位场方法在非常规油气勘探中的应用

在常规油气勘探领域,高精度的重磁资料能够非常好的完成油气资源的远景评价,为地震勘探和钻井提供指导.在非常规油气勘探领域,重磁勘探方法显得尤为重要.因为非常规油气资源的地质结构、圈闭条件、储层评价、成藏机理、渗流特征等方面更加复杂和未知,地震勘探和钻井难以直接开展,亟需非地震方法的优选规划.由于重磁位场方法并不能"特异性"的揭示地下页岩分布和页岩气的资源潜力,从某种程度上说,重磁位场方法在常规油气和非常规油气的勘探技术是没有多大区分的,核心都是"综合"二字.其中,对重磁资料的处理要经过常规的延拓、剩余重力异常提取和磁异常化极等,以及重力异常剥皮、park反演、梯度反演等关键处理,能够获取特定地层的厚度与埋深和断裂信息.本文以页岩气资源的重磁位场勘探技术为中心,通过调研国内外重磁方法在非常规油气勘探阶段的应用实例,总结规律,构建利用位场方法开展页岩气等资源勘探的技术体系与流程.     

烃渗漏引起的磁异常的提取与识别

本文对近年来国内外在烃渗漏与磁异常关系以及磁异常提取与识别技术领域取得的进展进行了论述与总结.利用磁异常寻找油气资源,特别是在圈划异常远景区方面具有经济、快速、有效的优势.但也存在多解性问题.为了有效判别异常源性质,本文提出利用人工神经网络作为以上方法补充的思路,可以作为磁法预测油气远景区技术流程中的一环,有助于减少多解性.     

北黄海盆地烃渗漏蚀变带“磁亮点”的识别研究

北黄海盆地是我国近海海域尚未取得油气勘探突破的盆地之一.在海洋环境中应用海底油气藏的烃渗漏现象寻找油气有利区具有良好应用前景,为了给该区的含油气远景评价及下一步油气勘探缩小靶区提供地球物理依据,本文利用磁法这一经济、有效的油气渗漏异常地球物理判别手段,开展了识别海底烃渗漏引发磁异常的方法研究.给出一种根据“有导师”的模式识别技术,在充分利用磁异常多种数值特征及纹理特征的基础上,提取烃渗漏蚀变带磁异常的方法.通过已知约束信息（如见油井位等）的点、线、面三种基元及其邻近数据网格点组成基类,将其提取的模式或特征向量作为待识别异常匹配或学习的模板,利用加权欧氏距离函数计算待识别异常特征向量与模板向量之间的相似性,进行模式匹配,从而识别出与模板相似程度较高的异常.应用此方法圈定了北黄海盆地的烃渗漏“磁亮点”分布,从“磁亮点”异常区与中生代地层的分布以及地球化学异常（低层大气烃类检测和海底微生物异常）的对应情况来看,表明该识别方法是识别烃渗漏弱磁异常的一种有效手段.对研究区构造特征、磁异常及地球化学异常特征的综合分析表明,位于北黄海研究区东部和北部的“磁亮点”异常区可能是北黄海盆地较好的含油气远景区.     

我国磁法勘探的研究与进展

简要概述了我国磁法勘探50年来的研究与进展，主要包括：地面、航空与海洋磁测工作，磁力仪研制与生产，磁异常处理与转换技术，磁异常解释理论与方法，岩石磁性研究，磁法勘探在基础地质研究、固体矿产勘查、油气勘查和其他领域中的应用．     

磁测找油方法及其在陕北油气勘探中的应用

二十多年来,磁测找油方法作为非地震油气物探方法中的一种,在陕北油田进行了大量的试验及研究工作.为了系统归纳磁测找油方法研究进展及探讨其在陕北油气勘探中的应用效果,本文阐述了油气藏上方近地表微磁异常的形成机理以及磁性矿物的形成机制的研究进展,总结了由于地下油气藏的存在而引起的微磁异常的一般特征,分析了陕北吴堡-旦八地区已有油井及干井的分布特征与高磁剩余异常特征间的关系.结果表明,油气藏上方岩石中广泛存在的磁学-地球化学-矿物学异常与烃类微渗漏作用之间的相互关系基本可以成立,烃渗漏可以通过改变油气藏上方空间氧化还原条件等造成磁性变化从而在近地表产生磁异常变化,而这些磁异常在经过数据处理之后,可以提供微磁异常与油气藏之间高度的相关性.陕北吴堡-旦八地区高磁剩余异常与油井具有一定的相关性,高频、低幅度、高值异常带以及高值环带包围低值区块的环带异常与油气藏有较好的对应关系.虽然目前还不可能研究出一种可以完全消除或大部分压制地面上各种人文干扰产生磁场的方法技术,但是在开展高精度磁测工作时,尽量压制各种与油气藏无关的干扰磁异常,并且做好物性测定和样品分析,磁测找油方法仍不失为一种经济、快速、有效的方法.     

海区前新生代残留盆地油气研究的综合地球物理技术

我国前新生代残留盆地油气资源的巨大潜力已为近年的一些勘探实践所证实,但是仍面临许多技术难题.本文介绍了近年在863计划支持下,针对残留盆地油气勘探难题所研究的一些方法与技术.其中包括针对我国海区残留盆地勘探目标的地震采集技术、基于弯曲射线的复杂构造叠前成像技术和残留盆地残余厚度提取技术等.这些技术已在我国海域进行了试验并取得了一定的成效.     

冀东油田钻井岩芯的磁学研究

论述了利用古地磁、磁组构综合研究进行钻井岩芯定向和确定沉积组构（沉积层面在现代地理坐标系下的）方向的方法．通过对冀东油田100块钻井岩芯实测结果的系统分析，指出该方法在岩芯磁组构方向确定和沉积剩磁成分能够分离出来的情况下，可用于地层产状未知和井孔近似直立情况下的钻井岩芯定向，并能给出沉积组构方向．对岩芯样品中的磁性矿物成分、成因进行了研究，分析了岩芯磁性特征与烃类富集的关系，指出磁参数分布特征，能为油气勘探开发、指示油气富集部位提供参考．     

海洋油气渗漏烃蚀变带的地球物理检测及在中国海区的应用

针对海洋油气渗漏可以在近地表沉积层中引起的一系列烃蚀变效应，本文讨论了利用不同手段，分层次进行检测的几种方法.利用烃蚀变带所产生的磁异常现象，在平面上圈定油气渗漏的分布范围，进而寻找海底油气藏.同时，钻井岩芯岩屑的磁性质测量结果可以从剖面上预测下伏岩层的含油气性.最终利用X射线衍射方法(XRD)对典型层位岩石样品的物相测量，进行烃蚀变矿物组合分析并通过镜下鉴定作进一步的综合判断.对渤海海域烃蚀变效应的磁法检测研究结果与遥感及其他方法的研究结果有很好的一致性.对南海3口钻井岩芯岩屑的磁性测量结果表明：两口有油气前景而另一口没有异常.这与实际结果十分一致，同时表明该方法在海区同样可以具有良好效果.     

从航磁观测直接得到油气显示

今天,在寻找油气方面出现了一种新技术。利用这种技术,将不仅只是能够确定合适的构造和地层,而且似乎还能够回答油气是否确实存在。由于从空中观测使得这种技术在使用上另有好处,即这种快速的覆盖技术使得它在大的沉积盆地的普查勘探中特别适用。这一方法是以这种假设为基础的,即:油气不断地渗出(这种现象总是会在某种程度上出现的),导致在油气藏的上部沿垂直方向形成一个还原带。这个还原带所带来的某些效应之一就是假设通过赤铁矿的还原而形成了包含磁铁矿的岩层。磁铁矿物取得了化学剩余磁性,其埋藏深度正好在潜水面附近。观察到的这种效应表现为相对低的振幅,和波数较高的磁异常。这类异常曾经在Cement地区和Oklahome上空被观测到过,而在这两个地区的油井的浅部,磁铁矿物的异常集中也同时被测到。一些干扰效应,例如磁场的日变化或微小的脉动,能够通过使用水平梯度仪的测量而被最佳程度地分辩出来。这种梯度仪能够消除全部常规的干扰磁变化。而对于浅源如浅层磁铁矿物产生的磁异常有较高的灵敏度。Geometrics公司通过考察研究以前在美国石油盆地上空120m高度观测时所得的结果,为美国能源部调查了这一技术的可行性。在几个不同地区,油田与上述作用所引起的特有的异常形态对应得很好,而在没有油田的地方,便没有类似的异常出现。以从Cement、Oklahoma地区磁铁矿物含量得到的磁化率的量值为基础所做的一种理论模型,进一步证实了异常幅度和波数值的规律与所观测到的情况是相符的。     

用图像处理技术研究油气田的航磁航放异常

用图像处理技术对下述与油气田异常有关的问题进行了研究：快速提取高频弱磁异常，估算高频磁异常源的埋深，放射性异常性质的归一化处理，典型异常剖面的分析，以及油气远景评价，提出了４个有希望含油气的异常．经验证，这４个异常中有３个见到油气显示，其中１个为工业气流．     

基于烃渗漏理论的油气异常地球物理判别系统的关键技术研究

烃渗漏效应会在近地表形成磁性蚀变带，因而可以根据磁性蚀变带产生的磁异常寻找油气异常区.为了减少利用磁力资料识别油气渗漏异常的不确定性和多解性，满足多种地学资料集成管理和综合分析的需要，有必要建立一个集数据管理、实时处理、综合评价和制图功能为一体的判别系统.本文对建立判别系统的关键技术进行了讨论.该系统以ArcGIS为二次开发平台，在继承ArcGIS现有功能的基础上，开发了常规位场数据处理方法模块和基于图像处理和分析技术的重磁异常信号增强和特征提取等功能模块，用于实现近地表油气渗漏异常的地球物理检测与判别，能够为油气有利区的确定提供技术支持，有利于提高地球物理数据处理和解释的效率.     

PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS AND LOCAL CORRELA-TION TRACKING AS TOOLS FOR REVEALING AND ANALYZING SEISMO-ELECTROMAGNETIC SIGNAL OF EARTHQAUKE

This study provides new seismo-electromagnetic data processing methods to extract the anomalous signals by combining the principal component analysis(PCA)and local correlation tracking(LCT)methods. The PCA method can separate signals of different frequencies by projecting them to different axes according to their energy. So it can solve the problems of identifying the relatively weak signals in strong interference background to a certain extent. The LCT method is more suitable for non-stationary signal processing compared with classical cross-correlation method. This method is based on the good spatial correlation between the magnetic field components of different ELF stations to pick up the correlation coefficient, so as to achieve the purpose of weak anomalies signals identification. As a case study of the M4.6 Jinggu earthquake in Yunnan, China, we investigated the electromagnetic data observed by ELF stations near the epicenter. First, we applied the PCA method to the magnetic-filed data and got the temporal variation of percentage of each principal component. The results indicate that the contribution of the second principal components, which may relate with the earthquake, increased significantly about a week before the earthquake. Then, we applied the LCT method to the magnetic-filed data processing as well, and the results of both north-south and east-west magnetic field components showed that local correlation coefficient saw anomalies about a week before the earthquake, which had a good corresponding relationship with the former results by PCA method. Both means for the same earthquake case got a consistent conclusion, which not only enhanced the reliability of the results, but also confirmed the effectiveness of two methods applied in the earthquake-related electromagnetic anomalies extraction. We also discussed the possible relationship between these anomalies and the earthquake. Although there are no direct evidence and supporting theories in terms of the relationship between abnormal electromagnetic signals and earthquakes at present, the studies in this paper may strengthen the understanding of seismoelectromagnetic phenomena and promote further research.     

青藏高原新生代构造和第四纪研究的进展及问题讨论

简述了近年来国内外在青藏高原晚新生代构造和第四纪地质研究方面所取得的新进展，针对在活动构造研究中所存在的问题，提出 今后研究工作的方向，认为应当加强青藏高原及其周缘地区晚新生代构造变形方式、幅度和速率的研究，同时在研究中应当将第四纪地质与活动构造研究相结合，特别要注重深部构造的研究。     

基于二阶导数的磁源边界与顶部深度快速反演

为实现磁异常反演,首先提出了磁异常非参数快速反演的概念,即无需提供先验信息.在Nabighian提出的磁场通用梯度公式的基础上,推导实现了基于磁异常垂向二阶导数的非参数快速反演(V2D_depth).它不仅可以获取场源的边界信息,同时可以反演场源的埋深.通过与Tilt_depth方法对比,本文方法计算的场源边界更清晰,反演的深度也更接近真实深度,同时较大程度上克服了Tilt_depth方法受叠加异常的影响.理论模型验证了方法的有效性,并通过准噶尔盆地某区块磁异常数据的处理,提取了受强大的区域背景场掩盖的石炭系火成岩产生的弱异常,突出了构造分区、断裂分布等信息,获取了火成岩的位置及埋深参数,为该区的火成岩油气藏勘探提供了有效的处理途径.     

华北克拉通中东部基底构造单元的重磁特征

系统收集并重新处理了华北克拉通中东部的重磁资料,利用处理结果,结合近年来华北克拉通前寒武纪结晶基底构造研究的进展,重新将华北克拉通中东部划分为2个一级重磁异常单元和7个二级重磁异常单元;重点描述了7条分划性断裂的重磁特征,特别指出中国东部重力梯度带正是华北克拉通中部带的集中表现,而郯庐断裂带和兰考～聊城～盐山～台安-大洼断裂带是燕山期陆内不同刚性块体调整的重要边界,所以也是重磁特征的变异带．据此,对华北克拉通断裂与构造单元的重磁异常特征赋予了新的地质意义．研究表明,华北克拉通现今的地球物理特征能够反映结晶基底构造,其原因是华北克拉通现今构造格局是中新生代构造继承结晶基底构造的结果．     

2010.0年中国及邻近地区地磁场

本文通过对中国地区地磁场的球冠谐和分析和曲面样条分析,建立了2010.0年代的"中国地磁参考场球冠谐和模型"和"中国地磁参考场曲面样条模型".得到如下结论:"2010.0年代中国地磁参考场球冠谐和模型"描述的各地磁要素空间分布与"2005.0年代中国地磁参考场球冠谐和模型"较相似,但局部略有变化.比如对于磁偏角D和东向分量Y大致可理解为负值区域增强;磁倾角I在我国华北、华南和东北大部大面积正异常区消失了,但在我国西北部大面积的负异常区仍然维持;总强度F和垂直分量Z整体的负异常分布仍然维持,新疆西部局部地区和东南沿海地区局部的正异常分布则略有变化;变化最大的是水平分量H和北向分量X的空间分布,在2010.0年代,东南地区出现了大范围的正异常区,而且在中国北部出现了一条东西条带状的正异常区,似乎可认为是2005.0年代存在于太平洋的正异常区向西移动扩大的结果."2010.0中国地磁参考场曲面样条模型"描述的磁偏角D和东向分量Y相对较为曲折,最显著的异常位于蒙古境内,其次为滇东北地区、东北及华北大部、新疆等地区;磁倾角I和垂直分量Z相对较为平缓,最显著的异常存在于蒙古境内,其次的异常在内蒙满洲里附近;总强度F、水平分量H和北向分量X最为显著的异常位于满洲里附近,其次的主要异常区位于新疆地区、京津附近、滇东北地区.     

某些油气田地表土壤的磁性与烃运移相互关系研究

根据鄂尔多斯盆地靖边气田上方的ＭＩ０２线、江苏储家楼油田与江汉盆地花园油田地表十字剖面土壤磁性的测量结果，研究地表是否存在与深部油气藏中烃类垂向运移相关磁性蚀变带的可能性及其分布形式．结果表明，ＭＩ０２线样品显示了明显的高磁性异常特征，并与酸解烃之间呈很强的正相关．磁滞回线形态与参量显示出明显的亚铁磁性特征．电子探针分析结果表明，样品中主要磁性矿物（磁铁矿）中高温杂质元素含量很低．江汉盆地花园油田十字剖面磁滞回线参量（饱和磁化强度Ｊｓ与饱和等温剩磁Ｊｒ）的高异常位于油田周边，油田顶部土壤呈典型顺磁性特征．储家楼油田地表土壤的高磁性异常主要位于油田上方，它们均与盖层中的断裂构造对应，储家楼油田的高磁性样品中发现的典型球粒状磁铁矿为次生低温磁铁矿，它与烃运移之间存在成因关系．     

东北地区重磁场与地壳结构特征

分析了东北地区的重、磁场特征,同时对研究区的布格重力异常和航磁异常据进行了小波分析计算.根据分析与计算可知,东北地区重力场以北东走向为主,表现出该地区重力场的主要趋势.根据磁场的分布特征,可将研究区分为六个区域:呼和浩特以北磁场相对平静区;赤峰一带正负磁场交互变化区;海拉尔以南磁场缓变区;齐齐哈尔—依春磁场剧烈变化区;长春—沈阳负磁场平缓区;牡丹江—丹东磁场区.利用重力资料,应用调和级数法对研究区的莫霍界面进行了反演计算,得到了该地区莫霍界面深度分布.根据磁力资料采用遗传算法反演计算了研究区居里界面的深度分布.同时对研究区的地壳结构特征进行了探讨.     

双层界面重磁联合反演方法研究

Based on the synchronous joint gravity and magnetic inversion of single interface by Pilkington and the need of revealing Cenozoic and crystalline basement thickness in the new round of oil-gas exploration, we propose a joint gravity and magnetic inversion methodfor two-layer models by concentrating on the relationship between the change of thicknessI and position of the middle layer and anomaly and discuss the effects of the key parameters. Model tests and application to field data show the validity of this method.