地球物理是石油開發的“金眼睛”,“眼睛”越明亮,方向才能越清晰。
“看向哪里”——有的放矢
松遼盆地是我國東北部大型的沉積盆地,地跨黑龍江省、吉林省、遼寧省和內蒙古自治區4個省區。大慶油田和吉林油田位于其中。所謂沉積盆地,顧名思義,就是在地殼運動作用下,地下的巖層受到擠壓或拉伸,導致區域下凹,物源區搬運來的沉積物或相對近源的火山噴出物質很容易在此堆積,久而久之,坳陷部位就形成了沉積盆地。
如何練就“金眼睛”
人類對地球內部探索從未停歇,當然通過鉆井這一直接的方法,未嘗不可,但鉆井的深度有限,不能滿足科學家想要一探究竟的好奇心,畢竟地球的神秘面紗不是輕盈的紗質,而是歷經千百萬年演化的復雜地層。所以人們渴望擁有一雙地球物理這樣的“金眼睛”,可以間接地使地下內部形態一一呈現。在松科二井地區人們就應用了這樣一雙“金眼睛”——開展高精度重、磁、電勘查及聯合反演,綜合解釋、揭示松遼盆地深部資源。
“金眼睛”初養成
明目法一:重磁技術
重磁勘探是指以地球的重力場作為被探測物體的引力場,以地球的磁場作為被探測物體的磁化場,從而用重、磁力儀器觀測被探測物體受地球的吸引所產生的重力異常,及其被地磁場磁化后所產生的磁異常,從而達到探測目的。
重磁勘探的優勢在于它在水平方向上具有高分辨率,借此能反映淺層地下的密度不均勻或磁性不均勻體的變化,最終推測巖體和斷裂的分布情況。數據處理過程中有一種能夠利用重磁網格數據確定地質體位置(邊界)和深度的自動化計算方法——歐拉反褶積法,可以有效進行斷裂構造的識別。
明目法二:地震波探測技術
地震波探測技術就是當地震發生時,震源處產生的地震波在地下傳播,遇到地層界面會產生相應的反射和折射。其中反射波能量可以反射回地球表面,而折射波則將繼續向下傳播,在更深處遇到波阻抗界面時繼續產生反射和折射。處于地表的地震波接收裝置對接收到的地震波進行記錄,再將地震波進行成像,從而得到地下的地質結構信息。
地震勘探類似于醫院的CT和B超成像技術。在醫院中,超高頻的X射線或者超聲波從激發端穿過患者體內,被位于另一端或者同一端的接收裝置接收,從而在患者身體內部結構成像。只不過對地球科技工作者而言,他們的工作對象不是病人,而是地球。
在松遼盆地的研究區域,利用地震深反射技術,確定界面的深度和形態,圈定局部構造,判斷地層巖性。
明目法三:大地電磁測深技術
同樣能給地球深部做CT的還有電法勘探的大地電磁測深技術,該方法也是地震法的重要補充。但它利用的是人工或天然電磁場在地球內部激發的電磁感應現象,研究地下由淺到深不同深度上的地層電性結構,從而勾勒出地下介質電阻率的大體分布,結合掌握的井震資料和地質、物性資料,揭示異常體的“真面目”。
升級版“金眼睛”——綜合地球物理聯合反演
多種方法、多種信息的立體交叉綜合現已成為國際地球物理大舞臺的焦點。綜合即重、磁、電的多種解釋參數與地震數據、測井數據及其它地質地球物理信息在空間相互約束的綜合。
分析“金眼睛”——綜合地球物理解釋
常言道:耳聽為虛,眼見為實。對于一絲不茍的地球物理工作者們來說,“金眼睛”反饋回來的信息也是有待考量的。地球物理工作者通過查閱大量的地質與鉆探資料,綜合地球物理勘探方法,分析矛盾,識別異常后才能得出最終的地球解釋剖面。
目前為止,人們基本實現了松遼盆地地下內部信息的可視化。由未知到已知,由模糊到清晰,窺探松遼盆地內部的秘密無疑為今后的石油勘探事業提供了保障。
作者:
韓江濤 侯賀晟 王天琪 劉文玉 管彥武 馬國慶 符偉 楊瑨 國瑞
供稿單位:
吉林大學 中國地質調查局中國地質科學院地球深部探測中心 中國地質科學院地質研究所
本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創,轉載時務請注明出處。