大地電磁測深法在海相油氣勘探中的應用及效果

吳學平

摘 要：南方海相地層是我國潛在的含油氣領域，南方海相地層原始生油條件優越，有多套生、儲、蓋組合，但由于后期構造運動強烈，使得地層接觸關系變得復雜，依靠單一的地震勘探已不能滿足勘探需要。近年來，大地電磁測深法在南方海相油氣勘探中越來越受到重視，通過地質綜合解釋，也取得了良好的地質效果，本文介紹了一個在大地電磁測深法在南方海相油氣勘探中的應用實例。

關鍵詞：南方海相;大地電磁測深;地質綜合解釋

1 前言

南方海相勘探因為南方地形復雜，開展地震勘探的成本高，特別是在灰巖覆蓋區，還難以獲得可靠的地震反射面。加大非地震勘探的比例，先通過成本較低的重、磁、電勘探手段逐步縮小靶區，然后開展地震勘探，已成為眾多地球物理及地質專家們的共識。本文向大家介紹一個南方海相石油區塊進行大地電磁測深勘探的實例。

2 EMAP在桑植-石門地區油氣勘探中的地質效果 ?工區涉及張家界市的慈利縣、桑植縣和武陵源區，常德市的桃源縣，懷化市的沅陵縣和湘西州永順縣等市縣。本項目共部署電法EMAP測線4條，測線總長度為453km。設計點距為1000m，在測線交叉處、圈閉及局部構造地區按照500m加密，設計EMAP總物理點數580個。主要地質任務：

（1）查明工區主要斷裂展布規律及基底（元古界）起伏形態;

（2）查明區內主要電性界面的埋深及地層厚度;

（3）結合地震、重磁資料進行綜合分析，討論主要地層屬性及深部構造特征，對該區油氣勘探前景進行評價，為下步勘探部署提供依據。

2.1 區域地質概況

該區域基底固結形成于800百萬年前的晉寧運動，基底之上沉積了震旦—侏羅系沉積蓋層，最大厚度超過10000m，其中晚震旦世—志留紀為揚子陸表海海盆及其邊緣，發育陸棚—盆地、碳酸鹽巖臺地及其臺地邊緣相帶沉積，主要由淺海碳酸鹽巖及碎屑巖組成，沉積厚度4000-6000m;泥盆紀—中三疊世屬揚子—華南陸表海揚子海盆，發育淺海盆地、臺地及臺地邊緣相帶沉積，主要由淺海碳酸鹽巖、膏鹽巖及碎屑巖組成，沉積厚度2000-4000m;晚三疊世—侏羅紀末期為河湖—沼澤相沉積，沉積了一套以碎屑巖為主的前陸盆地型陸相地層，主要由砂泥巖及煤系地層組成，厚2000-3500m，是區內海相上組合沉積的區域蓋層之一。

湘鄂西構造帶位于中揚子湘鄂西褶皺帶，全區可劃分為5個構造單元，分別為中央復背斜、花果坪復向斜、宜都—鶴峰復背斜、桑植—石門復向斜及秭歸復向斜。

2.2 地球物理-地質綜合解釋

根據剖面所示的電阻率結構，我們對電阻率剖面進行地質層位的劃分。根據各剖面的地層分布及斷裂帶展布位置進行了構造分區。我們將工作區域分為了5個區，即南部隆起區、南部逆沖斷陷區、中部隆起區、北部凹陷區及東部凹陷區。下面對各條剖面的解釋成果進行描述。

2.2.1 EMAP02剖面綜合解釋

EMAP02線長145km（見圖1），該剖面穿越了南部隆起區、南部逆沖斷陷區、中部隆起區及北部凹陷區。

南部隆起區：分布在0-55km之間，地層主體電阻率大于10000歐姆米，該區岀露地層為元古代板溪群及冷家溪群的地層，局部地段分布低阻的白堊系地層，大于10000歐姆米的區域推測為太古代的老地層。

南部逆沖斷陷區：分布在55-75km之間，該段電阻率在深度3000m-10000m之間存在一個低電阻區域，電阻率在2-50歐姆米之間，在上部存在一個高阻地層，電阻率大于1000歐姆米。根據地面地質及電阻率分布特征，我們認為該區是一個逆沖推覆帶，推覆面在下寒武系地層內，上覆地層為奧陶系-中上寒武系的地層，下伏低阻體為寒武系地層，該段地層電阻率很低，可能是含水斷裂帶引起的。基底地層為元古代地層。

中部隆起區：分布在75-105km之間，該區從上之下為高-低-高的電阻率分布特征，上覆高阻地層應為奧陶系-中上寒武系的地層，低阻地層為下寒武系地層;該區高阻基底隆起是主要的特征，高阻體埋深在2000-3000m之間。高阻體推測為太古代的老基底隆起。

北部凹陷區：分布在105-145km之間，低電阻率帶由南向北逐步加深，可以確定該區沉積蓋層的厚度是由南向北逐步加大的。根據地面岀露地層及電阻率變化規律對該區的地層進行了規劃，從上至下分布有泥盆系-二疊系地層（高阻層）、志留系地層（低阻層）、奧陶系-中上寒武系地層（高阻層）、下寒武系（低阻層）。

2.2.2 EMAP03剖面綜合解釋

EMAP03線長125km（見圖2），該剖面穿越了南部隆起區、南部逆沖斷陷區、中部隆起區及北部凹陷區，該剖面的總體結構與EMAP02線相同。

南部隆起區：分布在0-55km之間，為高阻的元古代地層。

南部逆沖斷陷區：分布在55-75km之間，為低阻隱伏區，結構與EMAP02線類似。

中部隆起區：分布在75-90km之間，為一向北傾斜的高阻體。電阻率大于10000歐姆米。

北部凹陷區：分布在90-125km之間，沉積蓋層由南向北逐步加深。高阻地層為奧陶系-中上寒武系的地層，低阻的為志留系、下寒武系的地層。

2.2.3 EMAP04剖面綜合解釋

EMAP04線長70km（見圖3），該剖面穿越了南部隆起區、南部逆沖斷陷區、中部隆起區及北部凹陷區。

南部隆起區：分布在0-25km之間，地表為2000-3000m的低阻層，為白堊系地層，下伏地層為高阻的元古代-太古代的基底。

南部逆沖斷陷區：分布在25-45km之間，上覆地層為高阻層，地層厚度在2000-3000m之間，下伏地層為低阻隱伏區。

中部隆起區：分布在45-60km之間，基底埋深1000m左右，根據地表岀露的地層，蓋層為下寒武系地層。下伏高阻層推測為震旦系-元古代地層。

北部凹陷區：分布在60-70km之間，電阻率為低-高-低-高的4層結構，對應的地層為志留系（低阻層）、奧陶系-中上寒武系（高阻層）、下寒武系（低阻層）與元古代-太古代的地層（高阻層）。

2.2.4 EMAP01面綜合解釋

EMAP01線長113km（見圖4），該線是一條東西向的聯絡剖面。

中部隆起帶：位于0-75km段，表層為中高阻的分化層（1000-2000m），下伏高阻體推測為太古代的高阻基底。

東部凹陷區：位于75-115km段，按照電阻率結構，可以分為4層：志留系（低阻層）、奧陶-中上寒武系（高阻）、下寒武系（低阻層）及震旦系-元古代（高阻）。從電性層的分布特征看，該區寒武系地層比較穩定，是進行頁巖氣勘探的有利區域。

2.3 取得的主要地質成果及認識

（1）本次電磁測深勘探對工作區內的電性結構有了明確的認識，該區中、古生界存在兩個明顯的低阻標志層：即志留系及下寒武系。

（2）以電磁測深資料為基礎，進行了構造分區，將工作區內分成了5個構造單元：即南部隆起區、南部逆沖斷陷區、中部隆起區、北部凹陷區及東部凹陷區。

（3）在南部逆沖斷陷區、中部隆起區、北部凹陷區均存在下寒武系的低阻地層，均可作為古生代下組合油氣勘探目標。但從地質構造及地層穩定性的角度考慮，首選靶區還是北部凹陷區，即慈利-張家界斷裂以北的地區。

（4）東部凹陷區域，從電性層的分布特征看，低阻電性層穩定，說明該區寒武系地層比較穩定，也是進行頁巖氣勘探的有力區域。

3 結束語

南方海相油氣勘探經歷了近50年的勘探歷程，以地震為主的重、磁、電等各種物探方法都使用過，大地電磁測深法是除地震勘探外，勘探精度較高的勘探方法，該方法勘探深度大，不受高阻層屛蔽，對低阻層反映靈敏，且設備輕便，從投入產出角度考慮，在該區應用大地電磁測深方法是比較經濟的。特別是近年來，隨著計算機運算速度的加快，三維電磁資料采集與處理方法逐步成熟，應加強這一領域的研究和投入。

參考文獻

[1]白云山，熊成云，王傳尚，等.雪峰隆起北部地區構造基本特征及與海相油氣關系[J].華南地質與礦產，2010，（01）：68-75.

[2]汪啟年，李濤，朱將波.雪峰山西側深部構造的特征——來自大地電磁測深（MT）的新證據[J].地質通報，2012，（11）：1826-1837.