低碳高效的页岩CT扫描仪

2024.10.08 中国矿业报

　　——广域电磁勘探

　　◎ 林拓

　　页岩气作为非常规油气的重要组成部分，在油气矿业权体制改革和增储上产中发挥着举足轻重的作用。随着页岩气勘探开发技术不断进步，我国页岩气勘探开发不断迈上新台阶，南方地区志留系、寒武系、二叠系相继实现页岩气突破。

　　南方地区海相页岩分布广泛，具有沉积厚度大、有机质丰度高的有利地质条件，但经历了寒武纪以来复杂的地质演变，地形切割大、地表碳酸盐岩覆盖厚、地下断裂改造强，因此在新区新层系页岩气调查评价前期识别页岩地层及其分布尤为重要。

　　广域电磁勘探技术的发展为识别南方复杂构造区海相页岩及其分布提供了一种低碳、高效的方法。该方法主要利用地层导电性、导磁性和介电性的差异，应用电磁感应原理观测和研究电磁场的分布规律，相对于传统的可控源音频大地电磁而言，广域电磁法极大地拓宽了人工源电磁法的观测范围，提高了观测速度、精度和工作效率。其中，广域电磁剖面综合地质解释以电法反演电阻率断面为主要依据，物性资料为桥梁，系统建立地质-地球物理模型，由过井和二维地震同线的电法剖面逐渐向邻近电法剖面展开。通过区域地质、已有钻井和二维地震测线在电法剖面地质分层上的标定，对电法剖面的电性结构及电性层分布特征所反映的地质信息进行识别，得到地质结构和地层分布等基础地质信息。

　　由于页岩地层在密度、弹性、导电性、磁性、放射性以及导热性等方面与其他岩层具有较大的差异，使得广域电磁勘探可以很好地识别地下页岩地层发育情况及其相关的构造特征。广域电磁勘探还可以较好地揭示地层深部的断裂分布，这是由于地质体具有不同地球物理特性，断裂产生导致地质体在三维空间发生位移和错断，地层之间的物性产生了变化，而广域电磁勘探可较好地揭示深部电性和物性异常变化。广域电磁剖面综合地质解释图将页岩地层、地质构造、地下断裂形象地展示出来，相当于给地球内部做了个CT扫描，为发现页岩气和研究页岩气富集成藏提供了重要的依据。

　　尤其是在新区新层系页岩气调查中，调查区一般具有勘探程度较低、勘探面积大、地表和地下条件“双复杂”的特征，使得依靠大范围的二维地震勘探的成本较高，而具有一定厚度的富有机质页岩在广域电法剖面上显示出明显的低阻特征，通过反演技术提取剖面的低阻异常可有效识别出页岩地层，并充分利用已有钻井或地质剖面信息进行标定校正，不同的地球物理方法综合解释互相印证，分析地下低阻地层分布范围与特征，厘定页岩厚度，刻画页岩沉积特征与分布规律。

　　广域电磁勘探在野外施工过程中对环境友好，不会造成地质破坏和环境污染，具有绿色环保的特点，同时该技术成本较低，目前已在南方构造复杂区海相页岩调查中得到成功应用，有力支撑了页岩气调查发现与突破。

　　（作者单位：中国地质调查局油气资源调查中心）