南泥湾含油异常区物化探成果及应用

2013-06-04闫方平刘春艳

承德石油高等专科学校学报 2013年2期

闫方平，刘春艳

(承德石油高等专科学校石油工程系，河北承德 067000)

南泥湾临镇官庄测区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡东部，区域构造单一，呈平缓的西倾单斜，局部具有因差异压实而形成的鼻状隆起。该区含油相带受沉积环境控制，以河流充填式河道沉积相为主，属岩性油藏，油水同储，储层为细粒长石砂岩，在横向上分布基本稳定，纵向上受层内非均质性影响，砂体呈不规则脉状透镜体分布，叠合性强。主要油层组为长3、长4+5、长6、长7、长8。

1 物化探方法

油气物化探直接找油的方法很多［1，2］，不同的方法或指标其勘探效果都有一定的局限性［3］，在实际勘探中，借鉴前人的经验，对勘探方法及应用效果进行详细研究，总结了多方法的优化组合。

1.1 物探方法

1)自然电位［4－6］

由于重力的压实、扩散、浮力等的作用，地下深处油气藏中的烃类物质在高温、高压下总是要向上逸散。由于烃类物质的垂直运移，烃类物质会不断的滞留在油气田上方，并使上覆岩层发生蚀变，从而改变了上覆岩层的物理、化学特性，在油气藏上方形成一个柱状碳氢化合物的浸染带，其氧化强度(Eh)、酸碱度(ET)均相应降低，这个浸染带因含过量的电子其电化学属性呈现还原(见图1)。

2)放射性测量(土壤测氡、伽玛能谱)［6，7］

在石油和天然气中存在着含铀、钍的衰变产物，油田的层间水含有高含量的镭，镭经过正常的放射性衰变不断产生氡，它们是主要的辐射源，反映了地下深处可能存在有油气的标志。随着地下水垂向运动及氡本身的迁移能力，导致油气藏上方放射性元素分布的不均匀性，其结果在地表和浅地表形成一个与深部油气聚集有关的放射性异常，即油气藏在土壤中留下的印记。放射性测量就是检测地表附近的放射性物质分布，通过异常划分来发现并确定油气藏位置和范围。

土壤测氡及伽玛能谱均是放射性类方法，放射性物质在含油层上方的异常显示特征，一般多以相对低值出现，而边界部位或非含油层上方则多表现为相对高值，因而在油气藏上方形成相对低值异常(见图2)。

3)高精度磁测［8－10］

由于油气藏中烃类物质向上渗透作用在油气藏上方形成氧化还原柱，并产生与此有关的次生磁性矿化作用。大量的实测和研究均表明，油气藏上方都存在着磁蚀变带，引起磁蚀变带的原因与烃类的多种作用有关，从烃类获得代谢能的硫酸盐还原菌的作用，烃类的衍生物降解作用，硫化环境中形成的硫黄铁矿，泥质岩中富铁粘土的自生菱铁矿等。通过磁测就可以检测到与此有关的磁异常信息，从而寻找油气藏的赋存踪迹(见图3)。

4)电阻率测深［4］

在地下岩层中，不同时代沉积的地层岩性由于其沉积相及沉积物来源的不同，其电阻率是有一定差异的，当地下岩层空隙中含有石油时，其烃类物质和有机衍生物在垂直微渗逸及逸散中，引起油气藏上方及周围的岩层发生蚀变，形成一个似柱状浸染带，这一柱状侵染带引起局部岩层的电阻率发生变异，这种岩性电阻率差异为电阻率测深探测提供了前题(见图4)。

1.2 化探方法［11－13］

地下油气藏中向地表扩散的轻烃通过渗滤及其在运移过程中与周围介质所发生物理－化学和生物化学变化所形成的地表化学异常特征。根据与烃类矿藏有关的地表油气化探异常在空间分布的规律特征评价含油气远景，预测评价有利的含油区段(见图5)。

2 油气藏物化探异常特征分析

2.1 油气藏物探异常特征分析

根据对自然电位、伽玛能谱、土壤测氡、高精度磁测及电阻率测深五种物探测量结果分析，表明物探显示的异常特点符合油气藏各种物探异常的形成机制。应用综合物探方法从不同的地球物理角度综合考虑，把各物探方法单参数异常集中部位确定为更可靠的含油地球物理信息分布区，无疑会在一定程度上克服物探单参数异常的多解性，从而更为准确的对异常作出客观评价。

根据物探综合异常的划界原则，以各单参数异常为基础，该区共确定七个物探综合异常，如图6所示。

由图中可以看出，W-Ⅰ号各单参数异常主体显示不完整，重叠性较好，处于电阻率测深ρs划定相对高阻隆起侧翼及其边缘部位;W-Ⅱ号综合异常各单参数异常主体之间重叠性一般，处于电阻率测深ρs划定的相对高阻隆起侧翼及其边缘部位;W-Ⅲ号综合异常各单参数异常主体显示不完整，重叠性较好，处于电阻率测深ρs划定的相对高阻隆起侧翼;W-Ⅳ号综合异常各单参数异常之间整体重叠性一般，处于电阻率测深ρs划定的相对低阻凹陷及边缘;W-Ⅴ号综合异常各单参数异常主体显示不完整，重叠性良好，处于电阻率测深ρs划定的相对高阻隆起侧翼;W-Ⅵ号综合异常各单参数异常主体基本显示完整，重叠性一般，处于电阻率测深ρs划定的相对高阻隆起顶部;W-Ⅶ号综合异常各单参数异常主体大多数显示完整，重叠性较差，处于电阻率测深ρs划定的相对高阻隆起侧翼。

其中，各综合异常均由自然电位(ΔV)、伽玛能谱铀道(U)、钍道(Th)、钾道(K)、总道(Tc)、土壤测氡(Rn)和高精度磁测剩余异常(△Ts)七个参数异常组成。

2.2 油气藏化探异常特征分析

由于深部储集层中的烃气向上运移，在其上方形成了包含甲烷在内的烃类异常，以及其它一些与之相关的次生异常。气态烃在形成过程中，碳的稳定同位素分馏作用十分显著，其值的大小变化反映了不同成因的结果。因此，碳同位素对地表形成的异常成因就具有示踪作用，反映了异常与油气田的内在联系。据若干油气田验证，热解成因气态烃的碳稳定同位素具有较高的值，一般大于－20～－50‰(PDB);生物成因的气态烃，碳稳定同位素值较低，一般为－55～－100‰(PDB)。对该测区的研究表明，该区在地表附近所探测到的烃类及其形成的异常是深部热解生成烃类在地表的反映，其异常的分布特别是综合异常的分布能够反映深部油气藏烃类的聚集信息。

为了能够全面反映各指标异常的全部信息，根据化探综合异常的成图方法，形成化探综合异常，并据此对该区的油气相对富集情况从化探角度进行评价。根据化探综合异常的划界原则，该区共确定四个化探综合异常，如图7所示。

从图中可以看出，H-Ⅰ号综合异常特点是各指标异常组合齐全，重叠关系较好，成环特征明显，环界南及西部未封闭;H-Ⅱ号综合异常特点是各指标异常组合齐全，重叠关系较好，成环特征清楚;H-Ⅲ号综合异常特点是各指标异常组合齐全，重叠关系良好，成环特征清楚，环界西部未封闭;H-Ⅳ号综合异常特点是各指标异常组合齐全，重叠关系一般，成环特征比较明显。

其中，各综合异常均由吸附烃(rC1～rC5)组合异常，酸解烃(C1～C5)组合异常，紫外(U220、U280)、荧光(F320、F360)组合异常，微量元素(Ba、Co、Fe、Ni、Mn)组合异常，蚀变碳酸盐(ΔC)异常共同组成。

3 物化探综合异常的分类评价

油气物化探各指标异常分别反映的是油气藏上方近地表地球物理、地球化学场的变化，物化探各参数的异常特征、异常之间的组合关系可以综合地反映油气物化探异常的可信程度。据此，可以根据物化探综合异常之间的组合关系、各参数异常之间吻合程度，对该测区的含油相对富集程度进行综合解释与评价。

3.1 物化探综合异常的特征分析

在对物化探单参数异常分析的基础上，依据物探圈出七个综合异常区，化探圈出四个综合异常区，对物探、化探异常进行综合分析，形成物化探综合异常图，按照物化探综合异常之间的重叠关系、组合特点、规模大小，经过对比分析研究，共确定出四个物化探综合异常区，如图8所示。

从图中可以看出，WH-Ⅰ号物化探综合异常区由物探W-Ⅰ号异常和化探H-Ⅰ号异常组成，组合参数齐全，异常信息丰富，整体重合性较好，展布范围未圈闭;WH-Ⅱ号物化探综合异常区由物探W-Ⅱ号异常和化探H-Ⅱ号异常组成，组合参数齐全，异常信息量丰富，整体重合性好;WH-Ⅲ号物化探综合异常区由物探W-Ⅳ、W-Ⅴ号异常和化探H-Ⅲ号异常组成，组合参数齐全，异常信息丰富，整体重合性好，展布范围未圈闭;WH-Ⅳ号物化探综合异常区由物探W-Ⅵ、W-Ⅶ号异常和化探H-Ⅳ号异常组成，组合参数齐全，异常信息较丰富，整体重合性尚好。

其中，各物探异常参数均由自然电位(ΔV)、伽玛能谱铀道(U)、钍道(Th)、钾道(K)、总道(Tc)、土壤测氡(Rn)和高磁剩余(ΔTs)共七个参数组成;各化探指标均由吸附烃 rC1、rC2、rC3、rC4、rC5五个指标，酸解烃 C1、C2、C3、C4、C5五个指标，紫外(U220、U280)、荧光(F320、F360)四个指标，微量元素(Ba、Co、Fe、Ni、Mn)五个指标，蚀变碳酸盐(ΔC)共二十个参数组成。

3.2 物化探综合异常分类与评价

依据物探综合异常与化探综合异常之间的重叠、组合关系，异常规模大小，以及组成各综合异常的单参数异常之间的组合关系及吻合程度，对本区的物化探综合异常区进行含油相对富集程度的分类评价。

按照物化探综合异常区分类评价原则，在本区共划分出两个Ⅱ1类综合异常区，两个Ⅱ2类综合异常区，五个Ⅲ1类综合异常区、一个Ⅲ2类综合异常区，如图9所示。

从图中可以看出，全区控制总面积为102.0 km2，异常控制总面积约31.33 km2，占全区总面积的30.72%。其中，Ⅱ1类综合异常区2个，面积为7.66 km2，占全区总面积的7.51%;Ⅱ2类综合异常区2个，面积为5.63 km2，占全区总面积的5.52%;Ⅲ1类综合异常区5个，面积为16.17 km2，占全区总面积的15.85%;Ⅲ2类综合异常区1个，面积为1.12 km2，占全区总面积的1.83%。