[科普中國]-深部地球物理探測(cè)——窺探松遼盆地深部資源的“金眼睛”

地球物理是石油開發(fā)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(nèi)蒙古自治區(qū)4個(gè)省區(qū)。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(yùn)動(dòng)作用下，地下的巖層受到擠壓或拉伸，導(dǎo)致區(qū)域下凹，物源區(qū)搬運(yùn)來的沉積物或相對(duì)近源的火山噴出物質(zhì)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(duì)地球內(nèi)部探索從未停歇，當(dāng)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(xué)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(zhì)，而是歷經(jīng)千百萬年演化的復(fù)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(nèi)部形態(tài)一一呈現(xiàn)。在松科二井地區(qū)人們就應(yīng)用了這樣一雙“金眼睛”——開展高精度重、磁、電勘查及聯(lián)合反演，綜合解釋、揭示松遼盆地深部資源。

“金眼睛”初養(yǎng)成

明目法一：重磁技術(shù)

重磁勘探是指以地球的重力場(chǎng)作為被探測(cè)物體的引力場(chǎng),以地球的磁場(chǎng)作為被探測(cè)物體的磁化場(chǎng),從而用重、磁力儀器觀測(cè)被探測(cè)物體受地球的吸引所產(chǎn)生的重力異常，及其被地磁場(chǎng)磁化后所產(chǎn)生的磁異常,從而達(dá)到探測(cè)目的。

重磁勘探的優(yōu)勢(shì)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(cè)巖體和斷裂的分布情況。數(shù)據(jù)處理過程中有一種能夠利用重磁網(wǎng)格數(shù)據(jù)確定地質(zhì)體位置（邊界）和深度的自動(dòng)化計(jì)算方法——?dú)W拉反褶積法，可以有效進(jìn)行斷裂構(gòu)造的識(shí)別。

明目法二：地震波探測(cè)技術(shù)

地震波探測(cè)技術(shù)就是當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，震源處產(chǎn)生的地震波在地下傳播，遇到地層界面會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)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(xù)向下傳播，在更深處遇到波阻抗界面時(shí)繼續(xù)產(chǎn)生反射和折射。處于地表的地震波接收裝置對(duì)接收到的地震波進(jìn)行記錄，再將地震波進(jìn)行成像，從而得到地下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息。

地震勘探類似于醫(yī)院的CT和B超成像技術(shù)。在醫(yī)院中，超高頻的X射線或者超聲波從激發(fā)端穿過患者體內(nèi)，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(nèi)部結(jié)構(gòu)成像。只不過對(duì)地球科技工作者而言，他們的工作對(duì)象不是病人，而是地球。

在松遼盆地的研究區(qū)域，利用地震深反射技術(shù)，確定界面的深度和形態(tài)，圈定局部構(gòu)造，判斷地層巖性。

明目法三：大地電磁測(cè)深技術(shù)

同樣能給地球深部做CT的還有電法勘探的大地電磁測(cè)深技術(shù)，該方法也是地震法的重要補(bǔ)充。但它利用的是人工或天然電磁場(chǎng)在地球內(nèi)部激發(fā)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，研究地下由淺到深不同深度上的地層電性結(jié)構(gòu)，從而勾勒出地下介質(zhì)電阻率的大體分布，結(jié)合掌握的井震資料和地質(zhì)、物性資料，揭示異常體的“真面目”。

升級(jí)版“金眼睛”——綜合地球物理聯(lián)合反演

多種方法、多種信息的立體交叉綜合現(xiàn)已成為國際地球物理大舞臺(tái)的焦點(diǎn)。綜合即重、磁、電的多種解釋參數(shù)與地震數(shù)據(jù)、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)及其它地質(zhì)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(shí)。對(duì)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(zhì)與鉆探資料，綜合地球物理勘探方法，分析矛盾，識(shí)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(shí)現(xiàn)了松遼盆地地下內(nèi)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(nèi)部的秘密無疑為今后的石油勘探事業(yè)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(xué) 中國地質(zhì)調(diào)查局中國地質(zhì)科學(xué)院地球深部探測(cè)中心 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所

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