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松辽盆地北部石炭—二叠系底埋深综合物探预测技术

更新时间:2009-03-28

0 引言

据目前大量地质、古生物资料证实松辽盆地的石炭—二叠系未遭大面积区域变质,具较好二次生烃能力[1-3],查明松辽盆地石炭—二叠系的分布及埋深等特征,对油气勘探研究具有重要战略意义。松辽盆地北部开展了大量的地震、MT、钻探工作,前人通过地震预测石炭—二叠系底界埋深,但因为T5以下地震反射不清晰无法追踪石炭—二叠系底界埋深,MT为天然场低频信号较弱,深部分辨力较低,推测石炭—二叠系底界埋深误差较大。为了解决石炭—二叠系底界埋深,我们采用了大功率人工源广域电磁法,利用重力剥皮技术和重电约束反演推测石炭—二叠系底界埋深,取得了良好的地质效果。

1 地质概况

近年来,大庆油田在松辽盆地覆盖区基岩中,尤其是古中央隆起带基岩风化壳带中获得了工业气流,显示了基岩风化壳天然气勘探具较大潜力[1],同时也为后续盆地深部天然气勘探指明了方向。资料表明,松辽盆地石炭-二叠系烃源岩在东北地区纵向上分布广泛,受晚古生代区域大地构造格局控制。从野外露头调查情况看,松辽盆地及外围地区石炭-二叠系共发育4套烃源岩层,自上而下为上二叠统林西组(P3l)、中二叠统哲斯组(P2z)、上石炭统及下石炭统[3]

1.1 区域地质

松辽盆地是我国东北部的一个大型中、新生代陆相含油气盆地,产生在大型坳陷带内的一个坳陷区,盆地形状近似菱形,西临大兴安岭,北与小兴安岭为界,东部为张广才岭,南接华北北缘增生带。

在环太平洋构造域的发展演化的背景下,受到两种动力的影响和控制,一种为地壳深部地幔物质的热动力变化,上地幔上穹隆引起大陆初始张裂,另一种为太平洋板块向欧亚大陆东缘俯冲形成挤压作用。松辽盆地的形成和早期发育阶段主要受到第一种动力控制,盆地晚期发育阶段和萎缩阶段主要受第二种动力控制,两种动力性质的转化,盆地在发展过程中具有张力和压力两重性,表现为早期裂谷、中期坳陷、晚期萎缩褶皱的特征[4-5]

1.2 地层

松辽盆地地层前古生界—第四系均有分布(表1),按地震构造层分,T5(即中生代盆地的基底)以下,根据钻井资料分析,主要为石炭—二叠系,石炭系有通气沟组(C1t)、鹿圈组(C1l)及磨盘山组(C2m),二叠系有大石寨组(P1d)、哲斯组(P2z)及林西组(P3l)组成。

1 松辽盆地北部主要地层简表

Table 1 Main strata profile table in northern Songliao Basin

 

2 地球物理特征

松辽盆地石油地质勘查程度较高,进行了大量的地震、电法、重力等物探勘探工作[11],为综合物探推测石炭—二叠系底界埋深提供了良好的物探资料。地震T4(登娄库组(K1d)底)、T5(火石岭组(K1h)底)及其以上各反射层较清晰[11],但T5以下地震反射模糊,无法追踪到明显的反射层,利用地震资料无法确定石炭—二叠系底埋深。为了查明石炭—二叠系的分布及底埋深,初步查明石炭—二叠系的规模,利用重磁电约束反演技术确定其埋深。松辽盆地重磁1∶20万全覆盖[11],同时完成了大量的大地电磁(MT)法及新方法新技术广域电磁法,为计算石炭—二叠系的底埋深提供了物探手段[12]

2 松辽盆地地层岩物性一览表

Table 2 List of stratigraphic physical properties in Songliao Basin

 

3 方法技术

物性是物探异常与地质解释的桥梁,目标层是否具备物性差异是开展物探工作的前提条件。松辽盆地开展了大量的物性参数测定和统计工作[11],统计了钻井岩芯电阻率、测井电阻率及MT井旁电测深反演电阻率,较为清晰的反应地层岩石电性特征,为研究重电异常提供物性依据。通过松辽盆地测井电阻率及MT井旁反演电阻率(表2),可以看出地该区层岩石的电阻率变化规律是一致的,其总特征如下:

(1)为了提取目标层重力信息,采取重力正演,计算盖层T1~T5的重力效应,实测重力效应减去盖层重力效应得到目标层深部重力效应,定性分析引起重力异常的地质因素,为深部构造分析提供重力依据。

为了推测石炭—二叠系底界埋深采取以下研究思路:

(3)重电约束反演,以地质-地球模型为基础进行人机交互重电约束反演,反复调整模型使达到最小误差,得出合理地质模型,此模型为最终解释依据。

松辽盆地北部重力异常表现为高低相间,存在一个NNE向的杜尔伯特重力低,剥离T5以上重力以后重力低异常范围变小,中部重力高连成一片,说明了大庆—林甸一线为基底隆起区。松辽盆地北部重力剥离T5以上重力异常(图2)呈现“中间重力高,东西两翼重力低”的特征,反映了中间基底隆起。

2018年早些时候,森图斯从田纳西州获得许可,未来能够在技术和制造中心开展试验工作。因此,该公司决定将离心机的开发工作集中到技术和制造中心,未来将不再需要K-1600。

(2)对广域电磁法进行二维反演,利用其垂直分层能力,结合地震、钻孔、地质资料建立地质-地球物理模型。广域电磁法对深部具有良好的分辨能力,抗干扰能力强,分析广域电磁法地球物理场特征,定量分析石炭—二叠系引起的电场效应,定量计算其底界深度。

3.1 重力剥皮

剥离技术,是指利用一种地球物理资料把另一种地球物理场中部分界面或异常体的效应进行剥离,然后对剩余部分的界面或异常体进行数据处理的技术。

松辽盆地北部有大量的高精度地震资料和钻孔资料已经确定了松辽盆地北部T1~T5各界面的埋深,结合物性资料正演计算地面-T1、T1~T2、T2~T3、T3~T4、T4~T5重力异常,实测重力场减去地面至T5地层重力效应,就得到了目标层石炭—二叠及深部的重力异常(图2),对其进行进一步数据处理,定性及定量解释目标层。剥离以后消除了盖层引起的重力效应,为解决深层上古界岩性和分布特征提供深层重力信息。

利用地震、钻孔或其他物探方法成果中能高精度确定浅部地层的几何属性(上界面、下界面或厚度)的长处,先进行浅部地层的正演计算,并将其从实测布格重力异常(图1)中剥离出来(实测重力场减去浅部地层重力效应),从而可以获得剥离界面以下反映深部地层和起伏引起的重力目标异常,精确提取目标层异常对其进行进一步的数据处理,以达到精细反演目标层。

知识管理过程包括知识的收集、传播、共享和创新,应用到自主学习的管理中,我们可以把基于知识管理的自主学习管理策略设计分成以下四个步骤:确定学习目标、资料收集、创设知识转化情境与学习评价,分别从准备阶段、实施阶段和评价阶段进行阐述。

  

图1 松辽盆地北部布格重力异常平面图Fig.1 Bouguer gravity map in northern Songliao Basin

平泉市乡土树种资源丰富,但很多树种没有充分利用,主要制约因素是大规模繁育技术问题。要配置形式多样的植物景观,需要多种植物,有些植物能否适应当地环境还有待于研究。平泉市过去绿地景观建设较少,设计没有可供借鉴的模式,所用植物种类有限,所以对于建设后绿化植物的管护经验不足。

  

图2 松辽盆地北部重力剥离T5以上重力异常平面图Fig.2 Gravity anomaly map of gravity stripping above T5 in northern Songliao Basin

3.2 广域电磁法

广域电磁法属人工源频率测深,在CSAMT法基础上发展起来的一种新方法新技术,采用了一种新的计算大地视电阻率——广域电阻率的方法[13]。广域电磁法突破了必须在远区测量的限制,能在非远区测量电场分量提取视电阻率,大大扩展了人工源频率域电磁法的探测深度和应用范围,发射功率大,发射电流可达100A,抗干扰能力强。广域电磁法测量频率范围8192Hz~5/512Hz,可探测深度可达7km,松辽盆地北部广域电磁法2线二维反演电阻率断面图(图3),测线经过已知钻孔来62、来63和杜614,来62井完钻井深757.36m,钻遇T5底界基底岩性石英闪长岩,来63井完钻井深846.57m,钻遇T5底界基底岩性灰色花岗岩,杜614井完钻井深1197.97m,钻遇钻遇T5底界基底岩性白色花岗岩。在二维反演电阻率断面图上钻孔均遇高阻,高阻系花岗岩引起,在其高阻下存在低阻体,推测系二叠系中的林西组和哲斯组引起,说明深部存在石炭—二叠系,低阻体连续可追踪,推测石炭—二叠系连续分布在广域电磁法2线;深部其高阻连续稳定,高阻起伏反应了前石炭系构造特征,高阻边界为石炭—二叠系底界。前石炭系电阻率表现为高阻,前石炭系稳定连续分布,规模大,广域电磁法有明显响应,广域电磁法可以推测石炭—二叠系底埋深。

基于机器学习的生命体征监测系统可以分为四大模块[2]:数据采集模块、数据管理模块、网络通信模块、预测与分析模块。

6个月复查时去片UCVA≤0.8组、>0.8组眼轴长度分别为(25.35±0.77)mm和(25.07±0.77)mm,增长量分别为0.28~0.50(0.07±0.15)mm和-0.27~0.44(0.11±0.15)mm,通过协方差分析,2组眼轴增长差异无统计学意义(F=0.18,P=0.67),主要与基础眼轴长度相关(F=5.08,P=0.03),并不受分组影响(F=0.16,P=0.69)。

3.3 重电约束反演

广域电磁法、地震具有良好的分层能力,垂直分辨力较高,但T5以下地震反射不清晰,反射界面追踪较困难,T5以上以地震为主建模,T5以下以广域电磁法为主建模,结合磁法、物性、钻井、地质等资料建立地质-地球物理模型。以此模型进行重力人机交互反演,在反演过程中密度参数以实测密度变化范围为约束,地层厚度以变化不超过30%为约束,当拟合误差最小是反演结束,该模型为最终解释模型,完成最终综合解释图(图4)。从图4可以发现石炭—二叠系底界埋深海拔在-2500m~-6000m之间,中间埋深浅,两侧埋深深。

  

图3 松辽盆地北部广域电磁法2线二维反演电阻率断面图Fig.3 Resistivity tomography section of No.2 line two-dimensional inversion of wide area electromagnetic method in northern Songliao Basin

  

图4 松辽盆地北部广域电磁法2线综合解释图Fig.4 The Comprehensive interpretation map of No.2 lines of wide area electromagnetic method in northern Songliao Basin1—白垩系—第四系2—二叠系泥板岩3—石炭—二叠系4—前石炭系5—闪长岩6—花岗岩7—断层8—剩余重力异常曲线9—重力拟合曲线

4 结论

通过在滨北地区开展广域电磁法,利用广域电磁法垂直分层能力高的特点,克服了地震在T5以下不清晰的缺点,结合地震、重磁、物性、地质和钻孔等资料,进行重电约束反演,开展综合解释,推测出石炭—二叠的底埋深。将该技术应用到整个松辽盆地,为加快石炭—二叠系深层油气勘探奠定了方法技术基础。

参考文献

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赵福海,王导丽,张明鹏,詹少全,陈中,余云春
《矿产与地质》 2018年第01期
《矿产与地质》2018年第01期文献

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