準(zhǔn)噶爾盆地南緣山前帶地球物理勘探方法研究.pdf

1、準(zhǔn)噶爾盆地南緣山前帶位于天山造山帶與準(zhǔn)噶爾盆地的結(jié)合部位,具有獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造背景。目前該帶已發(fā)現(xiàn)獨(dú)山子油田、吐谷魯油田、呼圖壁氣田和齊古油田共四個(gè)油氣田(藏)和柴參1井等出油點(diǎn),但由于該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,并經(jīng)歷了多期構(gòu)造演化與疊加,地表地震地質(zhì)條件和構(gòu)造變形異常復(fù)雜,嚴(yán)重影響了該區(qū)油氣勘探工作的開展。開展山前復(fù)雜構(gòu)造帶的非地震(重、磁、電)、地震勘探方法的采集、處理和解釋技術(shù)方法研究,逐步完善山前帶的地震、非地震一體化勘探技術(shù)系列,解決山

2、前帶油氣地質(zhì)勘探中的關(guān)鍵技術(shù)問題,是目前乃至今后一段時(shí)期山前帶油氣勘探的重要任務(wù)。
　　 本博士論文選題來源于中國石化集團(tuán)公司西部新區(qū)勘探指揮部科研項(xiàng)目《西部山前復(fù)雜構(gòu)造帶地球物理勘探技術(shù)研究》和它的兩個(gè)子項(xiàng)目《準(zhǔn)南山前帶非地震勘探方法技術(shù)研究》及《復(fù)雜山前帶地震成像技術(shù)研究》,主要研究物性與地質(zhì)模型的建立、研究非地震資料的處理方法、地震資料采集觀測系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及地震資料的分析、成像技術(shù)。資料處理方法和技術(shù)的研制不僅在理論模

3、型上進(jìn)行試驗(yàn),同時(shí)還利用實(shí)際資料來檢驗(yàn)其合理性?？偨Y(jié)出一套適合準(zhǔn)噶爾盆地南緣山前帶地球物理勘探的方法和技術(shù)。
　　 論文以劉光鼎院士所倡導(dǎo)的綜合地球物理地質(zhì)解釋原則作為指導(dǎo)思想,即以活動(dòng)論的構(gòu)造歷史觀為指導(dǎo),以綜合地球物理研究為手段,把握巖石物性與物理-地質(zhì)模型兩個(gè)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)地質(zhì)與地球物理的結(jié)合、定性分析與定量分析的結(jié)合、正演與反演的結(jié)合,并進(jìn)行多次反饋。
　　 針對準(zhǔn)噶爾盆地南緣山前帶的地質(zhì)、地球物理?xiàng)l件和勘探現(xiàn)狀,提

4、出了綜合地球物理-地質(zhì)研究思路。即通過地質(zhì)與地球物理資料的收集、分析與總結(jié),建立地質(zhì)-地球物理模型；在重磁資料處理與解釋方面,研制了山區(qū)高精度和適用性強(qiáng)的重力地形改正的方法及程序,提出了對山區(qū)重磁資料曲化平的方法,并應(yīng)用于米泉區(qū)塊,為山區(qū)重力資料處理與解釋提供了新的經(jīng)驗(yàn)；研究了小波變換中小波母函數(shù)的選擇和階數(shù)的選取,并通過模型試驗(yàn)及實(shí)際應(yīng)用證明了小波變換是現(xiàn)今進(jìn)行重磁場分離的一種有效新手段；用優(yōu)化后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為主框架,在反演過程中引

5、入模擬退火算法的混合最優(yōu)化方法,既利用了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)指導(dǎo)學(xué)習(xí)的功能來提高局部搜索的性能,又利用了模擬退火算法的概率突跳性實(shí)現(xiàn)全局收斂,在減小位場多解性和提高反演的速度和精度方面有了新的進(jìn)展。
　　 在大地電磁測深資料的處理方面,針對山區(qū)的MT地形影響靜態(tài)效應(yīng)及其消除,研究改進(jìn)的大地電磁阻抗張量GB分解方法改善了方程的病態(tài)性能并減少了計(jì)算時(shí)間,是進(jìn)行靜校正的新方法；地學(xué)統(tǒng)計(jì)的克里格方法可對畸變的視電阻率斷面和相位斷面進(jìn)行有效的靜校

6、正。
　　 在針對山前帶的MT資料的精細(xì)反演方法中,最新研制的大地電磁全頻段偏移成像,對觀測范圍內(nèi)的所有頻點(diǎn)進(jìn)行疊加成像,不僅突出重點(diǎn)頻率段的信息,反映所有頻段的綜合信息,而且使計(jì)算結(jié)果更加豐富和全面；帶地形的約束模擬退火反演,對于原有的快速模擬退火反演方法在多方面進(jìn)行了改進(jìn),提高了搜索和計(jì)算效率及算法的適用性；利用地震旅行時(shí)、MT視電阻率及阻抗相位實(shí)現(xiàn)了大地電磁與地震數(shù)據(jù)的同步反演和順序反演,適用于物性界面一致和不完全一致的兩

7、種情況,可對地震資料難以得到的推覆構(gòu)造以下的沉積層系分布作重要補(bǔ)充。精細(xì)反演方法中介紹利用大地電磁測深新的視電阻率定義提高反演分辨率,通過模型和實(shí)際MT資料的對比試驗(yàn)和處理解釋,證明該方法可以提高反演計(jì)算的分辨率和準(zhǔn)確性。
　　 在地震資料采集方面,針對山地地震資料信噪比非常低的特點(diǎn),除了進(jìn)行大量野外施工試驗(yàn)外,室內(nèi)通過地震波照明,進(jìn)行基于模型、面向目標(biāo)的地震觀測系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),提高勘探目標(biāo)的照明強(qiáng)度,以提高地震數(shù)據(jù)的品質(zhì)。在提高

8、信噪比資料處理方面,方法上采用“CRS疊加+疊后時(shí)間偏移+疊前時(shí)間反偏移”復(fù)雜山前帶的地震數(shù)據(jù)處理流程。實(shí)際資料的疊前時(shí)間偏移結(jié)果基本都優(yōu)于疊后偏移結(jié)果,在疊前時(shí)間偏移剖面上,構(gòu)造形態(tài)清楚,有利于構(gòu)造解釋。
　　 本論文采用或研制的處理方法或思路,首先在理論模型上得到合理的檢驗(yàn),并在實(shí)際資料處理中得到驗(yàn)證,說明采用或研制的處理方法或思路是適合準(zhǔn)噶爾盆地南緣山前帶的地球物理資料處理,為今后在山前帶的地球物理勘探積累和提供了一套勘探