地面化探异常及有利勘探区带
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发布时间：2023-05-30 01:44
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时间：2024-12-01 18:42
地面化探又称为地球化学勘探，是确定一个盆地或区块的地下岩石中是否具有油气藏赋存的重要手段之一。该方法已广泛应用于低勘探程度区和成熟探区（刘崇禧等，1999）。其目的是通过化探异常的圈定及分布特征的研究，查明与油气间的关系。
1991年，合肥盆地的化探主要集中在大桥断坳的东部。根据区域油气普查工作的需要，1999～2001年开展了覆盖全盆地的、规范化的化探测量，这在我国地球化学勘探领域还是首次，对合肥盆地油气勘探以及化探技术的发展具有重要的意义。
由于合肥盆地复杂的地质条件和特殊的自然地理面貌，在进行地球化学勘探的过程中，既要研究化探指标的区域分布与变化特点，又要优选指标组合、强度（衬度）高低等，进而对化探异常进行分析和判断，从多源信息中筛选出有油气勘探意义的异常，排除非油气因素形成的假异常，指出油气聚集的有利地带。
（一）盆地地球化学背景特征
合肥盆地油气化探指标特征由表3-4示出。其水溶烃迭代后均值为0.20ml/L，标准偏差为3.92ml/L；酸解烃甲烷迭代后均值为2.97ml/L，标准偏差为1.49ml/kg；物上气甲烷迭代后均值为2.47×10-6，标准偏差为0.66×10-6；热释汞迭代后均值为5.92×10-2，标准偏差为6.86×10-2；碳酸盐迭代后均值为1.06×10-2，标准偏差为1.42×10-2。
表3-4 合肥盆地化探指标浓度特征统计表
上述各项指标浓度分布范围较广，变化幅度值较大，变异系数较高。相对于东海陆架盆地、下扬子准地台及邻区的周口盆地而言，合肥盆地在丰度特征上属于低背景、非均匀地球化学场的范畴。其不同赋存状态的烃类气体均以甲烷为主，重烃含量较低，表明合肥盆地浅层地球化学场的形成，主要决定于天然气或轻质油。
（二）近地表干扰因素及抑制方法
1.地貌条件对化探指标浓度的影响
合肥盆地地表除东部边界及西南角附近存在小面积基岩露头外，几乎全部被冲积残积-坡积成因的薄层第四系所覆盖。
在上更新统和全新统覆盖区，样品以浅*的粘土、亚粘土为主。在基岩露头区，样品主要为第四系的残积-坡积物，其中的铁锰结核、钙质结核明显偏多。样品测试结果表明，基岩露头区的指标含量明显偏高，中上更新统（Q2-3）和全新统（Q4）的指标含量无明显差别（表3-5）。
表3-5 合肥盆地不同地貌单元化探样品指标浓度特征表 （单位：μl/kg）
为了消除或抑制地貌条件对化探指标浓度的影响，首先，对含钙质结核较多的样品必须进行碳酸盐含量校正；其次，综合考虑油气地质和地形、地貌条件，进行地球化学分区，在异常分离时，采用分区研究和趋势面分析技术相结合，确定变化的地球化学背景与相应的地球化学异常。
2.取样深度对指标浓度的影响
化探指标浓度随取样深度的变化具有一定的规律性。为确定各地貌单元的采样深度，根据合肥盆地的地形特征进行了包括高岗、平地、河边及缓坡等多种点的深度试验。
不同地貌单元样品化探指标浓度随深度变化关系表明（图3-25），指标含量在不同深度虽有变化，但基本上属于背景范围内的波动。因此，合肥盆地地表化探采样深度确定为1.5～1.8m之间，样品为灰*、棕*粘土。
图3-25 不同构造单元酸解烃含量与深度变化关系曲线
注：S1点位于工区东部高岗
S2点位于工区东部平原，原始含量约1μl/kg
S3点位于工区西部河边，原始含量约2μl/kg
S6点位于工区南部缓坡，原始含量约3μl/kg
3.取样时间对指标浓度的影响
取样时间与化探指标浓度的关系，是否影响多期化探数据的对比和拼接，是否影响油气化探成果的可靠性需要进一步研究。
根据对合肥盆地不同时期酸解烃甲烷试验中浓度随深度的变化关系研究（图3-26），表明酸解烃甲烷浓度有较好的重现性，波动幅度较小，属于背景范围内的波动。换言之，取样时间对化探指标浓度的影响较小，可以说对多期化探数据的对比和拼接以及油气化探成果的可靠性等没有影响或极其微弱。
图3-26 不同时间酸解烃甲烷浓度随深度的变化曲线图
A—1999年12月；B—2000年10月；C—2001年1月；D—2001年3月
4.沉积物性质对指标浓度的影响
沉积物性质主要包括粒度、颜色、碳酸盐含量、有机碳含量等。限于条件*，研究过程中主要探讨了样品粒度、颜色及碳酸盐含量对化探指标浓度的影响。
合肥盆地所取样品中，灰黄-棕*调的细粒亚粘土-粘土占明显优势（图3-27）。
图3-27 合肥盆地化探样品粒度（上）和颜色（下）统计直方图
利用偏相关分析研究样品的粒度、颜色及碳酸盐含量对化探指标浓度的影响（表3-6），研究表明，碳酸盐含量是影响酸解烃指标浓度的主要因素，粒度和颜色的影响相对较弱。
表3-6 合肥盆地化探样品粒度、颜色及碳酸盐含量与烃类指标偏相关系数表
（1）碳酸盐含量的影响。碳酸盐含量是影响酸解烃指标浓度的主要因素，但对物上气指标的影响不明显。碳酸盐含量影响酸解烃指标浓度的主要原因是化探样品中存在含量不等的碳酸盐，这些碳酸盐从成因上可分为两类，即母岩经风化作用或地下水活动形成的无机成因碳酸盐和受深部烃源影响在浅部氧化形成的有机成因碳酸盐。在酸解烃分析过程中，用酸破坏样品的矿物结构释放烃类气体的同时，碳酸盐也遇酸分解，生成或释放内部的烃类气体，与运移成因的烃类气体混合在一起，从而导致酸解烃指标浓度比正常含量高，也就是说，样品中碳酸盐含量越高，酸解烃指标浓度也越大，两者有同步增长的现象。
合肥盆地化探样品中碳酸盐含量的极差为0.01%～79.08%，均值为1.36，变化幅度较大。从酸解烃及物上气指标与碳酸盐含量的散点图（图3-28、3-29）来看，其规律与偏相关系数研究结果相吻合，酸解烃指标高含量部分与碳酸盐有一定的线性关系，而物上气指标与碳酸盐含量无关。
图3-28 合肥盆地酸解烃指标与碳酸盐含量关系散点图
图3-29 合肥盆地物上气指标与碳酸盐含量关系散点图
通过建立烃类气体与碳酸盐含量的回归方程可消除碳酸盐含量对酸解烃指标的影响，其方法是对大于碳酸盐区域均值的各化探点的酸解烃浓度进行定量校正，获得酸解烃甲烷高含量部分与碳酸盐含量的回归方程：
合肥盆地石油地质与地球物理特征研究及进展
据此可将酸解烃异常点调平到碳酸盐区域平均值（1.36%）的统一水平上，使各测点在同一个碳酸盐背景条件下进行比较，达到剔除假异常点。
（2）粒度和颜色的影响。粒度和颜色对化探指标浓度的影响程度不及碳酸盐含量。酸解烃甲烷与粒度有一定的相关性（表3-6），如粗粒沉积物中酸解烃甲烷含量略有增高。物上气甲烷与颜色有一定的相关性，主要表现在深色样品的物上气甲烷略有增高。值得注意的是，这些因素主要影响甲烷浓度而对重烃几乎没有影响，这可能与生物气对化探指标浓度的影响有关，因为深色的粗粒沉积物多分布在相对低洼而潮湿的区域（如：河流两侧及泄洪区、湖泊周围等），这些区域正是生物气普遍发育的地方。
5.生物气对化探指标浓度的影响
在河流三角洲、河流泛滥平原和湖泊等地区，由于沉积物富含有机质，在低温缺氧及低硫酸盐环境下，厌氧细菌对有机大分子进行改造、分解，容易产生烃类气体。这种生物成因烃类气体的特点是：主要组分为甲烷，重烃与甲烷比值低，C1×C2的积值低，C3以后的重组分基本不含或缺失；甲烷稳定碳同位素相对偏轻，大都在-62‰～-95‰。近代生物成因烃类气体与深部运移至浅层的热成因气混合，给油气化探成果解释会带来一定的困难。
可以采用烃类组构特征识别生物成因气影响较为严重的样点，用周围正常样点的指标浓度距离加权计算该点的指标浓度，可消除其影响。
（三）盆地化探综合异常的空间分布特征
对合肥盆地进行了酸解烃、物上气、热释汞及碳酸盐四类指标系列的分析，参与统计分析的化探参数为25个。依据不同项目选择有代表性的6个变量，进行了相关分析、因子分析和R型聚类分析，优选酸解烃甲烷与重烃物上气甲烷与重烃及水溶烃等作为综合烃类气体的主要指标组合（图3-30），热释汞作为辅助指标，碳酸盐作为参考指标，依此确定异常，进行含油气区带远景评价。
图3-30 合肥盆地化探指标直方图
合肥盆地可划分为10个综合异常区带（块）及零星异常分布点（图3-31），集中分布在郯庐断裂带西侧定远、合肥、舒城（东）一带，其次是盆地西部的寿县—丁集一带，而盆地西北部仅有颍上地区南部出现高值，具有周边高、中间低、南北分带的分布规律。盆地东部的4个综合异常由北向南呈明显带状分布，化探指标强度存在明显差别；盆地中部的2个异常呈南北向展布，烃类指标强度北部明显高于南部；西部的2个异常呈团块状，没有明显的优势方向。这些特征是油气运移的结果（宋广达等，2002）。
1.桃溪-三河异常区块（8号）
该区带烃类气体指标组合具有高背景地球化学特征，这些点较为均匀地分布在区带内，衬度值在全区也处于高值范围，尤以物上气和水溶烃比较突出，热释汞的衬度值也较高，而碳酸盐的衬度值则属于较低范畴（表3-7）。三种不同赋存状态的烃类气体异常，虽然各有特点，但在空间展布上吻合程度较高，其中水溶烃比较均匀地分布在区带内，而物上气具有异常多而面积相对较小的特点。其他指标的局部异常分布比较零散。在抑制地形、地貌、岩性及近代生物地球化学作用等干扰因素后编制的综合异常图上（图3-31），综合异常大致呈NW向分布，方向性明显。
图3-31 合肥盆地化探综合异常图及三维荧光特征图
1—三维荧光特征分区；2—化探综合异常区带
表3-7 合肥盆地化探8号区块综合异常特征参数 （单位：μL/kg）
注：括号内为样品数。
三维荧光的平面图形特征和有关参数显示了石油与天然气或烃源岩的差异（图3-32）。天然气或凝析油在三维荧光平面图上的几何形状为0型，煤成油（气）为P型，轻质油为B型，重质油为Q型。另外，天然气（包括煤层气）的荧光强度一般比较低。
图3-32 已知油田三维荧光标准图谱
B型显示了与轻质油相似的某些特点，P型提供了与煤成气有关的信息。这两种类型的三维荧光图谱组合在平面上交叉出现。三维荧光图谱显示该区带为P型和B型，反映的油气属性以轻质油为主。
2.小庙-义城异常区块（7号）
该区块也处于高背景、高衬度区，主要指标的衬度值均较高，其中以水溶烃和物上气甲烷、重烃含量最高，碳酸盐的衬度值也较高，而热释汞的衬度值则属于低范畴（表3-8）。各指标异常的重合性较好，有些指标间的异常重合率可达80%以上。该区块异常呈NW向分布，与郯庐断裂带西侧异常区带部分叠合。三维荧光图谱显示为B型，反映的油气属性以轻质油为主。
表3-8 合肥盆地化探7号区块综合异常特征参数 （单位：μl/kg）
注：括号内为样品数。
3.丁集-六安异常区块（4号）
该区块属于中背景、低衬度异常区，除热释汞衬度为高值外，其他指标的衬度值均属于低值范畴。各指标异常的重合率较高，有些指标的异常重合率达80%以上（表3-9）。该区块异常呈南北向展布。三维荧光图谱显示为P型（P+B型），反映该区块以煤成油气或轻质油为主的油气属性。
表3-9 合肥盆地化探4号区块综合异常特征参数 （单位：μl/kg）
注：括号内为样品数。
4.曹庵-朱巷-白龙镇异常区块（3号）
该区属于中等背景、中等衬度区，水溶烃甲烷的最高值（672.7μl/kg）位于该区块（表3-10）。该区块异常为NW向分布，并与郯庐断裂带西侧异常部分叠合，两端指标含量较高，且不封闭，有西扩东延的趋势。三维荧光图谱显示为B型，反映的油气属性以轻质油为主。
表3-10 合肥盆地化探3号区块综合异常特征参数 （单位：μl/kg）
注：括号内为样品数。
5.吴山镇-双墩集异常区块（5）
该区块处于中低背景的中、低衬度带，各指标的局部异常数量明显减少（表3-11），综合异常呈北西向延伸。三维荧光图谱显示为0+P型，反映的油气属性以气（凝析油）和轻质油为主。
表3-11 合肥盆地化探5号区块综合异常特征参数 （单位：μl/kg）
注：括号内为样品数。
6.颍上-霍邱异常区块（1号）
该区块也属于高背景、中高衬度区，碳酸盐的衬度值在各个异常区带（块）中为最高，其他主要指标的衬度值则属于中等范畴（表3-12）。各指标异常的重合性较高，有些指标的异常重合率可达80%以上。该异常区块呈驼峰型展布。三维荧光图谱显示为Q型，反映的油气属性以重质油为主。
表3-12 合肥盆地化探1号区块综合异常特征参数 （单位：μl/kg）
注：括号内为样品数。
7.寿县-保义集异常区块（2号）
该区块处于高背景、高衬度区，除物上气重烃衬度值为低值外，其他主要指标的衬度值属于高值范畴（表3-13）。各指标异常的重合性较高，有些指标的异常重合率可达80%以上。该区块异常呈南北向展布。三维荧光图谱显示为B型，反映的油气属性以轻质油为主。
表3-13 合肥盆地化探2号区块综合异常特征参数 （单位：μl/kg）
注：括号内为样品数。
8.三十铺-孙岗异常区块（6号）
该区块属于中低背景、中低衬度区，多数指标都显示中-低值，该异常区块呈南北向分布（表3-14）。
表3-14 合肥盆地化探6号区块综合异常特征参数 （单位：μl/kg）
注：括号内为样品数。
9.响洪甸-毛坦厂异常区块（9号）
该区为基岩出露区，无油气地质意义。
10.郯-庐异常区带
该异常区带呈NE向展布，主体部分与3、5、7、8号异常区带（块）重合，具有高背景、高衬度的特点。定远凹陷的L99-134点三维荧光图谱显示为B型（B+Q型），反映的油气属性以轻质油为主（有重质油的影响）。
