張明玉，沈偉，方石，季煥成，張雷，張斌，徐文秀

1.中國石油新疆油田公司，新疆克拉瑪依834000;2.新疆萬盾能源科技有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依834000；3.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長春130061；4.吉林大學(xué)東北亞生物演化與環(huán)境教育部重點實驗室，長春130061；5.油頁巖與共生能源礦產(chǎn)吉林省重點實驗室，長春130061；6.海相儲層演化與油氣富集機(jī)理教育部重點實驗室，北京100083;7.中國石油新疆油田分公司風(fēng)城油田作業(yè)區(qū)，新疆克拉瑪依834000

0 引言

準(zhǔn)噶爾盆地西北緣油氣資源豐富，是盆地內(nèi)重要的產(chǎn)油區(qū)。目前已在西北緣發(fā)現(xiàn)了十余個油田[1]。本次研究的夏南斜坡區(qū)位于盆地西北緣烏夏斷裂帶夏子街油田內(nèi)。近年來在夏南斜坡區(qū)目的層段鉆遇多口工業(yè)油流井，但勘探成功率不高，僅通過沉積、構(gòu)造等方面的工作分析目標(biāo)圈閉的含油氣性困難較大，存在較大的勘探風(fēng)險。這是因為烏夏斷裂帶二疊系、三疊系和侏羅系的油氣藏類型多樣，包括斷層油氣藏、背斜油氣藏、不整合油氣藏、巖性油氣藏和復(fù)合油氣藏等。造成這一局面的主要原因就是其復(fù)雜的地質(zhì)背景。經(jīng)歷多期改造的烏夏斷裂帶不僅構(gòu)造復(fù)雜[2]，而且沉積相種類較多，相變劇烈，橫向差異大[3]，同時多套地層存在不同程度的剝蝕。多期不同性質(zhì)的構(gòu)造活動可以形成斷裂和背斜控制的油氣藏[4]，相變劇烈的沉積環(huán)境為形成巖性油氣藏創(chuàng)造了條件。局部不整合面可以溝通斷層為油氣運移提供通道[5]，在地層尖滅處可形成不整合油氣藏[2]。構(gòu)造、不整合以及沉積相帶等多種因素均影響了油氣藏的形成，導(dǎo)致該地區(qū)油氣成藏控制因素復(fù)雜多變，致使烏夏斷裂帶經(jīng)歷了數(shù)十年的勘探，至今對這種復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及油氣聚集規(guī)律還未完全揭示[6]，使得該區(qū)的勘探風(fēng)險很大。希望開展復(fù)電阻率法檢測夏南斜坡區(qū)的含油氣性，通過分析目的層電性--極化性的異常，指示烴類的展布特征，直接給出油氣藏含油性的風(fēng)險評價。目前復(fù)電阻率法已應(yīng)用至十多個油氣田，取得了良好的勘探效果[7]，已經(jīng)成為圈閉含油氣性檢測的有效方法。目前單從地質(zhì)信息分析研究區(qū)目標(biāo)圈閉的含油氣性難度較大，相比之下在地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上開展復(fù)電阻率法評估圈閉含油氣性的風(fēng)險，為后期評價部署提供參考，可以明顯降低鉆探風(fēng)險。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

研究區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣東北部，屬于西部隆起烏夏斷裂帶。向北靠近哈拉阿拉特山，西部為克百斷裂帶，南部為瑪湖凹陷，東部為石英灘凸起(圖1)。地理位置位于夏子街油田南部，距克拉瑪依市烏爾禾鎮(zhèn)東約40 km。

據(jù)已有鉆井資料，研究區(qū)地層自下而上發(fā)育有二疊系、三疊系、侏羅系及白堊系，其中三疊系發(fā)育百口泉組(T1b)、克下組(T2k1)、克上組(T2k2)和白堿灘組(T3b)，深度范圍大致為1 600～2 600 m。二疊系與三疊系、三疊系與侏羅系、侏羅系與白堊系為區(qū)域性不整合接觸。研究區(qū)屬于沖斷帶，主要經(jīng)歷了晚海西、印支和燕山等構(gòu)造運動。烏夏斷裂帶在晚海西期由造山伸展過渡至強(qiáng)烈擠壓變形的構(gòu)造環(huán)境[8]。整個印支期繼承了擠壓逆沖的特點，發(fā)育了大型疊瓦沖斷系統(tǒng)[9]。燕山期仍繼承了一定的構(gòu)造特征，但作用的強(qiáng)度明顯減小。總體上看，三疊紀(jì)之前的構(gòu)造活動較強(qiáng)，在此之后逐漸減弱，最后趨于穩(wěn)定[8]。研究區(qū)三疊系發(fā)育扇三角洲--湖泊沉積體系，巖性主要為灰色、灰綠色、褐色細(xì)砂巖、砂礫巖、含礫粗砂巖、泥巖及粉砂質(zhì)泥巖。整體上經(jīng)歷了氣候由干變濕的湖侵過程[10]。目前，研究區(qū)已有30余口鉆井，其中有6口工業(yè)油流井，主要為構(gòu)造油氣藏和構(gòu)造--巖性油氣藏。其油源位于下部二疊系，由斷裂疏導(dǎo)進(jìn)入三疊系中成藏。

2 復(fù)電阻率檢測法、數(shù)據(jù)采集及質(zhì)量評價

復(fù)電阻率法利用儲層的激發(fā)極化異常來檢測圈閉或異常區(qū)域的含油氣性，是一種地面勘探電法[11]。通過對地下低頻--超低頻基波的振幅--相位譜的高精度測量，研究被探測目標(biāo)的電極化效應(yīng)和近區(qū)電磁場效應(yīng)所引起的譜參數(shù)異常，利用可極化物質(zhì)的體積含量、粒度分布與各譜參數(shù)的相關(guān)性，結(jié)合油氣成藏規(guī)律，建立異常識別模式，判斷油氣的相對富集區(qū)和富集中心，以降低勘探風(fēng)險[11--13]。

野外施工使用的是加拿大鳳凰公司的大功率V8系統(tǒng)，包括發(fā)電--發(fā)射機(jī)組和接收機(jī)兩個部分。野外完成測線3條，分別為CR01線、CR02線、CR03線，完成測線總長23 km(圖2)。CR01線過夏90、夏檢311、夏15井，線長13.7 km；CR02線過夏90、夏檢302井，線長3.3 km；CR03線過夏89、X3010井，線長6 km?？碧酱翱跒? 300～2 750 m，包含研究區(qū)整個三疊系。

圖2 夏南斜坡區(qū)復(fù)電阻率法油氣檢測分析項目測線部署圖Fig.2 Test line deployment of oil and gas detection and analysis project of complex resistivity method in Xianan slope area

按勘察技術(shù)規(guī)范，在野外數(shù)據(jù)采集前，進(jìn)行了儀器盒子的標(biāo)定工作。標(biāo)定中使用的電纜、設(shè)備及各項技術(shù)指標(biāo)與野外實測時一致。經(jīng)檢查，標(biāo)定的相位譜和電阻率譜曲線規(guī)則、光滑，符合要求，可用于系統(tǒng)底數(shù)校正(圖3，圖4)。

圖3 V8接收機(jī)標(biāo)定電阻率及相位譜圖Fig.3 V8 receiver calibration resistivity and phase spectrum

圖4 V8TMR電流采樣盒標(biāo)定電阻率及相位譜圖Fig.4 Calibration resistivity and phase spectrum of V8TMR current sampling box

應(yīng)用T200大功率聯(lián)機(jī)測試，進(jìn)行4個接收盒子(12個電道)SIP法采集一致性測試，一致性測定選擇AB供電距900 m，MN接收距300 m，觀測頻率0.015 Hz～128 Hz，供電電流60 A，測試結(jié)果表明儀器一致性良好(圖5，圖6)，滿足復(fù)電阻率法采集要求。

圖5 V8接收機(jī)一致性電阻率譜對比圖Fig.5 Comparison chart of V8 receiver consistency resistivity spectrum

圖6 V8接收機(jī)一致性相位譜對比圖Fig.6 Comparison chart V8 receiver consistent phase verse spectrum

為了給后期數(shù)據(jù)處理提供準(zhǔn)確可靠的資料，在野外采集時對資料質(zhì)量進(jìn)行了評價，對全區(qū)的資料質(zhì)量進(jìn)行控制。評價標(biāo)準(zhǔn)為：一級點為曲線光滑無跳點和穿道現(xiàn)象的資料；二級點為曲線形態(tài)光滑，存在個別畸變點或穿道現(xiàn)象，經(jīng)過適當(dāng)編輯后不影響資料反演處理的資料；三級點為存在多個畸變點或穿道現(xiàn)象，可能會對后期處理造成一定干擾的資料(圖7)。野外完成98個采集排列，原始曲線共1 176條，按照資料評價標(biāo)準(zhǔn)對資料進(jìn)行了質(zhì)量評價。評價結(jié)果一級點1176個，一級品率97.2%；二級點26個，二級品率2.2%；三級點7個，三級品率0.6%。根據(jù)質(zhì)量評估的結(jié)果，本次采集的野外數(shù)據(jù)可以滿足進(jìn)一步處理分析的需要。

圖7 復(fù)電阻率法資料評價標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.7 Data evaluation standard curve of complex resistivity method

3 數(shù)據(jù)反演

3.1 反演方法

復(fù)電阻率(CR)法數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，即轉(zhuǎn)入室內(nèi)數(shù)據(jù)處理階段。本次采用譜曲線擬合反演，利用Cole--Cole模型建立本區(qū)地電頻譜曲線，通過相位、振幅譜曲線與模型譜曲線擬合分離出視充電率和電磁電阻率參數(shù)[11,14,15]。曲線擬合使用的數(shù)學(xué)計算方法是高斯--牛頓最小二乘法，目標(biāo)函數(shù)的迭代收斂精度是1%，各參數(shù)反演的百分標(biāo)準(zhǔn)差以目標(biāo)函數(shù)剩余差值和最后一次迭代系數(shù)矩陣之逆矩陣構(gòu)成的協(xié)方差矩陣計算給出。

3.2 反演穩(wěn)定性及誤差分析

為檢查資料反演處理結(jié)果的客觀性，按剖面總數(shù)的3%抽取剖面進(jìn)行重新反演，檢查反演結(jié)果與原始反演結(jié)果必須滿足以下條件的反演結(jié)果才是穩(wěn)定的，即：參數(shù)斷面圖上異常無丟失；參數(shù)斷面圖上異常形態(tài)大體一致或相似；參數(shù)斷面圖上異常響應(yīng)與客觀實際相符。

通過反演處理得到電磁電阻率、電磁相位比、視頻率相關(guān)系數(shù)、視時間常數(shù)、視電阻率、視充電率等參數(shù)。將三條剖面交點位置的各參數(shù)進(jìn)行誤差統(tǒng)計，各參數(shù)的誤差控制在5%以內(nèi)。

4 數(shù)據(jù)分析

4.1 異常閥值的標(biāo)定

本次解釋以視充電率、電磁電阻率為復(fù)電阻率法異常的組合解釋參數(shù)。視充電率ms剖面所反映出參數(shù)特征對解釋油氣藏的賦存具有較直接的指示作用，而電磁電阻率(ρω)參數(shù)可以指示有利區(qū)電性特征，作為輔助參數(shù)進(jìn)行綜合分析。本次主要選定夏90、夏063、夏66、夏15、夏檢302、夏16、夏檢311、夏89井這8口井進(jìn)行試油層段與各復(fù)電阻率法剖面上的視充電率值、電磁電阻率值進(jìn)行標(biāo)定，建立本區(qū)油水關(guān)系和視充電率值、電磁電阻率值的對應(yīng)關(guān)系(圖8)，為下步反演剖面上其他位置復(fù)電阻率法異常劃分奠定基礎(chǔ)。

圖8 視充電率與電磁電阻率交匯圖版Fig.8 Intersection chart of apparent charging rate and electromagnetic resistivity

根據(jù)單井標(biāo)定繪制了視充電率和電磁電阻率交匯圖版，確定視充電率值9%做為評價研究區(qū)是否具備油氣的復(fù)電阻率法異常下限閥值，高于該值的區(qū)域，解釋為有利的油氣異常區(qū)，低于該值的區(qū)域，則不具備油氣異常。而油氣層電磁電阻率多表現(xiàn)為中低值特征，閥值9 Ω·m，油氣富集區(qū)多處于低于該閥值的區(qū)域。

4.2 剖面異常的展布特征

根據(jù)標(biāo)定結(jié)果(圖8)，對3條測線的視充電率參數(shù)進(jìn)行了復(fù)電阻率法異常識別(圖9，圖10，圖11)，CR01線剖面圈定出視充電率異常4個，CR02線圈定出視充電率異常3個，CR03線剖面圈定出視充電率異常5個，共計復(fù)電阻率法異常12個。

CR01線剖面中部視充電率值較低，高值分布在測線兩端，西部高值異常深度在2 400～2 800 m，東部高值異常深度在1 600 m附近，異常呈條帶狀且方向與地層傾向一致(圖9)。共劃分高視充電率異常4個，編號CR01--1至CR01--4。CR01--1號異常視充電率值為10%±，電磁電阻率值為8～10 Ω·m。該異常范圍較小，橫向位于樁號4 800至5 400之間，深度2 200 m±，屬于T2k2層。該異常位于測線邊部，向西或有延續(xù)。CR01--2號異常視充電率值9%～12%， 電磁電阻率值7～9 Ω·m。異常呈條帶狀，橫向位于樁號3 900至5 700之間，橫向跨度較大，深度2 600～2 800 m，考慮到電法檢測縱向分辨率問題，將該異常解釋為T1b層異常。CR01--3號異常視充電率值10%～14%，電磁電阻率值為8～10 Ω·m。異常呈條帶狀，橫向位于樁號6 900至8 400之間，深度2 600 m±，屬于T1b層。異常區(qū)內(nèi)已試油井夏90獲日產(chǎn)油1.2 t，與該異常匹配。CR01--4號異常視充電率值9%～15%，電磁電阻率值為1～5 Ω·m。位于樁號16 500～18 600，異常深度在1 400～1 600 m之間，根據(jù)層位標(biāo)定，該異常跨T1b、T2k1、T1k2層，異常范圍內(nèi)有已鉆井夏063、夏15、夏65井，異常與三口井試油結(jié)果匹配較好。

圖9 夏南斜坡區(qū)CR01線異常劃分Fig.9 Abnormal division of CR01 line in Xianan slope area

圖10 夏南斜坡區(qū)CR02線異常劃分Fig.10 Abnormal division of line CR02 in Xianan slope area

CR02線剖面中部視充電率值較高，剖面南部高值異常深度2 400～2 600 m，向北異常深度變淺，至夏檢302井異常深度為1 800 m±，與地層上傾方向一致(圖10)。共劃分高視充電率異常3個，編號CR02--1、CR02--2、CR02--3。CR02--1號異常視充電率值9%～11%，電磁電阻率值為4～9 Ω·m。異常位于平面樁號5 400～6 900，深度2 600 m，屬于T1b異常。CR02--2號異常視充電率值9%～10%，電磁電阻率值3～8 Ω·m。異常位于樁號6 900～7 600，深度1 600 m至1 900 m，屬T2k1和T1b的綜合異常。CR02--3號異常視充電率值9%～10%，電磁電阻率值3～8Ω·m。異常位于樁號7 600～8 700，深度1 600 m至1 900 m，屬T2k1和T1b的綜合異常。

CR03線視充電率值表現(xiàn)為兩端高中間低的特征，剖面深度2 400 m以下存在零星分布的小幅度高值異常(圖11)。該測線共劃分高視充電率異常5個，編號CR03--1至CR03--5。CR03--1號異常視充電率值9%～12%，電磁電阻率值2～3 Ω·m。異常位置位于樁號4 500～5 100，深度1 600 m±，屬于T2k2層。CR03--2號異常視充電率值9%～10%，電磁電阻率值3～4 Ω·m。異常位置位于樁號5 100～5 700，深度1 800 m±，屬于T2k2層，異常范圍內(nèi)有已鉆井X3010，與其試油結(jié)果匹配較好。CR03--3號異常視充電率值在9%～13%，電磁電阻率值在5～6 Ω·m。異常位置位于樁號4 200～5 700，深度2 200 m±，屬于T2k1和T1b層。CR03--4號異常視充電率值9%～10%，電磁電阻率值6～7 Ω·m。異常位置位于樁號5 100～5 800，深度2 200 m±，屬于T2k1和T1b層，異常范圍內(nèi)有已鉆井X3010，與其試油結(jié)果匹配較好。CR03--5號異常視充電率值9%～12%，電磁電阻率值7～9 Ω·m。異常位置位于樁號9 600～10 500， 深度2 400 m±， 主要位于T2k1和T1b層，異常范圍內(nèi)有已鉆井夏89，與其試油結(jié)果匹配較好。

4.3 剖面異常含油氣性的分析

根據(jù)3條線異常分布，將其劃分為3個層系(表1)，其中T1b層異常5個，T2k1層異常4個，T2k2層異常5個(部分異?？缍鄬酉?。

表1復(fù)電阻率法異常統(tǒng)計

Table1Anomalystatisticsofcomplexresistivitymethod

線號T1bT2k1T2k2CR01CR01--2、CR01--3CR01--4CR01--1CR02CR02--1CR02--2、CR02--3CR02--2、CR02--3CR03CR03--3 、CR03--4CR03--5CR03--1、CR03--2

CR01--1、CR01--2號異常東部存在溝通油源的斷裂，西部為構(gòu)造相對高部位，構(gòu)造背景較好；CR01--3號異常位于斜坡區(qū)，其位置與夏90井對應(yīng)；CR01--4號異常位于構(gòu)造高部位，異常范圍內(nèi)已鉆井夏063、夏15、夏65井含油氣性較好(圖9)。

CR02--1號南部以夏90井為邊界，北至夏039井，異常形態(tài)與地層傾向相符，構(gòu)造上位于斜坡區(qū)且異常中部存在油源斷裂，構(gòu)造條件有利，分析為有利異常，夏039井預(yù)期可獲油流；CR02--2號、CR02--3號異常位于構(gòu)造高部位且異常范圍內(nèi)夏檢302、夏16井含油氣性較好，異常較有利(圖10)。

CR03--1、CR03--2號異?；驗橥划惓ｓw，其形態(tài)與構(gòu)造匹配較好，均位于斷裂一側(cè)的構(gòu)造高部位；CR03--3號異常形態(tài)與構(gòu)造相符；CR03--4號異常與X3010井試油結(jié)果匹配；CR03--5號異常范圍較小，構(gòu)造上位于斜坡區(qū)，與區(qū)內(nèi)夏89井試油位置一致(圖11)。

4.4 平面異常綜合分析

將異常平面劃分至3個層系(T2k2、T2k1、T1b)。其中T2k2存在高視充電率異常2處(圖12，圖13)：①號異常位于待鉆評價井夏039井至夏025井之間，位置與已探明區(qū)一致。該異常的視充電率表現(xiàn)為北高南低特征，電磁電阻率為中低值特征，分析北部含油氣性好于南部；②號異常位于夏15井處，其視充電率和電磁電阻率特征與①號異常類似。T2k1存在高視充電率異常3處(圖14，圖15)。①號、③號異常與探明區(qū)位置對應(yīng)，平面中部的斜坡區(qū)僅在夏89井及該井北部存在②號小范圍異常，該異常對應(yīng)的電磁電阻率為中間值，不符合低值特征，認(rèn)為該異常含油氣性相對較差。

圖11 夏南斜坡區(qū)CR03線異常劃分Fig.11 Abnormal division of line CR03 in Xianan slope area

圖12 夏南斜坡區(qū)復(fù)電阻率法油氣檢測項目T2k2層視充電率平面圖Fig.12 Apparent charging rate of T2k2 layer of oil and gas detection project by complex resistivity method in Xianan slope area

圖13 夏南斜坡區(qū)復(fù)電阻率法油氣檢測項目T2k2層電磁電阻率平面圖Fig.13 Electromagnetic resistivity of T2k2 layer of oil and gas detection project by complex resistivity method in Xianan slope area

圖14 夏南斜坡區(qū)復(fù)電阻率法油氣檢測項目T2k1層視充電率平面圖Fig.14 Apparent charging rate of T2k1 layer of oil and gas detection project by complex resistivity method in Xianan slope area

圖15 夏南斜坡區(qū)復(fù)電阻率法油氣檢測項目T2k1層電磁電阻率平面圖Fig.15 Electromagnetic resistivity of T2k1 layer of oil and gas detection project by complex resistivity method in Xianan slope area

圖16 夏南斜坡區(qū)復(fù)電阻率法油氣檢測項目T1b層視充電率平面圖Fig.16 Apparent charging rate of T1b layer of oil and gas detection project by complex resistivity method in Xianan slope area

圖17 夏南斜坡區(qū)復(fù)電阻率法油氣檢測項目T1b層電磁電阻率平面圖Fig.17 Electromagnetic resistivity of T1b layer of oil and gas detection project by complex resistivity method in Xianan slope area

T1b層存在平面視充電率異常4處(圖16，圖17)。①號異常位于夏檢317井東部，顯示夏檢317井處探明儲量區(qū)可向東南部擴(kuò)展，②號異常北部與探明區(qū)儲量對應(yīng)，西南方向至夏90井方向可作為后續(xù)鉆探的考慮范圍，③號異常南部與探明區(qū)位置對應(yīng)，④號異常與探明儲量對應(yīng)。

整體上，由淺至深異常幅值與范圍擴(kuò)大，深部異常優(yōu)于淺部；各個層位平面異常與已探明油區(qū)匹配較好；在探明區(qū)以外，發(fā)現(xiàn)有利異常1處，位于夏90井至夏039井，層位T1b；斜坡區(qū)中部無有利異常。夏南斜坡區(qū)整體異常較弱，但夏039井處異常含油氣顯示較好，可作為下步評價方向。夏041井位于異常邊部，評價存在一定風(fēng)險。

5 討論

研究區(qū)的復(fù)電阻率異常通過已有鉆井試油的標(biāo)定(圖8)，在視充電率和電磁電阻率的交匯圖上，油氣異常非常集中，均處于第二象限，表現(xiàn)出復(fù)電阻率異常和含油氣之間具有明顯的關(guān)系。

前人認(rèn)為夏南斜坡區(qū)三疊系主要發(fā)育構(gòu)造油氣藏和構(gòu)造--巖性油氣藏，其中夏18、夏59、夏35、夏15、夏65等井位于構(gòu)造高部位，為典型的構(gòu)造油氣藏；夏723、夏90、夏89、夏9，夏77等井位于斜坡區(qū)，其構(gòu)造位置較低，為典型的構(gòu)造--巖性油氣藏或巖性油氣藏。本次復(fù)電阻率法反演剖面解釋共確定12個油氣有利異常，其中CR01--4、CR02--2、CR02--3、CR03--1、CR03--2、CR03--3、CR03--4異常區(qū)位于構(gòu)造高部位，CR01--1、CR01--2、CR01--3、CR02--1、CR03--5異常區(qū)構(gòu)造位置相對較低。這些異常區(qū)與本區(qū)已發(fā)現(xiàn)的油氣藏類型一致，分析認(rèn)為研究區(qū)油氣成藏規(guī)律與前人的認(rèn)識一致。

復(fù)電阻率法勘探在縱向的分辨率相對地震的精度偏低，但對含油區(qū)異常檢測相對地震有著其獨特的優(yōu)勢，復(fù)電阻率法勘探在研究區(qū)可以作為本區(qū)油氣勘探的有效輔助手段。

6 結(jié)論

(1)研究區(qū)復(fù)電阻率法異常與含油氣性之間存在明顯的對應(yīng)關(guān)系，油氣的異常特征為高視充電率值(>9%)、低電磁電阻率(<9 Ω·m)。

(2)研究區(qū)夏南斜坡區(qū)整體異常較弱，但夏039井處異常較好，油氣勘探風(fēng)險低。

(3)研究區(qū)油氣藏類型主為構(gòu)造油氣藏、構(gòu)造--巖性油氣藏，與前人油藏認(rèn)識基本一致。