AMT法在黔东北岑巩地区的页岩气勘探试验_闵刚_王绪本_张兵_余谦_魏崴

３ 岩石标本电阻率测试及分析
从地 层 出 露 情 况 看，黔 东 北 地 区 地 层 的 岩 层 产 状比较平缓，倾角一 般 都 在 １０°之 内，而 且 断 层 不 太 发育。研究区寒武系牛蹄塘组发育黑色碳质页岩。 下伏地层为老堡组 硅 质 岩，上 覆 地 层 为 九 门 冲 组 深 灰色中薄层泥灰岩 夹 棕 色 页 岩，再 往 上 为 变 马 冲 组 薄 层泥页岩夹石英粉砂岩 、杷榔组钙质页岩 夹 薄 层
上扬 子 地 区 从 震 旦 纪 晚 期 开 始，逐 渐 进 入 稳 定 的 热 沉 降 阶 段 ，并 形 成 了 “两 盆 夹 一 台 ”（即 华 南 洋 与 秦岭洋地 块 之 间 夹 有 上 杨 子 地 台 ）的 构 造 格 局，在 早 — 中 志 留 纪 ，随 着 华 南 洋 与 秦 岭 洋 的 关 闭 ，形 成 主 体为克拉通盆地的 中 上 扬 子 地 块，台 地 北 部 为 活 动 大陆边缘，南部为 被 动 大 陆 边 缘［７，８］，地 台 南 部 发 育
页 岩 气 主 要 在 泥 岩 、高 碳 泥 岩 、页 岩 及 粉 砂 质 岩 类夹层中 以 游 离 或 吸 附 状 态 存 在［４，５］，产 出 地 层 相 较于围岩大多具有 低 阻 特 征，故 先 找 低 阻 层 再 进 行 地化测试确定页岩气富集地层的找气思路具有可行 性。大地电磁 法 （ＭＴ）具 有 勘 探 深 度 大、不 受 高 阻 屏 蔽 、对 低 阻 反 映 灵 敏 等 优 点 ，在 工 程 勘 探 领 域 应 用 广泛 。 ［６］ 本文选择黔东北武陵拗陷的岑巩地区 开 展 了 有 效 频 段 为 ０．１～１００００Ｈｚ 的 音 频 大 地 电 磁 （ＡＭＴ）法 勘 探 试 验 。 试 验 结 果 表 明 ：查 明 了 ２．０ｋｍ 以浅的电性结构特 征，找 出 研 究 区 主 要 低 阻 地 层 的 埋深、厚度及其发 育 层 系；结 合 前 人 对 该 区 主 要 目 的地层的地化分析结果（主 要 涉 及：有 机 碳 含 量、成 熟度、干酪根类型、生烃率、埋 深 等 地 化 指 标），进 而
２ 地质背景概述
２．１ 区 域 地 质 背 景 工区 在 地 理 上 位 于 黔 东 北，在 大 地 构 造 上 为 上
扬 子 前 陆 （川 南 — 黔 北 ）盆 地 的 边 缘 相 及 四 川 盆 地 东 南部有利天然气富 集 带 上，黔 东 北 地 区 所 处 的 区 域 构造背景如图１所示。
确定页 岩 气 富 集 低 阻 地 层 的 埋 深、厚 度 及 发 育 层 系；在岑巩羊桥乡布 置 钻 井 Ｗ－２，钻 井 结 果 很 好 地 验 证 了 音 频 大 地 电 磁 解 释 成 果 ；证 明 了 上 述 大 地 电 磁法加地化测试分析确定页岩气富集地层埋深及 厚度的组合手段可以为后续页岩气勘探提供技术 参考。
岩性
白云岩 灰岩 钙质页岩 砂质板岩 碳质页岩 冰碛砾岩 硅质岩
表 １ 试 验 区 岩 石 电 阻 率 （露 头 小 四 极 ）统 计 表
电阻率变化范围／（Ω·ｍ） 平均电阻率值／（Ω·ｍ）
所含地层
５２３２～４７２０３ ５５８～２０７１１ １２０～５１０ １２３１～４３２１
７８～１３０ ２０２～４２６ １２６４１～９００８０
第 ４９ 卷 第 ４ 期
闵刚等：ＡＭＴ 法在黔东北岑巩地区的页岩气勘探试验
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图 ２ 黔 东 北 岑 巩 地 区 音 频 大 地 电 磁 （ＡＭＴ）勘 探 测 线 部 署 图
泥 灰 岩 、清 虚 洞 组 白 云 质 灰 岩 夹 钙 质 页 岩 、高 台 组 中 厚层白云岩和娄山关组多孔状白云岩。牛蹄塘组沉 积厚度变化较大，一 般 数 米 至 百 米 为 一 套 海 平 面 迅 速上升造 成 的 沉 积 速 率 比 较 缓 慢 的 海 侵 体 系 域 沉 积。早寒武世是继 震 旦 纪 之 后，中 国 南 方 岩 相 古 地 理发展史上一个重 要 阶 段，亦 是 显 生 宙 历 史 长 河 的 起点。早寒武系牛蹄塘组沉积是在晚震旦世陡山陀 期海退后又一次海 侵 背 景 下 接 受 沉 积 的，沉 积 了 磷 块岩和黑色页岩，代 表 最 大 海 泛 面。 研 究 区 沉 积 环 境主要是深海沉积。
２０１４ 年
表 ２ 试 验 区 地 层 平 均 电 阻 率 （露 头 小 四 极 ）统 计 表
闵刚，王 绪 本，张 兵，余 谦，魏 崴．ＡＭＴ 法 在 黔 东 北 岑 巩 地 区 的 页 岩 气 勘 探 试 验 ．石 油 地 球 物 理 勘 探，２０１４， ４９（４）：８１５－８２４．
摘要 页岩气常见于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层 中，而 储 气 地 层 相 对 于 围 岩 电 阻 率 普 遍 较 低 ，页 岩 气的富 集 指 标 取 决 于 储 气 地 层 有 机 碳 含 量 、成 熟 度、干 酪 根 类 型、生 烃 率、埋 深 和 裂 缝 等，故 以 先 寻 找 低 阻 层 再 进行页岩气富集指标测试的找气思路具有一定可行性。本次试验选择在黔东北岑巩地区开展音频大地电磁 （ＡＭＴ）勘探，确定了两套可能储气的低阻目标层，结合前人在该区的地化分析结果统计出牛蹄塘组页 岩 地 层 的 技术指标参数，确定了变马冲组下部及牛蹄塘组为主要生气 储 气 地 层，前 者 富 集 规 模 较 小，后 者 富 集 规 模 较 大。 Ｗ－２井的钻探结果验证了大地电磁法勘探加岩石样品地化分析的 组 合 手 段 可 以 以 较 高 的 分 辨 率 确 定 页 岩 气 富 集地层的埋深及厚度。
陆 棚 ，后 期 沉 积 环 境 逐 渐 变 浅 ，由 早 期 深 水 陆 棚 逐 渐 向浅水陆棚及潮坪 演 化，在 早 期 深 水 陆 棚 沉 积 期 沉 积了一套黑色泥页 岩 建 造，为 南 方 海 相 的 主 力 烃 源 岩层之一，有机 碳 含 量 （ＴＯＣ）达 到 １２％ 以 上，烃 源 岩 演 化 程 度 高 ，因 此 ，黔 东 北 地 区 具 有 潜 在 的 页 岩 气 勘探潜力。
关键词 ＡＭＴ 法 黔东北 牛蹄塘组 有机碳 页岩气 地化分析 富集指标 中 图 分 类 号 ：Ｐ６３１ 文 献 标 识 码 ：Ａ
１ 引言
页岩 气 作 为 一 种 自 生 自 储 的 高 效、清 洁 能 源 在 当今世界受到特别的关注。页岩气储层在中国有广 泛的分 布，页 岩 气 的 勘 探 开 发 试 验 正 在 不 断 推 进 中 。 ［１～３］
＊ 四 川 省 成 都 市 成 华 区 二 仙 桥 东 三 路 １ 号 成 都 理 工 大 学 地 球 物 理 学 院 ，６１００５９。Ｅｍａｉｌ：ｍｇ－ｓ１９８３８２７＠１６３．ｃｏｍ 本 文 于 ２０１３ 年 ４ 月 ９ 日 收 到 ，最 终 修 改 稿 于 ２０１４ 年 ６ 月 ３０ 日 收 到 。 本项研究受国家自然科学基金项目“基于地震电磁属性的页岩气储层预测与监测 方 法 研 究 （１２６２２０６）”及 国 家 科 技 重 大 专 项 课 题 “煤 层 气 综 合 物 探 技 术 研 究 （２００８ＺＸ０５０３５－００４－００５ＨＺ）”联 合 资 助 。
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石油地球物理勘探
２０１４ 年
江南造山带，该造山 带 为 扬 子 陆 块 与 华 夏 陆 块 的 分 界 构 造 带 。 早 寒 武 世 初 ，上 扬 子 地 区 整 体 下 沉 ，大 部 分 地 区 演 变 为 陆 棚 沉 积 环 境 ，此 时 沉 积 格 局 北 西 高 、 南 东 低 ，自 西 向 东 南 分 别 由 古总 体 在 早 期 短 暂 的 快 速海进和缓慢海退 的 沉 积 背 景 下 沉 积，早 期 为 深 水
２０１４ 年 ８ 月
·非地震·
第 ４９ 卷 第 ４ 期
文 章 编 号 ：１０００－７２１０（２０１４）０４－０８１５－１０
ＡＭＴ 法在黔东北岑巩地区的页岩气勘探试验
闵 刚① 王绪本＊① 张 兵① 余 谦② 魏 崴①
（①成都理工大学地球探测与信息技术教育部重点实验室 ，四川成都 ６１００５９；②成都地质矿产研究所，四川成都 ６１００８２）
图 １ 黔 东 北 及 邻 区 大 地 构 造 略 图［７］
２．２ 试 验 区 地 质 概 况 及 沉 积 背 景 黔 东 北 岑 巩 县 北 部 （勘 探 区 ）位 于 一 较 大 规 模 向
斜之上，位于扬子地 层 区 与 江 南 地 层 区 之 间 的 过 渡 区，属江口—都匀 小 区，地 表 主 要 出 露 牛 蹄 塘 组、九 门冲组、变 马 冲 组、杷 榔 组、清 虚 洞 组、高 台 组、娄 山 关组等寒 武 系 地 层 。 ［９］ 在 ＡＭＴ 测 量 之 前，对 研 究 区开展了地表地质 调 查，结 合 图 ２ 显 示 的 地 理 信 息 对调查结果进行总 结：位 于 羊 桥 乡 至 杨 柳 沟 一 带 的 Ｗ－１井周围出露下寒 武 统 清 虚 洞 组 岩 层 （岩 性）；在 测 区 东 北 区 域 ，高 家 冲 、龙 湾 以 北 地 表 开 始 有 较 老 地 层 出 露 ，调 查 结 果 显 示 为 清 虚 洞 组 第 二 段 （岩 性 ），在 车 坝 、水 板 岩 、马 黄 田 一 带 出 露 清 虚 洞 组 第 一 段 豹 斑 状 白 云 质 灰 岩 ，在 两 河 、蓑 衣 塘 附 近 出 露 杷 榔 组 浅 灰 色砂质页岩夹砂质 灰 岩，沿 两 河 往 东 北 方 向 依 次 出 露 下 寒 武 统 变 马 冲 组 含 碳 泥 岩 层 、砂 岩 层 ，九 门 冲 组 灰 黑 色 泥 灰 岩 层 ，牛 蹄 塘 组 灰 黑 色 碳 质 页 岩 ，老 堡 组 硅质岩以及更老的 震 旦 上 统 南 沱 组 冰 碛 砾 岩；在 研 究 区 正 东 面 ，水 尾 镇 到 老 寨 一 带 ，地 层 为 第 四 系 所 覆
通过分析原 始 测 量 数 据 及 表 １ 可 知 试 验 区 岩 石电性 特 征：① 灰 岩、白 云 岩、白 云 质 灰 岩、砂 质 白云岩、硅质岩、鲕 状 灰 岩、凝 灰 岩 及 粉 砂 岩 的 电 阻率大于 ２５００Ω· ｍ，其 中 灰 岩 最 高 电 阻 率 可 达 ２０７１１Ω·ｍ，具 高 电 阻 率 特 征；② 砂 板 岩、砂 岩、 云 母质砂岩、泥质白云岩、砂质板岩、绢云母板岩、