大地电磁测深法在海相油气勘探中的应用及效果

吴学平

摘 要：南方海相地层是我国潜在的含油气领域，南方海相地层原始生油条件优越，有多套生、储、盖组合，但由于后期构造运动强烈，使得地层接触关系变得复杂，依靠单一的地震勘探已不能满足勘探需要。近年来，大地电磁测深法在南方海相油气勘探中越来越受到重视，通过地质综合解释，也取得了良好的地质效果，本文介绍了一个在大地电磁测深法在南方海相油气勘探中的应用实例。

关键词：南方海相;大地电磁测深;地质综合解释

1 前言

南方海相勘探因为南方地形复杂，开展地震勘探的成本高，特别是在灰岩覆盖区，还难以获得可靠的地震反射面。加大非地震勘探的比例，先通过成本较低的重、磁、电勘探手段逐步缩小靶区，然后开展地震勘探，已成为众多地球物理及地质专家们的共识。本文向大家介绍一个南方海相石油区块进行大地电磁测深勘探的实例。

2 EMAP在桑植-石门地区油气勘探中的地质效果  工区涉及张家界市的慈利县、桑植县和武陵源区，常德市的桃源县，怀化市的沅陵县和湘西州永顺县等市县。本项目共部署电法EMAP测线4条，测线总长度为453km。设计点距为1000m，在测线交叉处、圈闭及局部构造地区按照500m加密，设计EMAP总物理点数580个。主要地质任务：

（1）查明工区主要断裂展布规律及基底（元古界）起伏形态;

（2）查明区内主要电性界面的埋深及地层厚度;

（3）结合地震、重磁资料进行综合分析，讨论主要地层属性及深部构造特征，对该区油气勘探前景进行评价，为下步勘探部署提供依據。

2.1 区域地质概况

该区域基底固结形成于800百万年前的晋宁运动，基底之上沉积了震旦—侏罗系沉积盖层，最大厚度超过10000m，其中晚震旦世—志留纪为扬子陆表海海盆及其边缘，发育陆棚—盆地、碳酸盐岩台地及其台地边缘相带沉积，主要由浅海碳酸盐岩及碎屑岩组成，沉积厚度4000-6000m;泥盆纪—中三叠世属扬子—华南陆表海扬子海盆，发育浅海盆地、台地及台地边缘相带沉积，主要由浅海碳酸盐岩、膏盐岩及碎屑岩组成，沉积厚度2000-4000m;晚三叠世—侏罗纪末期为河湖—沼泽相沉积，沉积了一套以碎屑岩为主的前陆盆地型陆相地层，主要由砂泥岩及煤系地层组成，厚2000-3500m，是区内海相上组合沉积的区域盖层之一。

湘鄂西构造带位于中扬子湘鄂西褶皱带，全区可划分为5个构造单元，分别为中央复背斜、花果坪复向斜、宜都—鹤峰复背斜、桑植—石门复向斜及秭归复向斜。

2.2 地球物理-地质综合解释

根据剖面所示的电阻率结构，我们对电阻率剖面进行地质层位的划分。根据各剖面的地层分布及断裂带展布位置进行了构造分区。我们将工作区域分为了5个区，即南部隆起区、南部逆冲断陷区、中部隆起区、北部凹陷区及东部凹陷区。下面对各条剖面的解释成果进行描述。

2.2.1 EMAP02剖面综合解释

EMAP02线长145km（见图1），该剖面穿越了南部隆起区、南部逆冲断陷区、中部隆起区及北部凹陷区。

南部隆起区：分布在0-55km之间，地层主体电阻率大于10000欧姆米，该区岀露地层为元古代板溪群及冷家溪群的地层，局部地段分布低阻的白垩系地层，大于10000欧姆米的区域推测为太古代的老地层。

南部逆冲断陷区：分布在55-75km之间，该段电阻率在深度3000m-10000m之间存在一个低电阻区域，电阻率在2-50欧姆米之间，在上部存在一个高阻地层，电阻率大于1000欧姆米。根据地面地质及电阻率分布特征，我们认为该区是一个逆冲推覆带，推覆面在下寒武系地层内，上覆地层为奥陶系-中上寒武系的地层，下伏低阻体为寒武系地层，该段地层电阻率很低，可能是含水断裂带引起的。基底地层为元古代地层。

中部隆起区：分布在75-105km之间，该区从上之下为高-低-高的电阻率分布特征，上覆高阻地层应为奥陶系-中上寒武系的地层，低阻地层为下寒武系地层;该区高阻基底隆起是主要的特征，高阻体埋深在2000-3000m之间。高阻体推测为太古代的老基底隆起。

北部凹陷区：分布在105-145km之间，低电阻率带由南向北逐步加深，可以确定该区沉积盖层的厚度是由南向北逐步加大的。根据地面岀露地层及电阻率变化规律对该区的地层进行了规划，从上至下分布有泥盆系-二叠系地层（高阻层）、志留系地层（低阻层）、奥陶系-中上寒武系地层（高阻层）、下寒武系（低阻层）。

2.2.2 EMAP03剖面综合解释

EMAP03线长125km（见图2），该剖面穿越了南部隆起区、南部逆冲断陷区、中部隆起区及北部凹陷区，该剖面的总体结构与EMAP02线相同。

南部隆起区：分布在0-55km之间，为高阻的元古代地层。

南部逆冲断陷区：分布在55-75km之间，为低阻隐伏区，结构与EMAP02线类似。

中部隆起区：分布在75-90km之间，为一向北倾斜的高阻体。电阻率大于10000欧姆米。

北部凹陷区：分布在90-125km之间，沉积盖层由南向北逐步加深。高阻地层为奥陶系-中上寒武系的地层，低阻的为志留系、下寒武系的地层。

2.2.3 EMAP04剖面综合解释

EMAP04线长70km（见图3），该剖面穿越了南部隆起区、南部逆冲断陷区、中部隆起区及北部凹陷区。

南部隆起区：分布在0-25km之间，地表为2000-3000m的低阻层，为白垩系地层，下伏地层为高阻的元古代-太古代的基底。

南部逆冲断陷区：分布在25-45km之间，上覆地层为高阻层，地层厚度在2000-3000m之间，下伏地层为低阻隐伏区。

中部隆起区：分布在45-60km之间，基底埋深1000m左右，根据地表岀露的地层，盖层为下寒武系地层。下伏高阻层推测为震旦系-元古代地层。

北部凹陷区：分布在60-70km之间，电阻率为低-高-低-高的4层结构，对应的地层为志留系（低阻层）、奥陶系-中上寒武系（高阻层）、下寒武系（低阻层）与元古代-太古代的地层（高阻层）。

2.2.4 EMAP01面综合解释

EMAP01线长113km（见图4），该线是一条东西向的联络剖面。

中部隆起带：位于0-75km段，表层为中高阻的分化层（1000-2000m），下伏高阻体推测为太古代的高阻基底。

东部凹陷区：位于75-115km段，按照电阻率结构，可以分为4层：志留系（低阻层）、奥陶-中上寒武系（高阻）、下寒武系（低阻层）及震旦系-元古代（高阻）。从电性层的分布特征看，该区寒武系地层比较稳定，是进行页岩气勘探的有利区域。

2.3 取得的主要地质成果及认识

（1）本次电磁测深勘探对工作区内的电性结构有了明确的认识，该区中、古生界存在两个明显的低阻标志层：即志留系及下寒武系。

（2）以电磁测深资料為基础，进行了构造分区，将工作区内分成了5个构造单元：即南部隆起区、南部逆冲断陷区、中部隆起区、北部凹陷区及东部凹陷区。

（3）在南部逆冲断陷区、中部隆起区、北部凹陷区均存在下寒武系的低阻地层，均可作为古生代下组合油气勘探目标。但从地质构造及地层稳定性的角度考虑，首选靶区还是北部凹陷区，即慈利-张家界断裂以北的地区。

（4）东部凹陷区域，从电性层的分布特征看，低阻电性层稳定，说明该区寒武系地层比较稳定，也是进行页岩气勘探的有力区域。

3 结束语

南方海相油气勘探经历了近50年的勘探历程，以地震为主的重、磁、电等各种物探方法都使用过，大地电磁测深法是除地震勘探外，勘探精度较高的勘探方法，该方法勘探深度大，不受高阻层屛蔽，对低阻层反映灵敏，且设备轻便，从投入产出角度考虑，在该区应用大地电磁测深方法是比较经济的。特别是近年来，随着计算机运算速度的加快，三维电磁资料采集与处理方法逐步成熟，应加强这一领域的研究和投入。

参考文献

[1]白云山，熊成云，王传尚，等.雪峰隆起北部地区构造基本特征及与海相油气关系[J].华南地质与矿产，2010，（01）：68-75.

[2]汪启年，李涛，朱将波.雪峰山西侧深部构造的特征——来自大地电磁测深（MT）的新证据[J].地质通报，2012，（11）：1826-1837.