广西百色盆地重磁力结合遥感资料
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广西百色盆地重磁力结合遥感资料
在盆地早期评价中的综合研究
王 京 谢青云 方 杰 丁树柏
(石油勘探院遥感所,北京 100083)
摘 要 本文以百色盆地为例,着重阐述了重磁资料在盆地早期评价中所起的重要作用,提出并
总结了重磁资料在盆地早期评价系统中与遥感等资料综合研究的方法系列,指出重磁处理系统是
盆地早期评价系统中不可分割的重要部分,遥感图像处理、石油重磁处理系统和地理信息系统
(GI S)是进行多元信息综合的强有力的工具。
关键词 盆地早期评价,G IS,多元信息综合。
0 引言
盆地早期评价的目的就是以盆地、坳陷、凹陷为对象,以地面地质、重力、磁力、电法、化探、遥感所获得的各项参数为依据,石油地质理论为指导,计算机技术为手段,利用各种参数描述盆地的地层、构造、沉积、生储盖组合等各种地质特征,选出油气勘探最优区带和局部构造。
目前,全国大多数中新生代中小型盆地重磁资料较为齐备,为地震前期勘探、盆地分析和油气资源早期评价工作的开展奠定了基础。
中国众多的中小型盆地具有很大的油气潜力,因此对这些盆地进行早期评价具有重要的意义。
可以达到为地震勘探或钻井井位的布置提供科学依据,降低风险,节约资金,加快发现油气田的目的。
我们对百色盆地开展了这方面的研究工作,其动态评价模式及结论对其它类似的含油气盆地具有指导意义。
本文以百色盆地为例谈一谈重磁法在盆地早期评价中发挥的作用,以及重磁资料如何与遥感资料结合达到盆地早期评价目的。
1 盆地早期评价重磁资料解释流程
盆地早期评价重磁资料解释流程与一般石油重磁解释流程大致相同。
主要包括重磁原始数据建库(与化探、遥感等资料一起配准)、异常的转换和分离、区域地质重磁资料解释、局部构造和油气藏标志解释、有利含油气区块评价等内容。
重点放在物化探遥感综合解释和含油气有利区块评价上。
整个过程可用下列流程框图表示(图1)。
百色盆地属第三系断陷盆地,是我国南方富含油气的一个小型盆地,非地震物探工作始于1959年,曾做过1 5万全盆地重力、1 5万地面磁法和部分的高精度重力详查。
我们依据的原始资料主要有布格重力异常图,全盆地磁异常图数字化仪输入石油重磁微机处理解释系统(PGM )(石油物探局编)。
从方法上分为常规处理和特殊处理、平面处理和剖面处理两方面。
常规处理提供早期评价中所需要的基础资料,包括布格重力异常图、剩余重力异常图、垂直二次导数图、水平总梯度图、适当高度的延拓图和主要密度界面深度图、油气勘探主要目的层
1995年11月13日收稿。
第21卷第1期
物 探 与 化 探V ol.21,No.11997年2月GEOPHYSICA L &GEOCHEM ICA L EXPL ORAT I ON F eb.,1997
图1 盆地早期评价重磁资料解释流程
厚度图。
这些图件经解释后产生主要的推断图件、构造单元划分图、断裂分布图、有利区块评价图。
磁力资料由于精度不高只做了推断图件,未做数据处理。
总的来说在盆地早期资源评价中重磁可以解决以下几个方面的问题:1.利用地层出露厚度以及钻孔深度资料确定目的层厚度及分布情况;2.研究盆地基底岩性、时代、埋深、断裂;3.分析盆地边界条件、盆地成因机制、盆地类型;4.划分盆地各级构造单元;5.圈定局部异常、预测局部构造,并计算它的面积、幅度、顶界、或中心埋深,解释推断其成因、局部异常分级分类;
6.划分含油气有利区块;
7.参加油气远景综合预测。
2 重力资料在百色盆地早期评价中的作用
前一节已经谈到了盆地早期评价中重磁资料可以解决的问题。
本节就我们在做这项工作时方法模型选取,应用效果等讨论如下。
2.1 盆地目的层的确定及处理方法的选用
百色盆地主要目的层是百岗组(E 3b )和那读组(E 2n ),根据密度资料百色盆地存在四个密度界面,其中百岗组底界面(E 3b /E 2n )和那读组底界(E 2n /T 2)是两个主要的密度界面。
上第三系与下第三系间存在一个负的密度差,这在资料处理和解释中要引起充分注意,否则会引起结果的谬误。
我们采用的方法是正演和趋势分析相结合,获得变化趋势与已知地震资料相吻合的分离场。
在密度界面的反演中采用二维(2D)变密度反演方法,使用剖面法求出密度参数(即已知一条或若干条剖面的基岩深度和重力值,求出密度参数,用变密度反演基岩深度),迭代法求深度。
图2是那读组底界深度图。
其中西北部的百色凹陷与东部的田东凹陷均为重
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图2 百色盆地那读组底界深度图
力低,百色凹陷重力低的极小值较田东凹陷小,单纯从重力资料和密度资料来看,似乎百色凹陷的中新生界厚度应比田东凹陷大才可以解释上述现象,但地震资料表明田东凹陷反射厚度比百色凹陷反射层厚度大1.4km左右。
因此必须从两个凹陷沉积建造和结晶基底性质的不同上去认识这个问题。
2.2 盆地构造单元的划分
重力资料在划分盆地各级构造单元方面独占优势。
百色盆地布格重力异常图已基本上反映了该盆地三凹二凸的构造格局。
在资料处理中使用垂直分离技术(主要指差值延拓、剩余趋势分析系列),以及导数图件可以容易地圈出三级构造单元。
采用高阶导数如网格垂向二、四次导数法,水平二、四次导数法,以及垂直分离后再求导的方法圈定局部异常或构造效果良好。
图3为百色盆地重力局部异常图。
2.3 重磁力结合遥感资料做综合剖面
以往人们经常做的是重磁电综合物探剖面,有时亦与化探资料相结合。
重力与遥感资料结合做综合剖面可以说是一种新思路。
遥感在解释地面及浅层岩性构造、断裂构造上有其特长,而重力在解释基底结构、反演密度界面方面独占优势,二者综合可以在平面解释的基础上帮助人们建立起盆地结构的立体概念。
在建立综合剖面过程中重力解决了什么问题,采用了哪些手段,下面分述之。
2.3.1 提供界面深度信息,绘制原始深度剖面
根据统计资料,百色盆地存在四个密度界面,其中第四系与下伏地层间的密度差,由于第四系厚度不大,分布范围小,不能引起重力场的明显变化。
一般认为百色盆地有两个主要密度界面,即百岗组底与那读组顶之间的界面和那读组底与中三迭(T2)间的界面。
这两个界面在盆地重力资料平面解释中用二维常密度界面反演或二维变密度界面反演方法可以得到较好的结果。
有了平面资料我们可以直接在机上抽取任一剖面的深度数据。
另一种方法是采用二维多层界面反演方法(剖面法),该方法利用梯形柱体组合来模拟连续界面,用正则化的方法反演多层界面深度,同时也可获得多层厚度。
该方法最多可以做四个
图3 百色盆地重力局部异常解释图
1!一类异常;2!二类异常;3!三类异常
密度界面,需要事先假设一个已知界面的深度。
采用上述两种方法可以在机上直接得到界面深度剖面图。
2.3.2 定性或半定量标定基岩岩性
我们知道在基底埋藏不深时,结晶基底成分变化或内部构造是决定重力异常特征的主要因素,因此在条件有利时,利用重力资料研究基底成分变化和结构是可能的。
百色盆地主要受右江大断裂控制,形成复杂的断块结构基底格局,基底为中三叠T 2的砂泥岩和灰岩,其中基底灰岩与潜山型油气藏有关。
我们采用剥皮法求反映基岩岩性变化的岩性异常,根据岩性异常的正负来定性判断有无基底灰岩,再根据剩余重力异常配合二导异常特征可大致圈定出灰岩潜山的位置、宽度。
然后进行正反演拟合,最后可半定量的指出灰岩位置、宽度、顶深。
另外利用视密度、反演方法也可以确定基底岩性及岩相变化。
2.3.3 确定断裂位置、倾向、延深等性质
遥感确定地表断裂准确可靠,但只有利用重力资料,才可能确定出断裂向下延深的情形。
利用重力异常与断层相关因子做相关分析可突出小断层,用不同高度的垂直及水平导数图、原始图件和剩余图件来综合确定断裂位置、延深、倾向,用归一化总梯度剖面可辅助断裂解释。
2.3.4 人机联作重磁力正演拟合
以上三项工作完成后,可以得到一个剖面草图。
在此剖面图基础上,做人机联作二度多边形正演拟合,此时可以加进一些平面解释的局部异常信息,进一步修订重磁解释剖面,由地质人员结合遥感地质等信息做出综合解释剖面。
图4为百色盆地田东凹陷一条重力遥感南北向综合解释剖面。
(a)、(b)分别为重力异常、剩余异常(dif1)及高阶导数异常,(c)为界面深度图,(d)为综合解释剖面。
2.4 重力辅助遥感资料分析盆地边界条件
遥感在确定盆地边界方面有其优越条件,老山与沉积盖层之间由于岩性差异在图像上显示出清晰的色调分界。
但这只表示现代盆地范围。
盆地四周同边界地质体的接触关系,在不
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图4 广西百色盆地田东凹陷重力遥感地质综合解释剖面图
(a)重力异常剖面;(b)重力异常剖面;(c)重力反演界面深度剖面;(d)重力遥感综合解释图;
1! g 布格重力异常;2!重力剩余异常二次导数;3!布格重力剩余异常;4!重力二次导数;
5!重力垂直四次导数;6!E 2n /T 2;7!E 3b /T 2n ;8!地形线 54 物 探 与 化 探
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同地质时期有不同的表现形式。
它对盆地剖面上的形态和演化特征有很重要的影响。
不同高度的重磁资料可以对盆地边界的动态变化有所反映。
根据布格重力异常可以大致勾绘出盆地范围。
但这样做比较粗糙,利用百色盆地重力资料我们做了三项工作:(1)用布格重力异常水平二次导数的零值线来确定盆地边界;(2)不同高度的重力异常水平二次导数的零值线相叠加,呈现盆地边界动态的演化过程;(3)把反演的基底界面深度图中零值线做为参考盆地边界。
图5
为不同高度重力异常水平二次导数零线叠加图。
图5 不同高度重力二次导数零值线叠加图
1!分别为不同高度重力二次导数零值线;2!为三线的重合线
2.5 归一化总梯度法应用效果
目前重磁资料用于油气藏标志解释方法中,归一化总梯度法和微磁异常研究是公认的比较有效的方法。
在百色盆地我们利用重力资料做了16条剖面的归一化总梯度法处理试验。
G H
场出现二高一低现象的剖面有五条,其中二条对应于已知油藏,二条对应于局部正异常。
图6、图7就是与上法油藏、林蓬油藏对应的G H 场剖面图。
证明归一化总梯度法应用于百色盆地检测油气藏有一定效果,
尤其是对基岩油气藏。
图6 田东凹陷上法油藏G H 场剖面图
3 重磁遥感石油地质等多元信息的综合研究
盆地早期评价支撑软件系统包括:图像处理系统、石油重磁处理系统和地球信息系统(GIS)三部分。
目前图像处理技术已开始在我国应用于重磁数据处理,重磁信息的自动提取
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图7 田东凹陷林蓬油藏G H 场剖面图
和识别技术也在探讨和实践中进行。
由于图像的空间滤波和重磁处理中的空间滤波以及卷积运算原理相同,部分重磁数据处理工作可以利用图像处理技术完成。
因此栅格形式的重磁化探数据、遥感图像综合处理与显示已成为趋势。
遥感图像处理、石油重磁处理系统与GIS 之间通过数据转换接口,可以实现数据共享,形成一个真正的基于GIS 的图形图像数据库,和与之相对应的图形属性数据库。
由于GIS 具有很强的查询、检索、分析、处理和显示图形图像的功能,具有地理数据库管理功能和制图功能,因此最适合于多元信息的综合研究。
多元信息的综合包括以下几个步骤:
(1)建立盆地评价概念模型
为了达到预测有利含油气区块的目的,以多元信息特征标志为依据,将不同种类异常、断裂的分布规律和特征、生储盖石油地质条件等各种组合标志做为建立模型的重要内容,把反映有利含油气区块的预测要素构成一个整体,分级分区定量地有效地圈定有利含油气区块。
(2)数据集的综合与分类
把数字化栅格形式的重磁遥感化探、石油地质等图件组成具有相同几何分辨率和统一格式的图像集,建立与之相对应的属性数据库,并根据盆地评价模式和流程,对它们进行分类。
(3)盆地早期评价指标的信息提取
对重磁遥感数据中特征信息进行增强和复合处理,应用彩色组合处理和色度空间变换技术(IHS)变换,
结合石油地质资料获得各种组合标志图像。
图8 百色盆地遥感、重磁综合异常区
1!遥感重磁迭合最好区;2!迭合次好区;3!地震局部构造;4!盆地边界
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(4)建立多变量数据分析模式
采用专家系统,应用模型、统计分析应用模型、综合盆地早期评价模型等,对多变量之间的相关关系、组合方式给出定量评价,以图形方式表达预测结果,并对预测结果进行排队。
图8为利用GIS 所做的重磁局部异常与遥感环形体、地震圈闭综合异常图。
并根据评分值的高低进行了分类。
图9为重力四次导数与遥感IH S
综合图。
图9 重力四次导数与遥感IHS 综合图
4 结束语
综上所述,重磁资料在盆地早期评价中起到了重要作用。
通过使用各种有效的重磁数据处理方法,它可以给我们提供区域构造、基底、局部构造、界面、油气藏标志等信息。
通过图像处理、GIS 先进的计算机技术的应用,达到与遥感资料的充分结合,优选出油气勘探最优区带和局部构造。
参 考 文 献
∀1# 潘钟祥,石油地质学,地质出版社,1986年。
∀2# 重磁资料解释手册,地质出版社,1983年。
∀3# 地球信息系统设计原理,中国区域科学协会地理信息系统中心,1992年。
(下转第61页)
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NEGATIVE IMPEDANC E C ONVERTIBLE ACTIVE RECEIVING ANTENNA US ED IN MULTIFREQUENCY ELECTROMAGNETIC WAVE LOGGING
Liu H aibin,Tong Wenqi
(Changchun College of Geology ,Changchun 130026)
Abstract T his paper has made a theoretical analysis of active receiving antenna formed by combining negative impedance converting circuit w ith small cone helical antenna,and pointed out the stable working condit ions for such an active antenna.Pr actice shows that the active r eceiving antenna designed by this technique has the advantages of r elat ively bro ad frequency band,pretty high sensitivity and rather small size,and is thus a fair ly ideal receiving an tenna in multifrequency electromagnetic w ave log ging.
Key words mult ifrequency electromagnetic logging,activ e receiving antenna,negative impedance conversion.第一作者简介 刘海滨,男,工程师,1954年生。
1977年毕业于长春地质学院地物系,现为在职项士研究生,在测井教研室从事测井教学、科研和实验研究工作。
(上接第57页)
AN INTEGRATED STUDY OF GRAVITY DATA COMBINED
WITH REMOTE -SENSING DATA IN THE EARLY STAGE
EVALUATION OF BOSE BASIN
Wang Jing,Xie Qingyun,Fang Jie,Din Shubai
(Institute o f Remote -S ensing ,A cademy of Petrole um Exploration ,Beij ing 100083)
Abstract Ex emplified by the work in Bose basin,t he present paper has emphatically described the impo rtant role played by gravity data in the early stage ev aluation of the basin,and summed up a series of methods fo r interg rated studies by combining gravity data with remote -sensing and other data in the early stage evaluation system of the basin.It is pointed out that t he gravity processing system is an insepar able part of t he early stage ev aluation system of the basin,and that t he image pro cessing system,the g ravity and magnetic processing system for petro leum and t he geographical info rmation system (GI S)ar e powerful tools fo r integ rated analysi s of multiv ar iate information.Key words ear ly evaluation of the basin,GIS,integrated analysis o f multivariate info rmat ion.
第一作者简介 王 京,女,1963年生。
1989年毕业于中国地质大学应用地球物理系,获硕士学位。
现工作于石油天然气总公司石油勘探开发研究院,工程师。
现从事GIS 应用及非地震综合研究工作。
发表论文二篇、译文数篇。
61 1期刘海滨等:用于多频电磁波测井的负阻抗变换式有源接收天线。