总磁异常△T与油气田火山岩展布研究

高德章

(中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司研究院，上海 200120）

总磁异常△T与油气田火山岩展布研究

高德章

(中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司研究院，上海 200120）

东海某油气田研究区分布有火山岩。鉴于火山岩具有磁性这一特征，基于总磁异常△T成果，采用总磁异常△T变倾角化极技术、小波多尺度分解技术，研究了火山岩在该区的展布与厚度。研究结果表明，具备必需的物性、磁性体分布规模等条件，在油气田开发中采用磁测成果研究磁性体展布是可行的。

总磁异常△T;油气田;变倾角化极;小波多尺度分解;火山岩

东海某油气田研究区(图1中蓝色矩形框圈定范围）面积近300 km2，已有下列地质地球物理成果:

地震:二维、多道，测线位置见图1中的绿色线条。

磁力:调查测线间距，北部8 km，中南部2～4 km，中北部与南部1 km，采样点位置见图1中的黑色小圆点图标。

重力:测线网度为16 km×32 km，采样点位置见图1中的红色十字点图标。

探井:北部一口，中部东侧三口，见图1中棕色空心圆加十字图标。北部探井与中部东侧的二口探井钻遇一套以安山岩、凝灰岩为主的火山岩，成岩时代为中生代末期，为新生代沉积地层的基底［1］。在油气田开发过程中，研究、探讨这套火山岩在三维空间的展布，从而可以得到关于新生代沉积基底的展布与构造特征等认识。

1 物性前提

已有地震成果表明，此套火山岩在地震解释剖面上不易被判别，需借助于其它地球物理成果对其进行研究。

已有的物性统计结果表明［2］:沉积岩磁化率(单位:10－64 π SI）平均值 14，安山岩磁化率 6～1 000，平均值364），凝灰岩磁化率18～66，平均值38;安山岩剩余磁化强度(单位:10－3A/m）100～1 668，平均值457。

图1 研究区、井位、重磁采样点位示意图Fig.1 Sketch map of study area，wells，gravity and magnetic sample points

由以上统计结果可见，此套以安山岩、凝灰岩为主的火山岩与上覆沉积岩、周边沉积岩之间存在明显的磁性差异，利用磁测成果研究此套火山岩在三维空间的展布具有必需的物性前提。

2 研究方案与关键技术

2.1 研究方案［3，4］

(1）该区拥有的磁测成果为总磁异常△T。由于斜磁化的影响，总磁异常△T的特征与磁性火山岩在三维空间的分布不存在简单的对应关系，拟采用有效技术求取与此套火山岩在三维空间分布相对应的磁力异常。

(2）以钻井及地震解释成果作为约束条件，采用单一界面反演技术，合理选择反演参数(平均深度、磁化强度），对上述求取的磁力异常进行反演，求取火山岩在三维空间的分布特征。

(3）综合已有的各种地质、地球物理成果进行对比、分析、解释，深入求解火山岩在三维空间的分布。

2.2 关键技术

依据确定的研究方案，拟采用下列技术:

(1）变倾角化极技术［5－7］

将观测得到的斜磁化条件下的总磁异常△T进行变倾角化极处理，求取与磁性体在三维空间分布有简单对应关系的磁力异常，即垂直磁化条件下的磁力场垂直分量(△Z⊥）(磁力△Z⊥异常）。当磁性体以感应磁化为主或剩余磁性为主但磁化方向与当今地磁场方向基本一致时，其分布范围、埋深、磁化强度等与磁力△Z⊥异常等值线的形态、圈闭、极值等密切相关，可以依据磁力△Z⊥异常进行反演求取磁性体的分布与磁性特征。对于本区分布的火山岩，依据其成岩时代应为地磁极性正向期，属于磁化方向与当今地磁场方向基本一致的情况［8］。

(2）小波多尺度分解技术［9，10］

磁力△Z⊥异常仍为地壳中存在的磁性体纵横向叠加产生的综合效应，因而还需对其进行分离，求取不同埋深、不同尺度磁性体相应产生的磁力场。

上述二项关键技术为九五期间国家863计划攻关成果。十一五期间完成的国家863计划“重磁地震联合反演技术”课题，已对上述二项技术进行了再开发，形成的软件均采用人机交互可视化界面进行运行，使用较前更为方便与快捷。

3 展布研究

(1）总磁异常△T见图2，垂直磁化条件下的磁力场垂直分量△Z⊥(磁力△Z⊥异常）采用变倾角化极技术得到，见图3。化极用磁倾角、磁偏角依据国际地磁参考场得到［11－14］。

图2 总磁异常△T图Fig.2 Total magnetic anomalies △T

图3 磁力△Z⊥异常图Fig.3 Magnetic anomalies △Z⊥

(2）对上述得到的磁力△Z⊥异常，采用小波多尺度分解技术进行分解，获取不同阶的细节场，它们分别对应不同尺度磁性体产生的磁力场。其中的2阶、3阶细节场见图4、图5。

图4 磁力△Z⊥异常小波分解2阶细节图Fig.4 The second order detail of wavelet analysis for magnetic anomalies△Z⊥

图5 磁力△Z⊥异常小波分解3阶细节图Fig.5 The third order detail of wavelet analysis for magnetic anomalies△Z⊥

(3）对上述分解得到的场，进行综合解释与分析对比，选用磁力△Z⊥异常小波分解的2阶细节场进行约束反演，将得到的结果作为火山岩顶面埋深(图6）;选用磁力△Z⊥异常小波分解的3阶细节场进行约束反演，将得到的结果作为火山岩的底面深度(图7）。

图6 火山岩顶面深度图Fig.6 Depths of top of volcanic rocks

图7 火山岩底面深度图Fig.7 Depths of bottom of volcanic rocks

火山岩顶面深度图表明:下凹区位于研究区的中北部和中南部。中北部下凹区呈向西开口喇叭状，轴向呈北西西向，最深达约8 km;中南部下凹区，轴向呈L型，自北向南，由近南北向转为北西向，最深达约7.5 km。隆起部位分布在研究区的北部、南部、中部的两侧。北部与南部隆起轴向呈北西西向，北部埋深最小，1 km至约2.5 km，南部埋深约3 km;中部隆起轴向则为近南北向，东侧隆起由3个局部隆起组成一个隆起带，埋深1.5 km至约3 km。

火山岩底面深度图表明:下凹区位于研究区的中北部和中南部。中北部下凹区呈向西开口喇叭状，轴向呈北西西向，最深达约8 km;中南部下凹区，轴向转为近南北向，最深约6.5 km。隆起部位分布在研究区的北部、南部、中部。北部与南部隆起轴向呈北西西向，北部、南部埋深约为2 km;中部隆起，自西向东，轴向由北东向—北西向—南北向，围绕中南部下凹区呈半环状展布，埋深2 km至约3 km。

(4）依据上述两个约束反演结果，考虑了反演的误差，综合分析已有的地质地球物理成果，给出了研究区火山岩的厚度分布见图8。

由图8所示的火山岩厚度分布表明:火山岩主要分布在研究区的北部与中部。北部分布范围大，厚度可达2 km至约3.5 km;中部呈箭头状展布，厚度0.5 km 至约 3.5km，西部厚度约 0.5km，东部厚度约2 km，东部南端近研究区边缘厚度可达约3 km;南部零星分布，厚度小于0.5 km。图8表明这些下凹区域没有火山岩分布，新生代沉积地层的基底由无磁性岩石组成。

图8 火山岩厚度图Fig.8 Thickness of volcanic rocks

5 几点认识

(1）研究区由火山岩(以安山岩、凝灰岩为主）组成的基底在区内占到60%左右的面积，主要位于研究区的北部和中部。

(2）研究区的中北部和中南部，火山岩(以安山岩、凝灰岩为主）组成的基底面下凹，埋深可达7 km左右，这些下凹区域没有火山岩分布，新生代沉积地层的基底由无磁性岩石组成。

(3）具备必需的物性前提与约束条件，磁性体能产生明显的磁力异常，采用磁测成果研究磁性体的展布是可行、有效的。

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［13］International Association of Geomagnetism and Aeronomy(IAGA），Division V，Working Group 8.International Geomagnetic Reference Field 2000［J］.Geophysical Journal International，2000，141(1）:259－262.

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Total-magnetic anomalies△T and distribution of volcanic rocks in oil and gas field

GAO Dezhang
(Institute of SINOPEC Shanghai Offshore Oil＆ Gas Company，Shanghai 200120，China）

Volcanic rocks existed in the study area of oil and gas field in the East China Sea.In view of volcanic rocks magnetic characteristics，based on the total magnetic anomalies△T results，using the technique of reducing to the pole by variable inclination for the total magnetic anomalies△T and technique of wavelet multiscale decomposition analysis，distribution and thickness of the volcanic rocks had been studied in the area.With necessary conditions for physical properties and scale distribution of magnetic bodies in development of oil and gas fields，to study distribution of the magnetic bodies is feasible using magnetic survey results.

total magnetic anomalies△T;oil＆ gas field;reducing to the pole by variable inclination;wavelet multiscale decomposition analysis;volcanic rocks

P631.1;P631.2

A

10.3969/j.issn.1008－2336.2011.04.005

2011－07－26;改回日期:2011－08－17

高德章，男，1944年生，教授级高级工程师，1965年毕业于北京地质学院，主要从事重磁资料处理与地球物理综合解释、方法技术开发与软件研制等。E-mail:Gdzgm@shopc.com.cn。

1008－2336(2011）04－0001－05