幔源油气区域勘探方法与流程

本发明涉及石油天然气勘探技术领域，尤其是涉及一种幔源油气区域勘探方法。

背景技术：

以往的油气勘探是以寻找烃源岩和有利构造为主，勘探大致分为四个阶段：大区概查、盆地普查、区域详查、圈闭预探。

大区概查阶段的基本任务是“择盆”，主要研究的是形成盆地的大地构造背景、盆地地质结构特征、盆地的类型与演化特征、盆地可能的烃源岩分布层位、规模及生烃潜力、盆地地面与地下的油气显示情况等。

盆地普查阶段的主要任务是“定凹”，在盆地内二级构造单元凹陷中优选生油凹陷，落实各生油凹陷的生油量，主要研究的是盆地区域沉积地层特征、盆地区域构造特征、烃源条件与储盖组合特征、盆地水文地质、温度压力特征及油气显示情况。

区域详查阶段主要是寻找有利生油区带，主要研究含油气系统的分布、特征、区带构造与沉积特征、储层特征、区带成油条件与成藏模式。

圈闭预探阶段主要是寻找有利圈闭，主要研究圈闭规模和基本要素、圈闭的油气藏形成与保存条件、圈闭的油气富集程度。

在以往的油气勘探过程中，构造条件占据着主要地位，很大程度上决定着油气勘探的成功与否。

这种勘探方法最主要的缺陷是效率低。据统计，20世纪六七十年代美国的大油气公司油气勘探的成功率为5%，小公司的成功率仅为1.9%，该项数据来自于石油工业出版社1988年公开出版的美国人J.M.亨特的著作《石油地球化学和地质学》中的第333页。我国目前官方宣传的成功率是30%，这一数据中包括了评价井，如果去掉评价井，勘探成功率约为15%。此外，这种勘探方法背离了找油这一主旨，而是在寻找储油条件。

技术实现要素：

本发明的目的是提供幔源油气区域勘探方法，其能够快速有效地寻找含油气区域，提高了找油效率及成功率。

本发明提供的幔源油气区域勘探方法，包括以下步骤：

S1、在目标范围内寻找深大断裂区域；

S2、在目标范围内确定存在于地下深部的低速、低阻、低密体的空间范围；

S3、在目标范围内寻找地幔柱或地幔枝；

S4：将S1、S2及S3中得到的区域在空间坐标中进行投影，其投影重叠区域即为含油气区域。

幔源油气理论认为，油气来自深部的中下地壳甚至更深的地幔，控制上地壳油气区域分布的主控因素不是结晶基底以上的沉积单元，而是地幔隆起（地幔柱和地幔枝）、中下地壳低速、低阻、低密度体和切穿结晶基底的深断裂，因此，通过寻找深大断裂区域；低速、低阻、低密体的空间范围；以及地幔柱或地幔枝三者的重叠区域从而确定含油气区域。

在一些实施方式中，S1中，结合遥感技术、地面地质测量、油气苗调查、地球物理勘探寻找深大断裂区域。

通过采用上述技术方案，深大断裂区域的存在可以凭借地层压力差，将深部运移上来的油气缓慢但持续地传输至浅部位置，通过确定深大断裂区域从而方便确定井位。

在一些实施方式中，通过遥感识别深大断裂的各种地貌学标志、沉积标志、岩浆活动标志和构造标志，包括：地堑、河谷、湖泊和洼地的线状分布；存在呈带状分布的基性—超基性侵入岩体、呈带状延伸含深源橄榄岩捕虏体的花岗岩、呈线状分布的现代或古代火山、呈带状分布递增的热液蚀变以及呈明显带状分布的岩脉、矿脉和与岩浆有关的矿产；地表断层密集分布，褶皱作用强烈和复杂的狭长地带；康拉德面和莫霍面埋深突然改变，重力梯度突然转变，特别是正负异常急剧变化带，线状正磁异常带，深源地震带。

在一些实施方式中，通过地质调查识别出现蛇绿岩套区域，以确定深大断裂区域。

在一些实施方式中，通过油气苗调查，确定深大断裂区域。

在一些实施方式中，地球物理勘探包括宽角地震、磁法勘探和重力勘探三项；

宽角地震：如果同一区域的宽角地震剖面从深部到浅部都出现不连续的剖面，则可以作为判断深大断裂的依据；

磁法勘探：连续性较好的高磁异常带可作为判断深大断裂的依据；

重力勘探：分析重力垂向导数的零值线、剩余重力异常、布格重力异常，划分地下岩石的密度分区，并综合对比划分出深大断裂的区域。

综合上述技术方案，可以比较准确地推断出深大断裂的位置及范围。

在一些实施方式中，S2中，采用地震波测试低速区，通过电阻率大小确定低阻区，通过重力勘探数据确定低密度区，低速区、低阻区、低密度区的重叠区域即为低速、低阻、低密体的空间范围。

通过采用上述技术方案，某一区域的地震波速小于上覆层系的地震波速，则说明该区域地震波速出现反转，该区域即为低速区；电阻率在10 Ω·m以下就可划为低阻区，电阻率在100 Ω·m以上可划为高阻区。低阻即高导，高阻即低导；重力异常为地下密度不均匀体的综合反映，通过相应的处理技术，可圈定勘探区地下低密度区的分布位置及几何形体。

在一些实施方式中，S3中，通过对重力勘探的低密度区及地震波速度的对比，划出地幔柱的范围。

地幔柱或地幔枝是存在于地幔中的一种呈柱状分布的热异常领域，区域内有着更高的温度，以及由高温引起的密度的降低，这种特征导致其在重力勘探中会出现低密度区，在地震剖面上会出现波速相对变慢（密度的降低使得地震波传播速度变慢），通过对重力勘探的低密度区及地震波速度的对比，可以划出地幔柱的范围。

综上所述，与现有技术相比，本发明提供的幔源油气区域勘探方法的有益技术效果为：

通过寻找深大断裂区域；低速、低阻、低密体的空间范围；以及地幔柱或地幔枝三者的重叠区域从而确定含油气区域，从而直接找到含油气区域，相较于寻找储油条件，提高了找油效率及成功率。

附图说明

图1本发明提供的幔源油气区域勘探方法的流程结构示意图。

图2为S2中确定存在于地下深部的低速、低阻、低密体的空间范围的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

幔源油气理论认为除上地壳之外，中下地壳（10000m深度以下到莫霍面）、上地幔、地核内还存在三个气圈，加上上地壳，共有四个气圈，目前人类所发现的油气藏只是上地壳气圈中的一小部分，而且与下地壳气圈有所沟通。幔源油气理论将要寻找的油气藏有一部分分布在上地壳（按传统理论已经发现了一部分，但还有一部分没有发现），更多的部分分布在中下地壳（即中下地壳的低速、低阻、低密体），现在的工程技术手段，已经可以支持人类开发中下地壳的油气资源。

幔源油气理论认为，油气来自深部的中下地壳甚至更深的地幔，控制上地壳油气区域分布的主控因素不是结晶基底以上的沉积单元，而是地幔隆起（地幔柱和地幔枝）、中下地壳低速、低阻、低密度体和切穿结晶基底的深断裂。按此控制因素对应的上地壳，油气只分布在沉积盆地最靠近边缘造山带的一部分，以及造山带之下。如果有一个巨大的中下地壳低速、低阻、低密度体对应的正上方是造山带，造山带两侧是盆地，那么含油气区域就是造山带本身及两侧两个盆地的边缘区域。

幔源油气区域勘探方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、在目标范围内寻找深大断裂区域。

深大断裂是生成油气的幔源物质向上运移的通道，油气藏的分布与深大断裂密切相关，因此，幔源油气勘探的第一步就是寻找深大断裂。深大断裂是指规模巨大向地下深切而且发育时间很长的区域性大断裂，其切割深度可达下地壳、甚至切穿地壳伸入地幔，具有切割深度大、空间延伸远、发育具长期性和继承性等特点。在构造学中，深大断裂的判断标志包括地貌学标志、沉积标志、岩浆活动标志、构造标志和地球物理标志。地貌学标志有地堑、河谷、湖泊和洼地的线状分布，不同地貌单元的截然变化等。沉积标志包括深大断裂线状地带内的地层岩性、岩相、厚度等沉积组合特征与相邻地区不同，线状地两侧沉积组合特征也不尽相同，常见有呈串珠状分布的内陆断陷盆地等分布。岩浆活动标志包括呈带状分布的基性—超基性侵入岩体、呈带状延伸含深源橄榄岩捕虏体的花岗岩、呈线状分布的现代或古代火山、呈带状分布递增的热液蚀变以及呈明显带状分布的岩脉、矿脉和与岩浆有关的矿产等。构造标志包括在狭长地带内，地表断层密集分布，褶皱作用强烈和复杂，出现显著的片理化带、劈理带、节理破碎带和动力破碎带，构造呈长条状延伸，构造主体方向与两侧不一致等。地球物理标志有康拉德面和莫霍面埋深突然改变，重力梯度突然转变，特别是正负异常急剧变化带，线状正磁异常带，深源地震带突变等。这些标志在具体识别上可结合遥感技术、地面地质测量、油气苗调查、地球物理勘探寻找。

（1）遥感技术

通过航空摄影和卫星遥感技术，可以识别各种地貌学标志、沉积标志、岩浆活动标志和构造标志，如各种地貌特征的分布与变化、地层厚度、现代或古代火山、褶皱作用等等。

（2）地面地质测量

通过地面地质调查，可以查勘到深大断裂的地貌学标志、沉积标志、岩浆活动标志和构造标志，如各种地表形态的分布、各种地层分布情况、基性—超基性侵入岩体、构造分布情况等。幔源油气理论认为，蛇绿岩套来自地幔，一般来说，当地表发现蛇绿岩套时，其下发育有深大断裂。

（3）油气苗调查

油气苗是地下生成的油气在力学作用下运移至地表的结果，因此地表，尤其是深大断裂附近的地表发现油气苗往往预示着深部存在油气藏。

（4）地球物理勘探

地球物理勘探包括宽角地震、磁法勘探和电法勘探三项：

①宽角地震 地震波在同一地层、相同岩性的岩石中的反射速度是相同的，如果地震剖面上显示不连续性，可能出现岩石破碎，如果同一区域的宽角地震剖面从深部到浅部都出现不连续的剖面，就可以作为判断深大断裂的一个依据。

②磁法勘探 深大断裂一般伴随岩浆活动，岩浆岩的铁含量高，在磁法勘探中会显示高磁异常，因此，可以用连续性比较好的高磁异常带作为判断深大断裂的一个依据。

③重力勘探 分析重力垂向导数的零值线、剩余重力异常、布格重力异常，可以划分地下岩石的密度分区，通过综合对比，划分出深大断裂的区域。

将以上四种方法所得结果进行综合解释，就可以比较准确地推断出深大断裂的位置及范围。

S2、在目标范围内确定存在于地下深部的低速、低阻、低密体的空间范围。具体包括：

S21、通过地震勘探确定区域内低速区范围

一般情况下，地震波在地下岩石中传播时，其波速是随着埋深的加大而增加的，如果某一区域的地震波速小于上一层系的地震波速，则说明该区域地震波速出现反转，该区域即为低速区。根据目标区域采集到的地震数据，可按照此原理标出低速区的范围，并提取低速区的空间坐标。

S22、通过电法勘探确定区域内低阻高导区范围

地层中的电阻是不确定的，即便是同一种岩石也没有固定值，而是在一定的范围内浮动。一般情况下，电阻率在10 Ω·m以下就可划为低阻区，电阻率在100 Ω·m以上可划为高阻区。低阻即高导，高阻即低导。根据目标区域采集到的电法勘探数据，可按照上述原理划出低阻高导区的范围，并提取低阻高导区的空间坐标。

S23、根据重力勘探确定目标区域内密度异常区域

重力异常为地下密度不均匀体的综合反映，通过相应的处理技术，可圈定勘探区地下低密度区的分布位置及几何形体。根据目标区域采集到的重力勘探数据划出低密度区的范围，并提取低密度区的空间坐标。

S24、如图2所示，将上述地震、电法、重力勘探圈出的异常区域的空间坐标进行同坐标系投影，重叠区域即为低速、低阻、低密体空间范围。

S3、在目标范围内寻找地幔柱或地幔枝。

地幔柱或地幔枝是存在于地幔中的一种呈柱状分布的热异常区域，区域内有着更高的温度，以及由高温引起的密度的降低，这种特征导致其在重力勘探中会出现低密度区，在地震剖面上会出现波速相对变慢（密度的降低使得地震波传播速度变慢），通过对重力勘探的低密度区及地震波速度的对比，可以划出地幔柱的范围。

S4：将S1、S2及S3中得到的区域在空间坐标中进行投影，其投影重叠区域即为含油气区域。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。