阵列电磁波岩性探测技术在吉林延吉盆地油气勘查中的应用.docx
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阵列电磁波岩性探测技术在吉林延吉盆地油气勘查中的应用
阵列电磁波岩性探测技术在吉林延吉盆地油气勘查中的应用
雷振英
（美达地球物理新技术开发有限公司）
2012年5月，为开发吉林省延吉盆地油田资源，受中北能源有限公司叶智强总经理的委托，我们利用阵列电磁波岩性探测（ArrayPetro-Sonde）法，对吉林省延吉盆地进行了探测工作。
工作目的是在微重力测量提供负异常中心高点上布置测点，进行APS测量，查明工区地下地层岩性、探测中生界各套电性层的沉积厚度、油储地层埋深情况，为工区部署钻探提供参考依据。
延吉盆地包括延吉市、龙井市及龙井市北部的一部分,形态呈正方形。
该盆地具有二隆二坳的构造格局,即西部隆起区、中央坳陷带、太平隆起带、东部坳陷带。
其中中央坳陷由莲花洞单斜、朝阳川凹陷、龙湖断鼻、勇敢新凸起4个二级构造单元组成；东部坳陷由清茶馆凹陷、德新凹陷2个二级构造单元组成。
由盆地的地质资料可见，工区的第四系直接覆盖于新第三系上新统地层之上，上新统地层下见白垩系、侏罗系和元古界地层。
盆地基底为华力西期花岗岩以及石炭-二叠系灰岩、板岩、火山碎屑岩。
盆地内地层从下至上为:
上侏罗统屯田营组、长财组；下白垩统头道组、铜佛寺组、大砬子组；上白垩统龙井组；及第四系。
侏罗系上统以北东向火山喷发盆地、火山隆起和断裂相间展布为特征，白垩系下统发育北东向的火山洼地和断裂为主要特征。
区内断裂有NNE、NE、NEE和NWW向四组，主要受北东东向的断裂所控制。
APS测深是利用天然电磁波进行测深的一种新物探方法，它与通常方法（如CSAMT、MT、TEM等）属综合积分效应类方法不同，属于精细微分效应类方法。
它是利用太阳风辐射到地球上的等离子流，与地球磁场发生作用所形成的一系列复杂的电磁波垂直投向地球表面，产生的大地电磁场。
电磁脉冲在向地下传播的过程中，与不同岩性的地层界面作用时，形成反辐射脉冲垂直向上传播。
这种反辐射脉冲带有地下岩层的岩性及成分信息，并且它的反射频率是对应岩层界面深度的函数。
大地对电磁波传播具有低频窗口性质。
因此，应用低频窗口的理论，在地面上用仪器探测这个带有地下岩层界面深度和岩性信息反射到地面的二次电场，从而达到探测地下岩层和构造的目的。
APS法的基础是电型场理论。
理论模型中认为初始入射场为TM零阶模和TM一阶模天然电磁波，并且具有波导场的性质。
APS法是利用了波导电型场的特性，测量垂直电场Ez，它包含了地层界面面电荷的信息，由此取得了最高的对地层的分辨率。
采用APS-6仪器系统。
系统具有8个测量通道，采样频率为7Hz－8000Hz可程控选择，其低频细化频段为0.001～3.5Hz。
APS曲线峰值高低相对于地层电阻率较高或较低是APS法解释的基本原则。
峰值高低反映了地层相对电阻率的大小，地层界面处曲线峰值突变。
APS曲线性态变异也与岩性相关。
圆滑宽缓表示岩性均匀，高低峰交替表示岩性不太均匀，窄带代表薄互层，宽带代表厚层。
APS曲线可区分电性层的电性相对高低，即区分相对的高阻层及低阻层，在一定条件下也可推断地层的岩性特征，即区分砂泥岩地层或火山岩地层等等。
APS所采集的信息是代表了地下某一深度处地质体的电性参数和几何参数的量值大小，各种地质现象在APS探测结果中表现为曲线形态上的差异。
当地下地层发生变化时，APS探测量值存在较大的变化，APS曲线具有不同的异常形态。
因此，可利用APS探测与解释技术预测岩性。
在对测区内已知井地质分层资料与APS曲线对照效核的情况下，所确定的岩电界面可相当于地层界面。
储层划分是在岩性认别的基础上，选择上有盖层（泥岩或致密层）下有隔层（泥岩或致密层）的具有有效孔隙的岩层为储层。
APS-6测量系统的主要特点：
（1）APS仪器系统采样频率为7Hz～8000Hz可程控选择，其低频细化频段为0.0005Hz～1.75Hz。
利用阵列同步测量技术，实现实时同源剖面式覆盖测量，系统能给出重复性好、再现性强的数据资料；
（2）采用无需接地的板式电场传感器，适合于任何地表地形地质条件，可在干燥的沙漠及坚硬的水泥或柏油路面的地面条件下工作，工作灵活方便。
（3）独特的抗工业电干扰和人文干扰措施及特大容量的数据采集量和现场可视化数据遥测模式，使该系统在大干扰区亦能工作。
（4）采用归一化和振幅均衡及微分处理技技术，得到电场分量随频率和介质电性参数变化的无量纲量，从而有利于APS资料的解释。
2012年5月6日～2012年5月31日对工区进行APS测量作业，测量工作主要是是在微重力测量提供异常中心高点上布置了25个测点及在太平隆起带上布置了三条剖面（15个测点）、在大砬子地区布置了3个测点，进行APS测量，工作布置见图1，工作量见表1。
表1APS测试工作量
构造位置
测线及测点
德新凹陷
延14、龙1、龙2、龙3、延8、Y8-N、Y8-DN、延18、Y18-1、Y18-2、Y18-3、Y18-4、Y18-5、Y18-6、德新井、德新-1
朝阳川凹陷
延17、Y17-1、Y17-2、Y17-3、延参1、YC1-1
清茶馆凹陷
延12、Y12-1、Y12-2
太平隆起带
LI线：
延参1、YC1-1、T1、T2、T14、T3、T15
L2线：
Y17-3、延17、T4、T5、T6、T7、T8、延12
L3线：
T9、T10、T11、T12、T13、Y18-1、延14
大砬子地区
D1、D2、D3
总计完成了43个测深点的工作量。
图1APS测量工作布置图
对APS数据采用振幅均衡和归一化振幅处理，得到电场分量随频率和介质电性参数变化的无量纲量，归一化振幅最大为1000。
APS测深解释深度到4000m。
工作成果及解释
（一）延14井-龙1-龙2-龙3
1、地层
各测点地层底界面推断深度（m）
地层名称
地层代号
延14
龙1
龙2
龙3
白垩系大砬子组
K1d
1150
860
570
800
白垩系铜佛寺组
K1t
2140
2135
2050
2030
火成岩超覆体
侏罗系及基岩
J3
2、各测点油气层预测（层）
地层名称
地层代号
延14
龙1
龙2
龙3
白垩系大砬子组
K1d
1
1
1
1
白垩系铜佛寺组
K1t
6
5
5
7
火成岩超覆体
侏罗系及基岩
J3
3
3
5
7
3、龙1井地层
白垩系中统大砬子组地层顶界深度：
290m；
白垩系中统铜佛寺组地层顶界深度：
1150m；
侏罗系上统地层顶界深度：
2140m。
基岩顶界深度：
2530m。
4、龙1井油气层预测
（1）白垩系下统大砬子组地层中含油气3层：
580～585m；1025～1030m；1080～1090m。
（2）白垩系下统铜佛寺组地层中含油3层：
1210～1225m；1790～1810m；2105～2110m。
（3）侏罗系上统及基岩地层中含油4层：
2320～2330m；2690～2710m；2990～3000m；3430～3440m。
（二）延8井组APS测试结果
1、地层
各测点地层底界面推断深度（m）
地层名称
地层代号
延8
Y8-N
Y8-DN
白垩系大砬子组
K1d
1155
905
820
白垩系铜佛寺组
K1t
2445
2330
2245
火成岩超覆体
侏罗系及基岩
J3
2、各测点油气层预测（层）
地层名称
地层代号
延8
Y8-N
Y8-DN
白垩系大砬子组
K1d
1（气）
白垩系铜佛寺组
K1t
7
4
4（气2层）
火成岩超覆体
侏罗系及基岩
J3
3
4
3
（三）延18-1～延18-6APS测深结果
1、地层
表1延18组剖面各测点地层底界面推断深度（m）
地层名称
地层代号
Y18-2
Y18
Y18-1
Y18-3
Y18-4
Y18-5
Y18-6
白垩系大砬子组
K1d
1470
1170
890
970
900
810
850
白垩系铜佛寺组
K1t
2360
2140
1800
1880
1470
1130
1550
火成岩超覆体
2910
1870
1820
侏罗系及基岩
J3
2、油气层预测（层）
地层名称
地层代号
Y18-2
Y18
Y18-1
Y18-3
Y18-4
Y18-5
Y18-6
白垩系大砬子组
K1d
3
3
2
1
2
2
2
白垩系铜佛寺组
K1t
2
4
3
6
2
4
火成岩超覆体
5
3
8
侏罗系及基岩
J3
7
5
11
9
8
7
10
（四）德新井与德新-1井
1、地层
白垩系下统大砬子组地层顶界深度：
150m；
白垩系下统铜佛寺组地层顶界深度：
1000m。
2、德新-1井油气层
白垩系下统大砬子组地层中含气2层：
490～510m；530～545m。
白垩系下统铜佛寺组地层中含油5层：
1215～1222m；1410～1420m；1655～1670m；1760～1770m；1822～1830m。
（五）延17井组APS测深结果
1、地层
延17井组各测点地层底界面推断深度（m）
地层名称
地层代号
Y17-3
Y17-2
Y17
Y17-1
白垩系大砬子组
K1d
950
1125
810
890
白垩系铜佛寺组
K1t
1270
1900
1600
1660
火成岩超覆体
2150
侏罗系及基岩
J3
2、各测点油气层预测（层）
地层名称
地层代号
Y17-3
Y17-2
Y17
Y17-1
白垩系大砬子组
K1d
1
3
3
2
白垩系铜佛寺组
K1t
1
4
3
3
火成岩超覆体
5
侏罗系及基岩
J3
6
10
9
7
（六）延12井组APS测试结果
1、地层
延12井组各测点地层底界面推断深度（m）
地层名称
地层代号
延12
Y12-1
Y12-2
白垩系大砬子组
K1d
680
1210
460
白垩系铜佛寺组
K1t
2110
2550
1820
火成岩超覆体
侏罗系及基岩
J3
2、各测点油气层预测（层）
地层名称
地层代号
延12
Y12-1
Y12-2
白垩系大砬子组
K1d
1
2
1
白垩系铜佛寺组
K1t
7
5
5
火成岩超覆体
侏罗系及基岩
J3
5
7
6
（七）L1线APS测深结果
1、地层
L1线剖面各测点地层底界面推断深度（m）
地层名称
地层代号
YC1
YC1-1
T1
T2
T14
T3
T15
白垩系大砬子组
K1d
1660
670
420
420
530
720
890
白垩系铜佛寺组
K1t
2450
1320
1550
1520
1200
1580
1700
火成岩超覆体
2490
侏罗系及基岩
J3
2、L1线剖面各测点油气层预测（层）
地层名称
地层代号
YC1
YC1-1
T1
T2
T14
T3
T15
白垩系大砬子组
K1d
白垩系铜佛寺组
K1t
4
2
2
2
1
2
4
火成岩超覆体
14
4
侏罗系及基岩
J3
3
6
8
2
5
6
（八）L2线APS测深结果
1、地层
L2线剖面各测点地层底界面推断深度（m）
地层名称
地层代号
Y17-3
Y17
L2T4
L2T5
L2T6
L2T7
L1T8
Y12
白垩系大砬子组
K1d
950
810
805
500
670
700
840
760
白垩系铜佛寺组
K1t
1270
1600
1545
1260
1520
1505
1380
火成岩超覆体
2140
3150
侏罗系及基岩
J3
2、L2线剖面各测点油气层预测（层）
地层名称
地层代号
Y17-3
Y17
T4
T5
T6
T7
T8
Y12
白垩系大砬子组
K1d
1
3
1
1
白垩系铜佛寺组
K1t
2
3
3
2
2
2
6
火成岩超覆体
5
12
侏罗系及基岩
J3
6
9
8
7
4
4
1
7
（九）L3线T9-T13-Y14井APS剖面
1、地层
L3线剖面各测点地层底界面推断深度（m）
地层名称
地层代号
T9
T10
T11
T12
T13
Y18-1
Y14
白垩系大砬子组
K1d
485
680
360
510
760
890
750
白垩系铜佛寺组
K1t
920
1240
1050
1365
1620
1810
2250
火成岩超覆体
--
--
侏罗系及基岩
J3
1380
1440
2、L3线剖面各测点油气层预测（层）
地层名称
地层代号
T9
T10
T11
T12
T13
Y18-1
Y14
白垩系大砬子组
K1d
1
1
2
1
白垩系铜佛寺组
K1t
2
1
2
3
6
火成岩超覆体
11
11
侏罗系及基岩
J3
1
4
5
5
11
3
（十）大砬子测点组APS测试结果
1、工区位置及测点布置
2、地层
各测点地层底界面推断深度（m）
地层名称
地层代号
D1
D2
D3
白垩系大砬子组
K1d
690
805
710
白垩系铜佛寺组
K1t
1290
1580
1500
火成岩超覆体
1990
2310
2580
侏罗系及基岩
J3
3、各测点油气层预测（层）
地层名称
地层代号
D1
D2
D3
白垩系大砬子组
K1d
1
1
1
白垩系铜佛寺组
K1t
1
2
2
火成岩超覆体
4
4
4
侏罗系及基岩
J3
4
4
3
结论及建议
1、根据APS曲线特征，工区勘探剖面纵向分布可划分为以下5个电性层。
地层分为近地表的第四系、白垩系上统龙井组、白垩系下统大砬子组和铜佛寺组、侏罗系上统地层。
在铜佛寺组地层下，自垩系下统泉水村组存在中性喷发岩和酸性侵入岩，主要为安山岩、安山角砾熔岩和花岗岩；在侏罗系上统屯田营组存在岩浆喷发岩，主要由安山岩、安山角砾熔岩、安山集块岩及流纹岩、凝灰岩，局部夹有正常碎屑岩沉积等组成。
基底主要由晚华力西期花岗岩、辉长岩、花岗闪长岩、闪长岩、黑云母花岗岩和古生界残留的变质岩条带间互组成。
2、朝阳川凹陷区内延17井测点一带铜佛寺组底界埋深约为1200～1900m；清茶馆凹陷区内延12井测点一带铜佛寺组底界埋深约为1800～2500m；德新凹陷区内延14井测点一带铜佛寺组底界埋深约为2000～2200m；延8井测点一带铜佛寺组底界埋深约为2200～2500m；延18井测点一带铜佛寺组底界埋深约为1100～2300m。
3、发现11处测点下有火成岩超覆体，如下表所示。
所述地段是寻找火成岩油气藏的有利地带。
地层名称
地层代号
Y18
Y18-4
Y18-5
Y17-3
L1T14
L2T8
白垩系大砬子组
K1d
1170
900
810
950
530
840
白垩系铜佛寺组
K1t
2140
1470
1130
1270
1200
火成岩超覆体
2910
1870
1820
2150
2490
3150
侏罗系及基岩
J3
地层名称
地层代号
L3T9
L3T10
D1
D2
D3
白垩系大砬子组
K1d
485
680
690
805
710
白垩系铜佛寺组
K1t
920
1240
1290
1580
1500
火成岩超覆体
--
--
1990
2310
2580
侏罗系及基岩
J3
1380
1440
4、注重在德新凹陷东南部浅部找气的同时，重点可放在德新凹陷西及西北隆起带边缘深部找油、在火成岩中找油。
例如：
龙1、龙3、延18-5、延18-4、延18-3……；朝阳川凹陷的延参1-1、延17-3、延17……；清茶馆凹陷的延12-1……；L2线T8、L3线T9、T10。
5、在有条件时，采取《微重力测量+高精度磁力测量+电磁波岩性频谱测深》组合方法勘查技术，应用高精度磁力测量圈定火成岩的分布范围，应用微重力测量有效地圈定油气藏的高丰度圈闭，在高磁异常与微重力负异常相吻合的圈闭上，应用电磁波岩性频谱测深确定储油气层沿深度断面上的变化形态。
2012年8月9日～2012年8月21日对延吉盆地工区进行APS测量作业，测量工作主要是是在微重力测量提供的三处重力异常上，共布置了41个测点，工作量见下表,工作布置见下图。
APS测试工作量
重力异常位置
测线及测点
任化村异常区
任1-1、任1-2、任1-3，任2-1、任2-2、任2-3；
任6-1、任6-2、任6-3，任7-1、任7-2、任7-3，任8-1、任8-2；
任9-1、任9-2、任9-3，任10-1、任10-2、任10-3，任11-1
任11-2、任11-3；任12-1、任12-2，任13-1、任13-2，任14-1、任14-2
延17异常区
延17-4-1、Y17-4-2、Y17-4-3；Y17-5-1、延17-5-2、延17-5-3
延17-6-1、延17-6-2、延17-6-3
德新异常区
德新2、德新3、德新4
总计完成了41个测深点的工作量。
任化村重力异常区、延17重力异常区和德新重力异常区的APS测量测点布置见下图。
对APS数据采用振幅均衡和归一化振幅处理，得到电场分量随频率和介质电性参数变化的无量纲量，归一化振幅最大为1000。
APS测深解释深度到4000m。
工作成果及解释：
（一）任化村重力异常区
1、任1-1、任1-2、任1-3与任2-1、任2-2、任2-3
（1）地层
各测点地层顶界面推断深度（m）
地层
任1-1
任1-2
任1-3
任2-1
任2-2
任2-3
K1d
290
300
300
300
290
300
K1t
1560
1580
1580
1540
1520
1510
K1Ln
J3
2350
2360
2360
2340
2340
2320
基岩
3000
3050
3050
3030
3020
3020
（2）各测点油气层预测（层）
地层
任1-1
任1-2
任1-3
任2-1
任2-2
任2-3
K1d
5
5
5
5
5
5
K1t
6
6
6
7
5
6
K1Ln
J3
3
3
4
5
5
5
基岩
3
3
3
2
3
3
任化村重力异常区APS测点布置图
延17重力异常区APS测点布置图
德新重力异常区APS测点布置图
（3）各测点APS测深解释
任1-1、任1-2、任1-3与任2-1、任2-2、任2-3测点APS测深解释结果见图4～图9。
2、任6-1、任6-2、任6-3、任7-1、任7-2、任7-3、任8-1、任8-2
（1）地层
各测点地层顶界面推断深度（m）
地层
任6-1
任6-2
任6-3
任7-1
任7-2
任7-3
K1d
240
240
235
260
260
240
K1t
1510
1520
1510
1520
1520
1490
K1Ln
J3
2280
2300
2300
2300
2290
2290
基岩
3000
3000
2985
2940
2940
2940
各测点地层顶界面推断深度（m）
地层
任8-1
任8-2
K1d
210
210
K1t
1520
1520
K1Ln
J3
2320
2300
基岩
3000
2940
（2）各测点油气层预测（层）
地层
任6-1
任6-2
任6-3
任7-1
任7-2
任7-3
K1d
6
5
5
5
5
5
K1t
4
4
5
4
4
4
K1Ln
J3
4
3
4
3
3
3
基岩
3
3
3
4
4
4
（2-1）各测点油气层预测（层）
地层
任8-1
任8-2
K1d
5
4
K1t
3
5
K1Ln
J3
3
2
基岩
4
3
（3）各测点APS测深解释
任6-1、任6-2、任6-3与任7-1、任7-2、任7-3、任8-1、任8-2测点APS测深解释结果见图10～图17。
3、任9-1、任9-2、任9-3、任10-1、任10-2、任10-3、任11-1、任11-2、任11-3
（1）地层
各测点地层顶界面推断深度（m）
地层
任9-1
任9-2
任9-3
任10-1
任10-2
任10-3
K1d
260
260
270
260
250
250
K1t
1520
1520
1520
1520
1520
1530
K1Ln
J3
2250
2270
2280
2300
2290
2300
基岩
2960
2910
2910
2940
2920
2960
各测点地层顶界面推断深度（m）
地层
任11-1
任11-2
任11-3
K1d
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