重磁電綜合勘探技術(shù)在伊犁盆地昭蘇特克斯坳陷的應(yīng)用

王耀輝 （中國石油東方地球物理公司綜合物化探處，河北 涿州072751）

伊犁盆地是西天山造山帶的一個(gè)山間沉積盆地，其四周均有含油氣盆地。伊犁盆地的勘探程度不均衡，勘探主要集中在伊寧坳陷，其他地區(qū)勘探程度極低。鑒于伊寧坳陷在寧1井、寧4井發(fā)現(xiàn)了輕質(zhì)油、凝析油以及天然氣，研究認(rèn)為昭蘇－特克斯坳陷的地質(zhì)特征與伊寧坳陷相似，且發(fā)現(xiàn)厚度近千米的碳酸鹽巖，因此判斷昭蘇－特克斯坳陷也具有一定的勘探潛力。

為盡快查清伊犁盆地昭蘇－特克斯坳陷的基底結(jié)構(gòu)、斷裂展布及含油氣有利區(qū)等情況，在該區(qū)開展了非地震重磁電綜合勘探與研究工作。非地震勘探技術(shù)經(jīng)過長期發(fā)展，不僅具有投資少、周期短、施工靈活等特點(diǎn)[1]，而且隨著儀器精度的提高、采集技術(shù)的進(jìn)步[2]、綜合處理解釋技術(shù)的應(yīng)用，在油氣勘探開發(fā)的不同階段，均可以發(fā)揮獨(dú)特的作用，是快速查清盆地結(jié)構(gòu)最經(jīng)濟(jì)、有效的工具[3]。筆者通過伊犁盆地重磁電綜合勘探實(shí)例，介紹了非地震重磁電綜合勘探技術(shù)在油氣勘探中所發(fā)揮的作用，以期對其有一個(gè)更全面、更深入的了解與認(rèn)識。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 構(gòu)造特征

伊犁盆地呈狹長的三角形東西向夾持于南、北天山褶皺帶之間，向西撒開通向中亞，向東收斂于西天山褶皺帶中，平面上與吐哈盆地呈鏡像對稱。伊犁盆地大地構(gòu)造上歸屬天山造山帶中的伊犁－中天山微地塊，該微地塊北界是中天山北緣大斷裂，南界為中天山南緣斷裂[4]。伊利盆地是在前二疊紀(jì)褶皺基底的基礎(chǔ)上，于二疊紀(jì)擴(kuò)張、裂谷，經(jīng)二疊紀(jì)后的坳陷、隆升等多期變形、改造而成的復(fù)合型盆地。

1.2 地層發(fā)育特征

伊犁盆地在前震旦紀(jì)結(jié)晶基底之上發(fā)育了石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、古近系及第四系等地層。其中下古生界地層在博羅科努山出露較完整，在盆地內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)；上古生界主要以石炭系和二疊系為主，區(qū)內(nèi)未見確定的泥盆系地層；伊犁盆地的中生界以三疊系和侏羅系為主體，昭蘇地區(qū)缺失三疊系地層；漸新統(tǒng)是伊犁盆地最末一個(gè)主要的沉積旋回；第四系為一套山麓洪積相沉積。伊犁盆地的主力烴源層是石炭系、上二疊統(tǒng)、三疊系及侏羅系煤系地層，石炭系沉積巨厚，具備雄厚的物質(zhì)基礎(chǔ)和巨大的油氣資源潛力。

2 重磁電異常特征

通過非地震重磁電綜合勘探，可以快速地查清研究區(qū)的構(gòu)造基本輪廓、隆坳分布、斷裂展布、盆山接觸關(guān)系等情況，因此對重磁電異常特征的綜合分析與解釋就顯得尤為重要。

2.1 重力異常特征

布格重力異常是地下所有密度不均勻體的綜合反映，為獲取反映基底之上蓋層厚度變化及起伏情況的剩余重力異常，需要對布格重力異常進(jìn)行區(qū)域場校正，以消除地下深層界面的影響。

昭蘇－特克斯坳陷剩余重力異常 （圖1）反映了該區(qū)沉積蓋層厚度變化及起伏情況，是進(jìn)行構(gòu)造單元劃分的重要依據(jù)[5]。從圖1上可以明顯看出，異常整體東高西低，構(gòu)造走向以近北東東向?yàn)橹?，反映出研究區(qū)在整個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期的主要應(yīng)力方向均表現(xiàn)為南北向擠壓。剩余重力異常上總體表現(xiàn)為 “三低夾一高”的特征，分別對應(yīng)吐爾干凹陷、洪納海凹陷、阿克塔拉凹陷以及阿登套凸起。剩余重力異常顯示研究區(qū)西部吐爾干凹陷具有較大規(guī)模，重力負(fù)異常幅度和面積都較大，總體呈向西敞開的特征，推斷凹陷中心在工區(qū)西北部國境線附近，甚至延伸至哈薩克斯坦境內(nèi)。中部阿登套凸起為明顯的重力正異常帶，南部的阿克塔拉凹陷和北部的洪納海凹陷為重力負(fù)異常特征。

2.2 磁力異常特征

從昭蘇－特克斯坳陷剩余磁力異常圖 （圖2）上可以看出，昭蘇－特克斯坳陷發(fā)育了一系列在深度、規(guī)模和強(qiáng)度上不等的磁性體，磁場特征表現(xiàn)較為復(fù)雜，總體表現(xiàn)為中間低、南北高、西高東低的特征。研究區(qū)西部以低頻正磁異常為主，東部以低頻負(fù)磁異常為主，在這一低頻磁異常場背景上發(fā)育了一系列中、高頻磁異常。高頻磁異常主要分布在工區(qū)南部以及北部工區(qū)邊界附近，基本上都沿著大的斷裂展布，北部沿烏孫山與昭蘇－特克斯坳陷之間的接觸斷裂展布，南部沿南天山與阿克塔拉凹陷之間的斷裂展布，結(jié)合地質(zhì)圖，該區(qū)有基性－超基性巖體出露，是引起該異常的主要原因。中頻磁異常在工區(qū)北部、西部等均有分布，呈現(xiàn)團(tuán)塊狀正磁異常特征。依據(jù)磁力異常特征，將研究區(qū)劃分為5個(gè)火成巖帶，分別為：烏孫山山前、南天山山前、吐爾干凹陷、吐爾干－特克斯、阿克塔拉火成巖帶。

根據(jù)研究區(qū)巖石物性分析結(jié)果可知，剩余磁力異常主要反映了石炭系、二疊系火成巖的總體磁性效應(yīng)。

圖1 昭蘇特克斯坳陷剩余重力異常圖

圖2 昭蘇-特克斯坳陷剩余磁力異常圖

2.3 電法異常特征

電阻率反演剖面具有垂直定深的優(yōu)勢，結(jié)合重磁力平面資料，可以快速查清研究區(qū)的構(gòu)造基本輪廓、隆坳分布、盆山接觸關(guān)系、主要目的層系的展布規(guī)律等[6]。

昭蘇－特克斯坳陷CEMPE02線電阻率反演剖面 （圖3）顯示，昭蘇地區(qū)吐爾干凹陷中新生界呈北深南淺的坳陷結(jié)構(gòu)，沉積中心偏向北部烏孫山山前，最深可達(dá)3600m，上古生界 （C＋P）十分發(fā)育，呈凹凸相間的斷陷結(jié)構(gòu)特征。剖面發(fā)育多組對沖和背沖斷層，錯斷地層為上古生界，斷裂主要活動期為海西期。昭蘇－特克斯坳陷CEMP02線穿過烏孫山南部邊界斷裂，剖面上顯示該斷層為一條北傾的逆沖斷層，并向凹陷內(nèi)有一定幅度的逆掩推覆，斷距超過4000m，斷裂上盤下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組 （C1d）和基性侵入巖出露地表，形成高阻異常體，下盤則發(fā)育巨厚低阻層，推覆距離在2km左右。推測該斷裂在海西期開始形成并活動，對上古生界和中新生界的沉積具有控制作用。

圖3 昭蘇－特克斯坳陷CEMPE02線電阻率反演剖面

3 綜合解釋成果

通過多界面正反演、構(gòu)造濾波增強(qiáng)、LCT（美國FUGRO公司重、磁、電、震聯(lián)合處理解釋軟件）聯(lián)合正反演等一系列先進(jìn)處理、解釋技術(shù)，獲取了研究區(qū)豐富的物探成果信息，綜合解釋與分析后，得到了豐富的地質(zhì)成果，取得了一些新的認(rèn)識。

3.1 斷裂展布特征

斷裂是構(gòu)造運(yùn)動的主要表現(xiàn)形式，它不僅控制著盆地的沉積充填演化，而且控制著盆地中油氣生成、運(yùn)移與聚集?；鹕交顒油c斷裂的深切作用有關(guān)，深大斷裂為巖漿的上涌噴溢提供了通道。因此，無論是基底構(gòu)造研究，還是火成巖分布研究，斷裂研究都具有十分重要的地位。

由布格重力異常所求取的重力線性信息影像圖 （圖4）是劃分?jǐn)嗔训闹饕罁?jù)之一，結(jié)合斷裂在磁力異常、電法剖面異常上的識別標(biāo)志，對昭蘇－特克斯坳陷的斷裂進(jìn)行了推斷解釋，共解釋大小斷裂26條 （圖5），按走向總體可分為北東東向、北東向、北西向和近東西向4組。該區(qū)發(fā)育4條北東東向區(qū)域性骨干大斷裂 （F1、F2、F3、F4），呈略向西撒開、向東收斂狀展布，多構(gòu)成不同重力異常場分界，控制了基底宏觀隆坳格局，其中Ⅰ級控盆 （控坳）斷裂為F1和F4。

1）烏孫山南部邊界斷裂 （F1） 位于研究區(qū)北部邊緣烏孫山山前帶，向東、西分別延伸出工區(qū)，為一條斷面向北傾的逆沖斷層，斷裂西段和中段北東東走向，到了東段特克斯地區(qū)基本為近東西走向，工區(qū)內(nèi)全長122km。該斷裂不僅規(guī)模大，而且切割深，是烏孫山與昭蘇－特克斯坳陷的邊界斷裂，從伊犁盆地區(qū)域構(gòu)造分析，該斷裂構(gòu)成中央隆起帶與南部坳陷帶的分界，為一條控坳Ⅰ級斷裂。該斷裂在各種重磁電異常圖件上均有清楚的反映。

2）南天山北部邊界斷層 （F4） 位于研究區(qū)南部邊界南天山山前，近北東東走向，為一條斷面向南傾的逆沖斷層，工區(qū)內(nèi)全長120km。該斷裂規(guī)模大，切割深，是南天山與北部坳陷帶的邊界斷裂，從伊犁盆地區(qū)域構(gòu)造分析，該斷裂構(gòu)成伊犁盆地與南天山的分界，為一條控盆的Ⅰ級斷裂。該斷裂在重磁電異常圖件上也有清楚的反映。

圖4 昭蘇-特克斯坳陷重力線性信息影像圖

圖5 昭蘇-特克斯坳陷斷裂分布圖

3.2 構(gòu)造單元劃分

依據(jù)重磁電綜合勘探資料，首次系統(tǒng)地對昭蘇－特克斯地區(qū)的構(gòu)造單元進(jìn)行了劃分。從剩余重力異常圖上看，昭蘇－特克斯地區(qū)重力異常分區(qū)特征明顯，反映出不同的構(gòu)造單元展布特征，南北兩側(cè)分別以斷層與南天山、烏孫山重力異常高帶相接。依據(jù)剩余重力異常特征，昭蘇－特克斯地區(qū)總體可劃分為“三凹夾一凸”4個(gè)二級構(gòu)造單元：西部吐爾干凹陷、北部洪納海凹陷、中部阿登套凸起、南部阿克塔拉凹陷。洪納海凹陷和阿克塔拉凹陷又可進(jìn)一步劃分出7個(gè)三級構(gòu)造單元 （圖6）。受4條北東東向區(qū)域斷裂 （F1、F2、F3、F4）的控制，昭蘇－特克斯地區(qū)各構(gòu)造單元主要呈北東走向，各單元之間以斷裂相接觸。

圖6 昭蘇特克斯坳陷構(gòu)造單元劃分及局部構(gòu)造預(yù)測圖

3.3 局部構(gòu)造預(yù)測

依據(jù)研究區(qū)局部重力異常圖，結(jié)合電法剖面異常特征、LCT重磁電聯(lián)合反演結(jié)果推斷解釋了該區(qū)的局部構(gòu)造，研究區(qū)共劃分為3個(gè)局部構(gòu)造帶，圈定出與局部構(gòu)造相關(guān)的局部重力異常20個(gè) （圖6）。

1）吐爾干凹陷局部構(gòu)造帶 位于研究區(qū)西南部，北東向展布于吐爾干凹陷中南部，與斷裂相伴生，該凹陷共推斷解釋出三排斜列式展布的局部構(gòu)造帶，共圈定8個(gè)與局部構(gòu)造相關(guān)的局部重力異常，這些局部重力異常面積和幅度較大，可靠程度較高，綜合評價(jià)后，多為Ⅰ級和Ⅱ級局部構(gòu)造。

2）昭蘇－特克斯局部構(gòu)造帶 位于研究區(qū)北部，西起吐爾干附近，向東跨越洪納海凹陷展布于烏孫山山前斷裂F1下盤，走向近北東東，共圈定出與局部構(gòu)造相關(guān)的局部重力異常9個(gè)，異常幅度和異常面積相對較小。綜合分析后，多為Ⅱ級和Ⅲ級局部構(gòu)造。

3）阿克塔拉凹陷局部構(gòu)造帶 位于工區(qū)南部阿克塔拉凹陷中部，北東走向，根據(jù)局部重力異常特征，圈定出3個(gè)與局部構(gòu)造相關(guān)的重力異常，異常幅度中等，劃分出1個(gè)Ⅰ級局部構(gòu)造。

3.4 含油氣有利區(qū)評價(jià)

通過對伊犁盆地石炭－二疊系及中生界烴源巖、油氣儲蓋組合以及成藏條件等綜合分析，結(jié)合目前已有勘探成果對深層油氣有利區(qū)作出了預(yù)測與評價(jià)。

1）綜合評價(jià)吐爾干凹陷為Ⅰ類含油氣凹陷，凹陷內(nèi)發(fā)育較厚的上古生界 （C＋P）和中新生界兩套勘探目的層，西北鄰近主力生油凹陷，油源條件充足。該區(qū)局部構(gòu)造發(fā)育，局部構(gòu)造幅度和面積大，CEMP01、CEMP02線電阻率反演剖面上也有明顯顯示，可靠程度高，評價(jià)為Ⅰ類有利目標(biāo)，共評價(jià)Ⅰ級有利局部構(gòu)造5個(gè)。

2）綜合評價(jià)洪納海凹陷為Ⅱ類含油氣凹陷，中新生界、上古生界地層厚度也較大，但局部重力異常圖上異常幅度和面積都較小，可靠程度相對較差，共評價(jià)Ⅰ級有利局部構(gòu)造1個(gè)。

3）評價(jià)認(rèn)為阿克塔拉凹陷為Ⅲ類含油氣凹陷，該區(qū)上古生界 （C＋P）殘留厚度較小，僅3000m左右，中新生界最大厚度1600m左右，結(jié)合周邊露頭，可能以新生界為主。推斷出3個(gè)局部構(gòu)造，鑒于該區(qū)生油條件和蓋層條件都比較差，通過綜合評價(jià)，其中1個(gè)Ⅱ級含油氣目標(biāo)，2個(gè)Ⅲ級含油氣目標(biāo)。

4 結(jié) 論

1）對于一個(gè)勘探新區(qū)來說，非地震綜合勘探技術(shù)的應(yīng)用，無疑可以節(jié)約投資成本、縮短勘探周期，并且可以快速、有效地摸清研究區(qū)的基底結(jié)構(gòu)、隆坳分布、地層發(fā)育特征、盆山接觸關(guān)系等情況，以便為下一步勘探指明方向。

2）非地震綜合勘探方法經(jīng)過長期發(fā)展，已經(jīng)逐漸成為與地震互為補(bǔ)充、優(yōu)勢互補(bǔ)的一系列成熟技術(shù)。非地震綜合勘探在盆地初期勘探中的作用已得到公認(rèn)[6]，并且在勘探的其他階段也發(fā)揮著越來越重要的作用。

3）通過伊犁盆地非地震重磁電綜合勘探實(shí)例，介紹了非地震綜合物化探技術(shù)在油氣勘探中所發(fā)揮的作用，以期人們對其有一個(gè)更新的、更全面的認(rèn)識，以便更好地推動非地震綜合勘探技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。

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