石油物探
根据地下岩层物理性质的差异﹐通过物理量测量﹐对地质构造或岩层性质进行研究﹐以寻找石油和天然气的地球物理勘探﹐简称石油物探。
在石油勘探中﹐对于被表土﹑沙漠和海水覆盖没有岩层直接出露的地区﹐主要依靠物探方法间接了解地质构造和岩层性质﹐以寻找油气藏。目前﹐石油物探已成为覆盖区勘探石油的一种不可缺少的手段。
简史石油物探是在20世纪初发展起来的。最早使用的物探方法是重力勘探。1922年﹐首次成功地应用扭秤在墨西哥湾沿岸探测到和盐丘构造有关的油藏。1935年﹐重力仪开始用于石油物探。
1919年﹐德国人明特罗普 (L.Mintrop)提出了地震折射法。用此法在墨西哥湾沿岸寻找盐丘构造﹐并获得了成功。1927年﹐在美国俄克拉何马州使用地震反射法也成功地发现了毛德油田。
中国的石油物探工作﹐从1949年中华人民共和国成立後﹐才得到发展﹐并取得很大成绩。1959年﹐应用物探方法与石油地质﹑石油钻探相结合﹐找到了大庆油田﹐以後又陆续发现了胜利油田﹑大港油田﹑华北油田等油田。
勘探阶段石油物探工作大致可划分为区域普查和构造带勘探两大阶段。
区域普查阶段
这个阶段在有含油气远景的沉积盆地进行重力法和磁法普查﹐其成果图比例尺为1﹕500000～1﹕1000000﹐在油气勘探有利的地区进一步进行重力法和磁法详查﹐其成果图的比例尺为1﹕100000～1﹕200000。配合电测深﹑大地电流法和少量地震法普查工作﹐划分盆地内的区域构造单元﹐确定沉积凹陷﹐并进一步评价沉积凹陷和圈定二级构造带﹐为进一步开展石油物探工作提供有利的地区和构造带。
构造带勘探阶段
在区域普查阶段提供的有利地区和构造带上﹐开展地震法普查和详查工作﹐确定可能的含油气构造和油气圈闭﹐为石油钻探工作提供井位。中国已发现的油气田中﹐多数是根据地震勘探资料进一步进行钻探发现的。
勘探方法石油物探有重力勘探﹑磁法勘探﹑电法勘探﹑地震反射法和地震折射法等﹐也可包括地球物理测井。
重力勘探
用於了解地壳深部结构和基底表面起伏﹐划分区域构造单元﹔在有利条件下﹐也可用来了解沉积岩层内部构造﹐寻找可能的含油气构造。重力勘探是根据地下岩层密度的差异﹐测量地球重力场的相对变化﹐了解地下地质构造的。重力勘探比较简便﹑成本较低﹐但勘探精度较差并具有多解性﹐一般用於区域普查阶段。
磁法勘探
用於了解基底表面起伏﹐估计沉积岩层的厚度﹐划分区域构造单元。磁法勘探是根据地下岩石磁性的差异测量地磁场的相对变化﹐了解地质构造的。根据磁异常所计算出来的磁性体埋藏深度﹐可以了解基底表面起伏和基底内部结构﹐也可反映沉积岩中的火成岩侵入或喷发的情况。磁法勘探与重力勘探相似﹐它的勘探操作简便﹐成本较低﹐但勘探精度较差﹐一般只适用於区域普查阶段。
电法勘探
用於了解基底表面起伏﹐划分区域构造单元﹔在条件有利的地区﹐还可了解沉积岩层内部构造﹔在适当条件下﹐也可利用它寻找石油和天然气。电法勘探是根据地下岩层的电阻率等电学性质及电化学性质的差异﹐了解地质构造和寻找油气藏。在石油勘探中﹐电测深法﹑大地电流法和大地电磁法以及激发极化法应用较多﹐其设备比重力法和磁法复杂﹐成本也较高﹐但探测精度优於重力法和磁法﹐一般也适用於区域普查阶段。
地震勘探
在石油物探中是探测精度最高的一种方法﹐特别是地震反射法﹐但勘探成本高於其他石油物探方法。由于它的勘探效果较好﹐已成为石油物探中最有力的勘探手段﹐应用最广。地震勘探方法主要分为反射法和折射法两大类。
1 地震反射法 用此法可以了解地壳深部结构和基底表面起伏﹐研究地壳内部结构和划分区域构造单元﹔寻找和勘探各种可能的含油气构造﹐通过钻探寻找构造﹐圈闭油气藏﹔还可以了解沉积岩层的岩性和岩相变化﹐与地质和钻探相结合﹐寻找岩性圈闭或岩性与构造复合圈闭油气藏﹔在条件有利的地区﹐还可能直接找矿。
地震反射法的基础是地下岩层的波阻抗的差异。沉积岩层的岩相变化及岩石孔隙中所含流体(油﹑气﹑水)性质的不同﹐使岩层的波阻抗发生变化﹐影响地震反射波的振幅。根据地震反射法所记录的反射波走时﹐可以计算出波的速度和反射界面的埋藏深度﹐从而了解基底表面起伏和沉积岩内部构造。根据记录的地震反射波振幅等特点﹐以及所计算出来的地震波速度等资料﹐可以了解地下岩层的岩性﹑岩相变化和岩石孔隙中所含流体的性质。
用地震反射法通常可以观测到界面深度达6000米左右或更深的反射。因而﹐使用地震反射法可在几公里深的整个沉积剖面中﹐了解各种不同深度的地质构造﹐寻找与背斜﹑断层﹑断块和盐丘构造等有关的构造圈闭油气藏。地震反射法提供的地下地质构造精度很高﹐在理想条件下﹐得到的地质构造起伏的误差在3～6米范围内﹐确定断层落差的精度可达10米左右。地震反射法虽然能作出具有明显波阻抗差异的任何反射层的构造图﹐但没有钻井资料和地质资料﹐是不能确定各反射层的地质层位的。因此在对地震反射法资料进行解释时﹐必须同地质资料和钻井资料紧密结合起来﹐避免出现差错。
地震反射法还用来研究地下岩层的岩性和岩相变化情况﹐试验寻找与地层遮挡﹑岩性尖灭﹑礁块和古潜山等有关的岩性圈闭油气藏﹐或构造与岩性复合圈闭油气藏。从地震反射法资料可以得到沉积岩层变薄的趋势﹐或岩性变化的显示。但是﹐单纯利用地震反射法资料﹐目前还不能解决与岩相变化有关的地层圈闭油气藏的勘探问题﹐必须将地震反射法资料同测井资料﹑物性资料﹑地质资料和钻探资料密切结合进行综合解释。利用地震反射波的振幅增强及其他和油气有关的地震波标志﹐可以直接寻找石油和天然气。在新生代沉积盆地中寻找较浅的砂岩贮气层﹐这种勘探方法取得了较好的效果﹔但在古老的沉积盆地中寻找较深的含油层﹐则受到较大的限制。
2地震折射法 此法可以用来了解基底表面起伏﹐划分区域构造单元﹐了解沉积岩层内部构造﹐寻找可能的含油气构造﹔利用所求出的界面速度研究地层的岩性。根据所记录下来的地震折射波走时﹐可以求出地下高速界面如基底﹑盐丘﹑炭酸盐岩的埋藏深度和起伏形态﹐并且可以计算出地震波沿高速岩层传播的界面速度﹐了解地下高速岩层的地质构造和岩性。在有利条件下﹐还可用来确定高速岩层断层的落差。但它不如反射法能同时了解地下多个岩层界面的详细构造情况﹐而且勘探精度也低於反射法。