连续电磁剖面法探测油气藏有利构造区——以若羌凹陷南部阿尔金山前区为例
赵亮
大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江 大庆 163712

作者简介: 赵亮(1981-),男,工程师, 硕士,主要从事塔里木盆地东部若羌凹陷石油地质综合研究与勘探工作。E-mail:zzll5834@163.com

摘要

阐述了连续电磁剖面法(CEMP) 在若羌凹陷南部阿尔金山前的应用。阿尔金山前由于地形起伏大,电磁静态效应严重,地下电阻率变化大,应用Robust处理、静校正、带地形二维连续介质反演成像的CEMP处理方式,反演精度高,符合实际情况。通过地震、非地震优势互补,联合攻关,建立构造解释模型,深化了地质结构认识,明确了阿尔金断裂系左行扭动走滑运动造成山前发育3组平行于阿尔金山的北东东走向断裂,山前凹陷整体呈现凹隆相间的构造格局,推测阿尔金山向若羌凹陷方向长距离逆掩推覆,元古界地层逆掩到中生界地层之上,阿尔金山前可能掩覆着厚度大、埋藏深、成熟度相对较高的侏罗系地层。

关键词: 连续电磁剖面法; 电性特征; 若羌凹陷; CEMP预测; 逆冲推覆; 阿尔金山前区
中图分类号:P631 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2015)04-0673-05
The application of continuous electromagnetic profiling method to the exploration of oil and gas: A case study of Ruoqiang sag in Altun forelands
ZHAO Liang
Exploration and Development Research Institute of Daqing Oilfield Co., Ltd., Daqing 163712, China
Abstract

The application of continuous electromagnetic profiling (CEMP) to Ruoqiang sag of the southern Altun Mountains is described in this paper. Because of the undulating landform, static electromagnetic effect is serious, and underground resistivity varies considerably. Robust processing applications, static correction and CEMP handling with terrain two-dimensional continuum inversion imaging can yield high inversion precision in line with the actual situation. Making full use of the complementary advantages of seismic and non-seismic survey, the author established the structural interpretation model so as to deepen the understanding of the geological structure. It is detected that the left twisting slip of the Altun fault system caused the formation of piedmont 3 groups of NEE-striking faults parallel to the Altun Mountains, and that the strike slip movement caused the piedmont depression to exhibit the concave and convex tectonic pattern of the Altun Mountains in Ruoqiang sag. It is inferred that the long distance overthrust nappe towards Ruoqiang Sag made the Proterozoic Paleozoic strata thrust onto the Mesozoic strata, and therefore Altun forelands possibly have covered Jurassic strata characterized by large thickness, great burial depth and relatively high maturity.

Keyword: continuous electromagnetic profiling method; electrical characteristics; Ruoqiang sag; CEMP prediction; thrust nappe; Altun forelands

若羌凹陷靠近阿尔金山前地区, 地层倾角大, 地形恶劣, 进行地震资料采集和处理技术难度大, 以往采集到的地震资料品质较差, 不能指导研究。此次开展以地层间电性差异为基础的电磁法勘探, 通过二维连续介质反演成像获得地下电性结构特性, 建立相关地质模型[1], 进行地球物理资料的综合地质解释, 提高了地质解释的可信度, 为开展若羌凹陷山前带的分析工作提供了可靠的地质、地球物理信息。

1 测区地质、地球物理概况

若羌凹陷位于塔里木盆地东南部, 北以车尔臣断裂为界, 南抵阿尔金山, 西连且末凸起, 东接罗布庄凸起, 表现为北高南低, 呈北东东向展布, 发育第四系、新近系、古近系、白垩系和侏罗系地层, 地面大部分被第四系覆盖。阿尔金山山前有老地层出露, 多条CEMP测线分布在中生界地层出露区(图1)。

图1 若羌凹陷中生界底面构造及剖面布置

由首支电阻率曲线统计, 第四系地层表现为高阻, 古近系、新近系地层总体表现为低阻, 白垩系、侏罗系地层为次高阻, 基底元古界地层表现为高阻[2](表1)。另外, 根据若羌凹陷内若参1井、若参2井电性资料[3], 第四系地层电阻率为10~200 Ω · m; 侏罗系地层电阻率为7~80 Ω · m, 地层起伏大, 厚度变化大; 元古界地层电阻率大于100 Ω · m。总体上, 中生界地层表现为次高阻, 元古界地层表现为高阻。地层在垂向上具有明显的电性特征, 为研究地层接触关系提供了地球物理前提条件。

表1 若羌凹陷CEMP勘探视电阻率统计
2 CEMP资料处理

数据处理采用先进的Robust估算技术求取共轭张量阻抗元素。当近乎高斯分布的电磁噪声背景上频繁地附加上“ 异常” 数据时, 给出理想的无偏阻抗估计值的一个行之有效的办法就是对CEMP阻抗函数进行无偏Robust估计。该方法采用M-估计回归算法和希尔伯特变换去除异常噪声的影响[4]

静校正采用应用人工智能微调法, 取同一频点的视电阻率剖面与已知地质构造对比, 判别视电阻率沿剖面的高低起伏是否与已知构造相对应[5]。校正时, 注意相邻测点视电阻率应连续变化, 按变化趋势进行人工智能校正, 使曲线首支与实测情况吻合, 追踪工区内稳定低阻电性标志层。

静较正处理前原始视电阻率断面(图2)中局部畸变异常较多, 等值线陡立密集, 忽高忽低[6]。经过手动校正和低通滤波后的视电阻率剖面(图3), 静态位移得到了有效校正, 除了局部畸变异常, 断面中电性结构清楚, 静位移影响得到了很好地压制, 视电阻率值横向变化规律性明显保持了校正前的变化趋势[7]

反演方法应用二维连续介质反演, 以一维连续介质反演的结果为初始模型, 反复迭加, 得到解释断面, 考虑了电性的横向变化, 所以精度高, 反演结果更加符合实际[8]

图2 TDN12E-407线原始视电阻率断面

图3 TDN12E-407线静校正后视电阻率断面

3 CEMP与地震资料的联合解释

根据地层电阻率的对应关系和地区构造背景, 阿尔金山前表层高阻下方发育多个古隆, 造成低阻中生界地层厚薄相间分布的特征, 地表出露的低阻层则是阿尔金逆掩推覆断裂的前缘[9]。以TDN12E-407线为例(图4a), 在139~152、164~176号点附近等值线存在较为清楚的扭曲与分层界线错断, 推测应为多组背冲断层, 这组断层发育在阿尔金北缘断层之下的逆冲断裂体系; 99~127、139~170号点受这些逆冲断裂影响, 发育一系列背冲构造, 即古隆发育, 因此, 解释为在阿尔金山表层逆掩推覆构造下发育的地垒— 地堑交替出现的构造模式[9]。另外, 在167~223号测点之间, 浅层电阻20~100 Ω · m, 与中生界地层对应, 低阻之下有高阻存在; 139~170号测点之间整体电阻大于100 Ω · m, 对应基底变质岩地层; 87~139号测点之间边部发育两个低阻区和中部发育高阻区。综合构造解释与地层电阻率变化情况, TDN12E-407线解释出两个中生界地层发育区, 一个基底隆起区[10]

CEMP解释成果可以用与其重合的地震资料进行验证, 对地震测线不能实施或地震品质较差地区, 用CEMP解释成果来衔接地震测线; 这样, 地震测线与CEMP解释成果可以有效衔接。如图4所示, 地震测线TD05-493反映北部具有凹陷结构, 南部向上翘倾(图4b); 向南翘倾部位衔接TDN12E-407线(图4a); 二者综合, 预测若羌凹陷到阿尔金山前南北方向发育4个凹槽带, 3个隆起带(图4c)。

中新生代以来, 阿尔金断裂系表现为明显的左行扭动走滑, 阿尔金山大幅度隆升, 塔东南地区大幅度沉降, 受走滑体系的影响, 中新生代阿尔金大断裂是一组大致相互平行的断裂构成的复式断裂带[11]。 CEMP 资料明确了阿尔金断裂系左行扭动走滑给若羌凹陷造成的影响, 造成阿尔金山前有3组雁列状平行于阿尔金山的断裂, 总体呈北东东走向, 在若羌凹陷范围延伸距离较大, 形成山前凹隆相间的构造格局。

CEMP资料证实, 阿尔金山向若羌凹陷山前长距离逆掩推覆, 导致元古界地层逆掩到中生界地层之上, 中生界为主的低阻层向山前加厚, 断隆内表现为厚薄相间的分布。

图4 阿尔金山前地质结构(地震与CEMP联合预测)

4 阿尔金山前有利区预测

CEMP构造图与若羌凹陷构造图拼合, 认为地表出露的低阻层是阿尔金山逆掩推覆断裂前缘, 阿尔金山向若羌凹陷山前长距离逆掩推覆距离达 12 km, 掩盖至少2 000 km2中生界地层, 厚度在1 500 ~4 000 m, 埋深大于5 000 m。结合阿尔金山前其格勒克地区和江尕勒萨依露头源岩, 认为杨叶组上段烃源岩为暗色湖相泥岩, 下段为煤系泥岩, 自下而上, 暗色泥岩增多。暗色泥岩有机碳含量2.73%~4.67%; 氯仿沥青A含量0.02%~0.025%; 镜质体反射率一般为0.8%, 为成熟烃源岩。据陆相泥岩有机质丰度评价标准, 杨叶组上段属好烃源岩。杨叶组下段煤系泥岩有机碳含量平均为5.2%; 氯仿沥青A含量0.022%~0.05%; 生烃潜力为6.06~6.66 mg/g, 为好烃源岩[12], 说明油气发生过垂向、近距离运移, 后期挤压抬升作用使部分地层遭受剥蚀而出露地表, 也说明阿尔金山前掩盖的中生界杨叶组地层已达到成熟。

图5 若羌凹陷不同剖面二维连续介质反演与解释成果

通过CEMP资料研究, 若羌凹陷北部若参1井区整体表现为走滑特征(图5c), 中部江尕勒萨依地区和南部其格勒克地区具有逆掩推覆特征(图5a、b), 并且, 江尕勒萨依地区逆掩推覆所派生的褶皱逆冲构造圈闭有较好的成藏条件, 统计有利区带圈闭6个, 面积280 km2(见图1)。

5 结论

(1) 通过CEMP处理和解释, 明确了若羌凹陷阿尔金山前发育一套以中生界为主的低阻层, 具有凹隆相间的构造格局并向山前加厚, 断隆内表现为厚薄相间分布。

(2) 综合应用CEMP与地震资料, 成果互为补充、互相验证。地震资料验证CEMP成果真实性; 在地震测线不能实施或地震品质较差地区, 用CEMP解释成果来衔接地震测线。

(3) 阿尔金山体向若羌凹陷逆掩推覆量巨大, 形成平行于阿尔金山, 北东向雁列状展布断裂, 江尕勒萨依地区逆掩推覆所派生的褶皱逆冲构造圈闭有利油气成藏。

此次利用连续电磁剖面法与地震资料联合攻关, 克服了山前地震实施困难、资料品质差的难题, 获得高阻地层下由浅层至深层的地质信息, 取得较好的地质效果, 提高了勘探效率, 节省了勘探投资。此应用方法对我国中西部造山带山前复杂构造区的勘探应有较大的推广价值。

The authors have declared that no competing interests exist.

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