diǎn)單個地層的采樣數(shù)大于30塊，共采集到標(biāo)本203塊，電性測量采用加拿大生產(chǎn)的SCIP樣品巖心IP測試儀。根據(jù)測得電性分布規(guī)律以及目標(biāo)層位的探測精度，將研究區(qū)的巖石電性分布規(guī)律統(tǒng)計分為三類，包括砂泥巖，煤及碳質(zhì)泥頁巖、白云巖，三類巖石各用30塊標(biāo)本進(jìn)行物性測量成圖（圖4）。煤及碳質(zhì)頁巖電阻率是本次研究的重要目標(biāo)層位，其電阻率測量值也是三類巖性中最低的，電阻率測量值分布范圍為1～48.2Ω·m，68%的樣品的電阻率測量值低于20Ω·m（圖4b）。砂巖、泥巖是研究區(qū)分布范圍最廣的巖石類型，電阻率的測量值分布6.5～321Ω·m，85%的樣品電阻率測量值低于200Ω·m（圖4a），該類巖石的電阻率為中低阻異常。須家河組下伏地層為雷口坡組白云巖，電阻率測量普遍大于1000Ω·m，是典型的高電阻率異常（圖4c）。

圖4 沐川地區(qū)巖石標(biāo)本電阻率統(tǒng)計圖Fig.4 Resistivity statistical diagrams of rock samples of Muchuan area

3 寬頻大地電磁法有效性分析

3.1 數(shù)值模擬分析

為了驗(yàn)證BMT探測方法的有效性，需要進(jìn)行可靠的數(shù)值正演模擬，模擬采樣頻率為10400～0.01Hz（圖5a），通過正演數(shù)值模擬目標(biāo)地層的電性特征，分析探測方法對地質(zhì)模型的響應(yīng)，獲得可靠的理論支持（王橋等，2022）。根據(jù)研究區(qū)的構(gòu)造特征和“已知鉆孔”（圖5b）確定了正演模型構(gòu)造樣式為低緩的褶皺形態(tài)，物性統(tǒng)計結(jié)果認(rèn)為研究區(qū)的電性結(jié)構(gòu)整體上呈現(xiàn)三分異常特征“中低—低—高”，根據(jù)電性異常特征確定模型參數(shù)。將侏羅系砂巖作為第一電性層，將上三疊統(tǒng)須家河組3～6段的砂泥巖地層作為第二電性層，須家河組1～2段的煤及炭質(zhì)頁巖作為第三電性層，須家河組下部的雷口坡組灰?guī)r作為第四電性層（表1）。各層的厚度以須家河組底界面埋深圖為基礎(chǔ)，輔以研究區(qū)沐地1井柱狀圖的標(biāo)定，確定各層位的埋深，基本上可以確定合理有效的理論計算模型（圖6a）。

表1 沐川地區(qū)模型參數(shù)Table 1 Model parameter of Muchuan area

圖5 大地電磁測深法頻段分布（a）及沐地1井實(shí)鉆柱狀圖（b）Fig.5 Band distribution map of BMT and lithology column of Mudi 1 borehole

本文采用的是有限單元法進(jìn)行數(shù)值模擬，頻率分布3000～0.01Hz，合計42個頻點(diǎn)。從模型的正演結(jié)果來看，寬頻大地電磁測深（BMT）對模型的電性層位有良好的響應(yīng)，四個層位基本能夠很好地反映。選取一個典型的頻點(diǎn)（紅色△）正演測深曲線（圖6b），TE與TM兩個模式的視電阻率和相位均呈現(xiàn)基本相似的形態(tài)特征，僅在幅值大小上存在一定的差別（圖6b、6c），視電阻率曲線位K型曲線特征，相位曲線位Q型曲線特征。對數(shù)頻率范圍4～1.5，對數(shù)視電阻率幅值為2，相位分布在40°～50°，對數(shù)頻率范圍1.5～0.5，視電阻率則呈現(xiàn)了一個電阻率異常，這對應(yīng)了低電阻率的第二電性層位，頻率為1左右的時候呈現(xiàn)了視電阻率極小值，隨著頻率范圍的逐漸降低，視電阻率始終呈現(xiàn)為上揚(yáng)的形態(tài)。頻率1.5以下的相位曲線正好與視電阻率曲線呈現(xiàn)相反的特征。視電阻率剖面圖和相位剖面圖能更直觀地反映整個模型的正演效果，特別是視電阻率剖面圖。圖6d與圖6e，視電阻率剖面圖仍然呈現(xiàn)與單點(diǎn)測線曲線類似的形態(tài)特征，在幅值為1有一層低電阻率層，更低頻存在高電阻率異常，是第四層電性層的反映。TM模式視電阻率在低頻段存在多個局部“擾動”假異常，例如0～5km、15～20km一帶，但總體上與TE模式一樣，都能夠很好地反映理論模型的電性層位。如前所述，寬頻大地電磁法（BMT）可以有效地揭示理論模型的電性層位和結(jié)構(gòu)特征，特別是深部隱伏的具有低電阻率性質(zhì)的富有機(jī)質(zhì)頁巖層位。

圖6 理論模型正演計算結(jié)果Fig.6 Forward calculation results of the oretical model

3.2 方法試驗(yàn)效果

為了進(jìn)一步探索寬頻大地電磁法在頁巖氣探測中的有效性，厘定研究區(qū)一帶3000m以淺的深部結(jié)構(gòu)，部署了一條穿越“已知”鉆孔的BMT剖面，剖面方向?yàn)槟媳毕颍L8km，40個測點(diǎn)，點(diǎn)距200m按照均勻網(wǎng)格分布，鉆井“沐地1井”位于剖面4km處。數(shù)據(jù)采集使用加拿大鳳凰公司MTU-5A大地電磁儀和MTC-150磁探頭，布極方式為正南北與正東西，每個測點(diǎn)觀測時間2小時。全部測點(diǎn)的時間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換，計算獲得電、磁場自互功率譜；通過Robust估計（Egbert，1997；陳小斌等，2014，2017）估算獲得各測點(diǎn)的阻抗張量；利用MT Editor軟件對各測點(diǎn)的功率譜進(jìn)行自動／手動挑選，刪除質(zhì)量較差的功率譜，以改善視電阻率和阻抗相位曲線的光滑度。經(jīng)過上述處理，獲得了頻率范圍介于0.01～3000Hz的有效數(shù)據(jù)。反演采用Rodi and Mackie（2001）提出的非線性共軛梯度算法NLCG，該算法具有快速、穩(wěn)定及收斂等優(yōu)點(diǎn)。對40個測點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了精細(xì)的反演處理，獲得地下深度3000m的電性結(jié)構(gòu)剖面（圖7a）。

從試驗(yàn)剖面電性結(jié)構(gòu)來看，全區(qū)電性結(jié)構(gòu)可以分為三個近似連續(xù)可追蹤的電性層位，四個電性異常體，各電性體相對完整連續(xù)，斷層不發(fā)育。利用已知鉆孔沐地1井的實(shí)鉆資料，解譯出各電性層位（圖7b），1km深處為侏羅系與三疊系層位界線，1.5km深度為三疊系須家河組3～6段與1～2段層位界線，2km深度處為三疊系須家河組與三疊系雷口坡組層位界線，須家河組1～2段巖性為炭質(zhì)泥頁巖局部夾煤層，是典型的低阻電性層，鉆探顯示該層位有不同級別的氣顯，是本次研究的主要目標(biāo)層位。

圖7 沐川地區(qū)BMT試驗(yàn)剖面B—B’電性解譯圖Fig.7 Electrical interpretation of BMT B-B’test section in Muchuan area

通過上述理論模型正演分析和“已知”區(qū)方法試驗(yàn)，表明寬頻大地電磁法（BMT）能夠揭露3000m以淺的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，可以有效識別碳質(zhì)泥頁巖或煤層，解譯結(jié)果與實(shí)鉆吻合度高，可以用于本區(qū)頁巖氣探測，為頁巖氣選區(qū)及井位論證提供深部依據(jù)。

4 應(yīng)用效果及討論

上述“沐地1井”在2000m處遇三疊系須家河組富有機(jī)質(zhì)泥頁巖并有不同級別的氣顯，頁巖厚度260～390 m，TOC介于0.6%～2.0%，有機(jī)質(zhì)成熟度RO大于1.3%，屬于中等—好的烴源巖，這也證明了沐川地區(qū)三疊系陸相須家河組頁巖也同樣有著很好的成藏條件，五指山-天宮堂構(gòu)造是有利的頁巖氣勘探靶區(qū)。為了進(jìn)一步評價五指山-天宮堂構(gòu)造帶頁巖氣潛力，借鑒前人龍馬溪組勘探經(jīng)驗(yàn)，寬緩平臺、單斜、向斜核部等構(gòu)造部位有利于形成“連續(xù)性”頁巖氣甜點(diǎn)（葛祥英等，2021），那么沐川背斜東南方建全—龍華復(fù)向斜是否同樣有著良好的頁巖氣成藏條件？筆者在前期方法試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，穿越建全—龍華復(fù)向斜部署了一條BMT剖面，剖面方向近東西向，全長5.3km，共完成24個測點(diǎn)，點(diǎn)距200～300 m按照不均勻網(wǎng)格分布。對24個測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了精細(xì)反演處理，獲得地下深度3000m的電性結(jié)構(gòu)剖面（圖8a）。從整個電性剖面上來看，0～4km由淺至深電性層位表現(xiàn)出較好的繼承連續(xù)性，大體可以分為五個近似連續(xù)可追蹤的電性層位（C1、C2、C3、C4、C5）和兩個電性異常體（A1、A2），A1、A2電性異常體兩側(cè)具有明顯的電性異常差異，結(jié)合地表認(rèn)識推測為兩條斷層F1、F2，兩條斷裂對研究區(qū)一帶電性結(jié)構(gòu)具有顯著的控制作用。其中F2斷裂將研究區(qū)的地層分為兩個部分，斷裂以西沉積了侏羅系—三疊系的碎屑巖，地層穩(wěn)定連續(xù)，斷裂以東地層破碎，顯然該斷裂不僅控制了該區(qū)的構(gòu)造格架，還對地層的分布具有一定的控制作用。F1斷層以西的沉積穩(wěn)定區(qū)（里程0～4km），電性結(jié)構(gòu)主要為5個電性層位，電阻率幅值差異較大，五個電性層位為“中低電阻率層位C1—梯度變化層位C2—中高電阻率層位C3—低電阻率層位C4—高電阻率層位C5”。其中C5電性層電阻率幅值Lg（ρ）＞2.6，推測是三疊系雷口坡組碳酸鹽巖；C4層位電阻率幅值Lg（ρ）＜1.4，可能是碳質(zhì)泥頁巖引起的低阻異常，結(jié)合“沐地1井”的BMT剖面解譯結(jié)果，推測深度2000m的C4與C5的交界面可能是目的層位須家河組1～2段的富有機(jī)質(zhì)頁巖。

結(jié)合構(gòu)造條件及地質(zhì)風(fēng)險分析，考慮F1、F2斷層的安全距離，優(yōu)選了有利區(qū)并提供了建議鉆孔位置（沐地2井建議井位；圖8b）。該鉆井開孔于上侏羅統(tǒng)遂寧組，終孔于2400m下三疊統(tǒng)嘉陵江祖，獲得多層頁巖氣、天然氣顯示（具體指標(biāo)參數(shù)暫不予公布）。通過BMT剖面獲得的電性資料揭示出穩(wěn)定的富有機(jī)質(zhì)層位的分布以及良好的鉆井氣顯，說明五指山—天宮堂構(gòu)造帶低緩褶皺連片成藏的潛力很大，為陸相頁巖氣新區(qū)新層系的探索打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖8 沐川地區(qū)BMT C—C’剖面電性解譯圖Fig.8 Electrical interpretation of BMT C-C’section in Muchuan area

寬頻大地電磁法（BMT）可以利用其高效、經(jīng)濟(jì)以及“全頻段”的優(yōu)勢，定性地給出深部目標(biāo)層位展布情況，這在理論模型試算和“已知”區(qū)試驗(yàn)結(jié)果中有清晰地顯示。顯然，該方法能夠直觀有效地識別3000m以淺的地層結(jié)構(gòu)，雖然該方法可能并不能像地震勘探一樣定量地刻畫目的層的具體深度、厚度，但是該方法快速、經(jīng)濟(jì)、無損，可以有效確認(rèn)目的層的上覆地層和下伏地層之間的界面，為頁巖氣前期勘探提供先導(dǎo)依據(jù)。此外，探測案例表明，含氣性好的頁巖地層常常具有完整、連續(xù)分布或帶狀的低電阻率異常特征，而斷裂構(gòu)造發(fā)育，破碎帶明顯的地層其深部電性結(jié)構(gòu)往往是不連續(xù)的、高低相間的塊狀電阻率異常。因此，在頁巖氣鉆井選址時，應(yīng)該避開這些不連續(xù)的電性異常區(qū)，盡可能地選擇在連續(xù)分布的條帶狀低阻異常區(qū)。

5 結(jié)論

對于四川盆地盆緣城鎮(zhèn)、人口密集地區(qū)的頁巖氣勘探地區(qū)，寬頻大地電磁法（BMT）的高效、經(jīng)濟(jì)以及“全頻段”的優(yōu)勢在面向3000m以淺富有機(jī)質(zhì)頁巖層系勘探工作中所發(fā)揮到的作用，有望實(shí)現(xiàn)頁巖氣前期勘探的先導(dǎo)技術(shù)。本文通過區(qū)域頁巖氣成藏潛力分析以及寬頻大地電磁測深法（BMT）有效性試驗(yàn)得到以下結(jié)論：

（1）四川盆地西南緣沐川地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組作為四川盆地陸相頁巖氣勘探的新區(qū)新層系，具有良好頁巖氣資源前景。通過對前人資料的綜合研究，優(yōu)選了新區(qū)新層系的有利區(qū)，應(yīng)用寬頻大地電磁（BMT）探測揭示了研究區(qū)深部的結(jié)構(gòu)是較為穩(wěn)定的，層位連續(xù)、斷裂不發(fā)育，結(jié)合鉆井資料認(rèn)為須家河組在全區(qū)穩(wěn)定連續(xù)分布，須一段、須二段富有機(jī)質(zhì)頁巖有較大的厚度并且具有良好的頁巖氣顯示，全區(qū)可能具有良好的頁巖氣資源前景。

（2）寬頻大地電磁法（BMT）在新區(qū)新層系的探測中取得了非常好的應(yīng)用效果。在物性分析研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了理論模型正演數(shù)值模擬，通過“已知”鉆孔標(biāo)定方法試驗(yàn)，確定了該方法的適用性和有效性。進(jìn)一步利用寬頻大地電磁法（BMT）剖面擬定了研究區(qū)的深部構(gòu)造格局和層位空間展布，給出了目的層須家河組的埋深，解譯結(jié)果得到了鉆孔資料的驗(yàn)證。同時，證實(shí)了在3000m以淺頁巖氣探測方法中，寬頻大地電磁法（BMT）可以有效識別富有機(jī)質(zhì)頁巖層深度、厚度等空間展布特征，是一種快速、經(jīng)濟(jì)、無損有效的頁巖氣探測方法，可以為頁巖氣勘探提供決策依據(jù)，同時也為同類地質(zhì)情況頁巖氣探測提供應(yīng)用示范。

致謝：感謝中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心余謙教授級高級工程師對本文的指導(dǎo)，感謝匿名審稿老師提出的寶貴意見以及編輯部的大力支持。值此成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所建所60年之際，筆者也將此文獻(xiàn)給老一輩的地質(zhì)工作者，祝愿成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所永遠(yuǎn)輝煌。