异常的含油气远景评价

Answer 1

1.水文地球化学图的编制

在水化学找油中，对所取得的大量资料和分析数据进行系统地整理研究后，得出的规律性认识要用图件的形式直观地表现出来，制图是系统总结资料的基本方法。一般要编制以下各类图件：

图4-19 临盘油田潜水矿化度四次趋势面分析

1—油田或含油区；2—断裂；3—趋势等值线(mg/L)；4—剩余异常点

(1)基础图件

包括：实际材料图、第四纪地质图、地貌图、水文地质图、构造纲要图等。

(2)单指标水化学异常图

一般采用分区或等值线的方法绘制各水化学指标图，如矿化度异常图、水型分布图、离子组合图、主要微量元素异常图、有机组分的主要指标异常图等。图4-21是常用的指标异常图。

(3)综合水化学异常图

综合水化学异常图是水文地球化学找油气的重要图件，它是在上述各类图件的基础上编制而成的。该图要表现出主要水化学指标组合的油气信息，并将这些信息进一步归纳、提炼、综合在一张图上，用图示法简明地表现出各类指标与组合的空间分布或浓度特征，标示出结论性的含油气远景评价。

该图包含的内容虽然繁多，但需要概括、清晰地显示出区域水文地球化学背景和异常特征。编制原则如下：

1)综合水化学异常图集中反映了各单指标异常的特征，综合异常的数目、级别、形状等，一般不超越各单指标所限定的范畴。

图4-20 梨树凹陷潜水中有机组分五次典型趋势面分析

(据张金来等，1983)

1—城镇；2—水文地球化学异常；3—剩余异常点；4—趋势等值线

2)综合水化学异常图的范围与界限，多是根据经过筛选后的有限变量(最优指标组合)的典型趋势正剩余异常值分区线，结合各指标异常图(包括数据异常)的叠合范围确定的。

3)综合异常级别的划分，一方面要根据各个指标异常的级别；另一方面要依主要指标为主，并考虑异常相互叠合的面积与特点。

图4-22是根据某含油气盆地水文地球化学调查的实际资料编制的综合水文地球化学异常图。

各类水文地球化学图的编制，不是简单的资料汇总，而是地球化学工作者结合石油地质、构造特征、水文地质条件及水文地球化学环境综合分析、研究水化学成分与油气内在关系的最终结果，集中体现了认识客观地质体的过程和水平。水文地球化学找油中，除编制上述平面图外，还要编制多种剖面图，如表示地下水化学成分及其特征在垂直方向上的分布与变化规律的剖面图；水化学成分与油气关系、埋藏深度、油藏类型剖面图等。图4-23是我国东部临盘油田的水文地球化学剖面图。从图中可以明显看出，浅层水化学成分受深部油气藏和断裂的控制与影响。

图4-21 周口盆地水化学常量组分异常图

1—矿化度等值线(mg/L)；2—水化学异常；3—CaCl₂型水；4—矿化度四次趋势面分析正剩余异常点；5—离子组合为Cl^-·HCO₃-—Na⁺者；6—地下水流向

图4-22项城凹陷综合水文地球化学异常图

1—常量、微量组分典型趋势等值线的增高方向；2—断裂；3—综合异常范围；4—异常级别；5—地下水流向

图4-23 水文地球化学剖面图

此外，还要编制各类关系曲线图，如矿化度与离子含量关系曲线图、各离子之间的关系曲线图、有机组分之间关系曲线图、可溶气态烃与碳同位素关系曲线图、各水化学指标在不同年(月)份变化曲线图等。通过这些图件寻求和表示地下水化学成分与某些因素之间的相关关系。

2.水化学异常的基本模式

当烃类从深部向地表运移，影响浅层地下水化学成分而形成异常时，由于受地质构造、油气藏类型、封闭程度、地下水动力条件、新构造运动及地貌形态等因素的控制，形成多种多样的形式。换句话说，异常模式是深部油气信息在一定地质构造特征和地理地貌条件下，于浅层形成综合地球化学效应的外在表现。

异常模式是认识复杂多样油气浅层效应及其形成过程的简化形式。每种模式所涉及的地球化学问题、油气勘探的有利部位等都有自己的特色，因此，研究化探异常模式，有利于探索异常与含油气构造和圈闭的内在联系，是布置钻探井位的参考资料，也为对丰富多彩的浅层异常进行科学分类提供了可能。

经常见及的水化学异常模式有：环状异常、新月状异常、块状异常、串珠状异常、同心圆状异常及带状异常等。

(1)环状异常

环状异常系指在平面上几个异常围绕含油气圈闭分布，组成边缘环状，三维空间为筒状。它的形成一方面取决于构造圈闭类型，主要出现在背斜油气藏(褶皱作用、基底活动、地下柔性物质活动、剥蚀突起等有关的背斜油气藏及同生断裂有关的滚动背斜油气藏)、岩体刺穿接触油气藏及地层不整合遮挡油气藏的上方；另一方面决定于新构造运动的性质，即继承性活动使现今地形仍处于相对较高的正地形，是形成该类异常模式的重要条件。其主要特征是：

1)深部烃源或与油气有关的地下水，以断层系统和裂隙为通道向上扩散-对流迁移时，由于地形较高，运移的烃类接近或到达地面后，受大气降水渗入等因素的影响，向四周横向运移，致使背斜轴部水化学成分的浓度低于翼部，构成“卫星”式的异常群(组)。

2)指示油气藏存在的主要水化学指标或指标组合，在各个异常中基本上一致，其浓度比较均匀，即各指标的异常值或各指标的绝对含量在各观测点中高低相差无几，异常的稳定性相对较高。

3)各个异常虽然独立存在，但其形态多呈一边内凹、一边外凸的“腰子”形。各异常长轴方向的连接线所限定的范围，基本上代表了潜伏构造的形状。

4)环状异常含油气远景最有利的部位，通常位于异常的中部。

5)当大气降水渗入和淋滤作用比较强烈，表层沉积物的透水性较好、地下水径流比较活跃时，异常强度往往很低，多出现不规则的环状异常，甚至被完全破坏。

环状水化学异常是一种常见的异常模式，具有较高的石油勘探意义。图4-24是比较典型的环状异常模式。

图4-24 环状异常形成的模式

(2)新月状异常

该异常在平面展布上呈现两头略窄，中间稍宽，一侧内凹，一侧外凸的形状，类似于月牙。这种形状的异常也是常见的一种异常形式。主要发育在以断层遮挡为主的油气藏上方(断层与鼻状构造相结合的油气藏、弯曲断层或交叉断层与单斜构造相结合的油气藏、两个弯曲断层两侧相交的油气藏、断层与单斜及岩性尖灭相结合的油气藏等)。其主要特征是：

1)水化学找油指标在新月状异常的单个观测点上重叠性比较好，即在同个观测点上多种指标显示异常值，强度高、衬度大。

2)新月状异常是一定地质构造和水动力条件相结合的产物。其形成过程是：深部的烃类沿断层向地壳上部运移，在浅层扩散形成晕圈时，由于受地下水运动推移、携带，在地下水运动的主流线方向上形成半月形异常。异常的长轴方向基本上与断层走向一致，异常边界内凹、外凸的方向是研究目的层地下水运动的指向。在水文地球化学找油调查中，由于受诸多因素的影响，如采样点的不均匀、局部水源的补给等，新月形异常的形状并非都是规则和标准的。

3)新月形异常含油气远景最有利的部位多靠近异常边界内凹的一侧。图4-25是比较典型的新月形异常模式。

图4-25 新月形异常形成的基本模式

1—平面上的含油气范围；2—水化学异常范围

(3)块状异常

块状异常是水化学找油中常见的一种异常模式。它在平面的展布上呈孤立的块状，主要发育在岩性油气藏的上方(地层尖灭岩性油气藏、砂岩透镜体油气藏及低渗透层中高渗透带透镜体油气藏等)和水动力遮挡油气藏上。其主要特征是：

1)化学找油指标的异常值，在测区内一般属于中等或中高偏低(部分水动力遮挡油气藏偏高)，异常内各指标的吻合程度相对较高，异常比较稳定。

2)异常的形状多是不规则的，以大小不等的扁圆状为主。虽然地下水运动的方向、地貌形态对异常形状有所影响，但不会形成特殊的异常外形。块状异常的范围，一般超过含油气边界。

3)块状异常含油气远景最有利的部位，一般出现在异常中部。

(4)串珠状异常

这种形状的异常在平面分布上沿着某一方向断断续续的成组、成串出现，是断陷盆地或断块油田内常见的一种水化学异常形态。特别是那些发育早、断距大的基底断裂或生长断层，是形成串珠状水化学异常最有利的构造部位。这种异常的主要地球化学特征如下：

1)由两个或两个以上水化学异常组成，它们多为椭圆或不规则的椭圆形，其长轴的延伸方向大体一致。异常多沿断裂带的走向断续分布。

2)指示异常存在的水化学指标或指标组合，在各个异常内基本一致或相同，同类指标的强度、衬度变化不大。

3)水文地球化学找油中，常发现有不同形状和方向的异常与串珠状异常叠合或交叉在一起，这种情况往往与断层的相互切割和交叉断层的存在有关。

4)串珠状异常是断块油气藏特有的浅层水文地球化学效应，由于断裂系统的复杂性以及对油气控制作用的多样性，因此，在评价异常的含油气远景时，应对地质构造特征进行具体分析，如分析断层的发育史与油气聚集的关系、断层与地层组合之间的关系、断层面的性质及其开启和封闭程度等，方能对异常的石油地质意义得出正确的认识。

5)串珠状异常在我国东部含油气盆地中是一种多见的油气化探模式，具有重要的石油地质意义。

(5)同心圆状异常

同心圆状异常既可以在构造油气藏上方见及，又可以在岩性油气藏上方出现，其形成与地貌形态有直接的关系，主要发育在地形相对低洼、地下水径流条件较差的地区。水化学找油指标的浓度(尤其是直接指标和环境指标)由边缘向中心依次增加。异常内水化学成分明显富集，异常值较高。如果研究目的层中地下水处于闭流状态，将会集中发现较多的高强度异常点，它们是深层地下水化学成分影响与表生地球化学作用的产物。评价同心圆状异常的含油气远景，要比评价上述几种异常复杂得多。它的存在和出现，只能说明该异常内有含油气的可能性。要比较具体地指出油气聚集的有利部位，阐明异常反映的油气藏类型和特征，必须进行长期观测和模拟试验。图4-26是同心圆状水化学异常形成的基本模式。

图4-26 同心圆状异常形成的基本模式

综上所述，水化学异常的形成模式和类型远比上述所列类型丰富得多。目前所认识到的模式，只是当前人们对水文地球化学找油的一般规律性认识。

由于油气藏类型众多、特征各异，其所处的地质构造又复杂多变，因此以油气藏成因、油气藏形态、油气运移机理及指标展布特征为基础建立起来的水化学异常模式，并非都是前述那样标准和单一，而往往是多种类型异常叠加在一起，形成“复合式”异常形态。在评价水化学异常的性质和含油气远景时，考虑异常的模式和类型固然是重要的，但必须结合研究区的具体石油地质特征和水文地质条件，历史地、全面地进行研究和分析，方能收到良好的勘探效果。

3.水化学异常的偏移规律

正如前述，由于自然地理、水文地质条件诸多方面因素的影响，浅层水化学异常不一定完全位于含油气构造或油气藏的正上方，而可能有一定的偏移。引起偏移的原因，有以下几个方面：

(1)地下水的运动条件

地下水运动条件可以改变异常的位置和形状，尤其是在地下水径流比较活跃、循环条件较好的地区，它是造成异常偏移的一个重要原因。以泌阳凹陷双河油田为例，潜水主要埋藏于三夹河河漫滩及一级堆积阶地的松散沉积物中，含水层以砂砾石为主，埋藏深度1～3m，潜水由河水补给，自南向北流动。在地下水的推动下，异常略向北偏移，在地下水运动的主流线方向上，异常向北凸出(图4-27)。

图4-27 水化学异常偏移原因分析

1—油田；2—取样点，3—地下水流向；4—水化学异常

在水化学测量中经常遇到一些弱异常或者在异常上主要指标显示残缺不全的现象，对这些异常不能轻率地予以否定，需要查明原因。如泌阳凹陷的王集油田，虽然埋藏较浅，但水化学异常显示却很弱，仅在局部出现可溶气态烃的零星异常点和荧光405nm的判别分析异常，其他水化学指标均无异常迹象。分析其原因是由于地处潜水分水岭上，地下水的冲刷作用较强，使各指标的衬度降低(图4-28)，降低了水化学异常的强度。此外，局部水动力条件的变化、古河道的存在及特种矿物的富集等因素，均能使异常强度降低。

(2)构造的封闭程度

含油气构造(圈闭)的不同部位，封闭程度有差异，浅层水化学异常向封闭程度差的一方偏移。如分布在单斜构造上的某岩性圈闭油气藏，埋藏较浅(500～800m)水化学异常偏离油田约500m。如果储油构造(包括岩性圈闭)被断层切割，水化学异常则集中出现在断层的上方，而偏离含油气构造(图4-29)。

(3)水文地质结构

在水文地质结构比较复杂的含油气盆地内，如含水岩系较多，侵蚀(剥蚀)基准面比较发育等，使地下水的运动速度出现较大差异(在纵向上)，当油气从含油构造向上运移至地下水流速较大的含水岩系时，由于油气向上运动的能量小于地下水横向运移的能量，油气将主要进行水平运动，在适宜的条件下，再沿通道向上运移，形成水平运动与垂直运移相结合的迁移方式。因此，在浅层形成的水化学异常与地下含油气构造在平面上有一定的偏移(图4-30)。

图4-28 水化学异常微弱的原因分析

1—油田；2—荧光405nm判别异常；3—可溶气态烃异常；4—地下水流向

4.综合异常的含油气远景评价

综合异常的含油气远景评价是水文地球化学找油的最终勘探成果，许多学者都在探索和研究异常的评价方法。作者(1985)根据多年来的实践，提出以下两种方法：

图4-29 单斜构造上异常的偏移特征

图4-30 水文地质结构引起的异常偏移示意图

(1)定性评价方法

1)评价指标的分级：不同水文地球化学找油气指标异常的石油地球化学意义及其所能提供油气信息的程度是不等的，因此，在运用它们进行含油气远景评价时，应予以分级。

一般将在成因上与油气有联系、数理统计分析贡献值大的直接指标(如烃类等有机组分)，作为划分异常依据的一级指标，据它们所圈定的异常如果在平面分布上有某种规律(模式)，属于含油气远景最有利的地区。二级指标多为与油气形成有联系的间接指标、构造指标或者直接指标中变异幅度不大、强度较小、检出几率较低者，它们在数理统计中的贡献值较一级指标低。三级指标主要指与油气无直接关系的常量组分和微量组分。

2)综合异常的分级：由各单指标异常图汇总而成的综合水化学异常，据以下几个方面划分级别。

A.指标的组合类型：水化学找油指标间的组合类型反映了水化学异常的性质。通常在水化学异常中出现的组合类型有：一级指标间的组合、一级指标和二级指标间的组合等。

一般将依据三个或三个以上的一级指标构成的组合类型所确定的异常，定为Ⅰ级水化学异常；依据两个一级指标和二级指标(数量可不限)构成的组合类型所限定的异常，定为Ⅱ级水化学异常；依据一个一级指标和二级指标(数量可不限)构成的组合类型所限定的异常，定为Ⅲ级水化学异常。在各级异常中，三级水化学找油指标均有异常反映。

B.异常的叠合特征：各个水化学找油指标所确定的异常的叠合特征(程度)，反映了异常指示油气藏的可靠程度。在实际工作中，单指标所确定的异常相互叠合程度高(即两个一级指标的异常点，在异常中重合出现的几率超过或接近50%)的划分为I级水化学异常；一级指标的异常点，在异常中重合出现的几率接近20%的为Ⅱ级水化学异常；一级指标和二级指标的异常点，重合的几率超过或接近50%的为Ⅲ级水化学异常。

C.异常的衬度：从I级到Ⅲ级水化学异常，其主要指标的衬度由高到低。

D.其他：如甲烷的碳同位素成果，δ¹³C₁的含量属于石油伴生气范畴的异常，含油气远景评价的级别高；δ¹³C₁的含量属于生物成因范畴的异常，含油气远景评价的级别低。

上述异常级别的划分，只是从水化学找油气指标一个方面来讲的，实际上，还要从石油地质特征、异常模式及水文地球化学背景等方面，进行综合分析和研究。

水化学异常反映了油气聚集的具体有利地段。一般用罗马数字在水文地球化学综合异常图上表示出水化学异常的级别。Ⅰ级综合异常属于最有含油气远景的地区；Ⅱ级综合异常属于有含油气远景的地区；Ⅲ级综合异常属于较有含油气远景的地区。对水化学异常进行评价时，要着重描述确定异常的主要水化学指标或指标组合、各异常的强度和衬度、异常的分布范围、大小、延伸方向、异常形状、异常在区域上的分布规律、异常所处的水文地球化学环境以及与地质构造的关系等。

通过对水化学综合异常的划分与评价，进一步划分水文地球化学异常区(带)，从水文地球化学的角度对区域含油气远景进行评价，指出油气聚集的有利地区和优先进行石油勘探的靶区。水化学异常区(带)，需要具备下列条件：

异常区是水化学异常石油(气)地质意义的集中反映，需要有两个或两个以上的异常组成，具有一定的展布方向，占有一定的面积。异常区内的地质构造背景是一致的，水文地球化学特征类似。

(2)定量评价方法

上述综合异常的定性评方法是采用各指标异常平面叠合的办法，优点是简单、快速，缺点是异常级别的划分没有统一的标准，给异常评价和对比带来一定的困难，并带有主观性。随着水化学找油技术的发展和在油气普查勘探中的广泛应用，仅对异常做定性评价是不够的，还必须进一步做定量评价。

前人曾利用水化学指标的强度(绝对含量)作为定量评价异常的标准，它虽能表示出异常的相对强弱，但脱离地球化学背景，指标强度的大小，包含着很多不确定因素。后来有人利用衬度(绝对含量与背景值的比值)作为定量评价的标准。就某一个水化学指标而言，利用衬度评价异常比利用强度评价异常有更大的使用价值，是比较好的方法。问题是在于多指标时如何利用衬度进行综合评价，虽然可以采用将各指标的衬度异常叠合的办法，但这是一种从定量评价又转回到定性评价的方法，显然也是不可取的。

刘崇禧(1985，2001)在实践中，运用“主指标”法对异常进行定量评价获得良好的效果。其基本含义是：在充分考虑和分析各水化学指标的指矿(石油、天然气)意义的基础上，通过电子计算机对指标进行筛选，选出能够反映所有指标(参与运算的)绝大部分信息的主要指标，作为评价异常的参数，应用下列数学公式将各指标有因次的浓度值，变为无因次的评价指数，计算过程如下：

1)单指标的评价指数：

P_i=C_i/C_si

式中：P_i为单指标的评价指数；C_i为某指标的实测浓度；C_si为某指标的背景值(平均值)。

2)综合评价指数：

含油气盆地水文地质研究

式中：PI为多指标综合评价指数；C_i/C_si最大为各指标中最大的C_i/C_si值；C_i/C_si平均为各指标的平均C_i/C_si值。

利用上述公式计算结果，对综合异常的含油气远景进行评价的优点是：在各个主要水化学指标单独评价的基础上，综合应用多指标进行评价；突出了在异常中起主导作用的指标——单指标评价指数值最大的指标；直观地表现了各指标在异常中所起作用的顺序与优势，为判认异常的油气性质提供了可能和依据，能比较客观地反映出综合异常的实际情况。

例如在我国东部某盆地进行油气化探面积测量，以水化学法为主，辅以土壤吸附烃法，测量面积近5000km²，测量点1250个。用数理统计法从29个指标中筛选出7个主要找油气指标，确定了11个化探异常。应用综合评价指数对各异常进行定量评价，其结果如表4-16所示。综合评价指数大于10者为Ⅰ级综合异常；综合评价指数4～10者为Ⅱ级综合异常；综合评价指数小于4者为Ⅲ级综合异常。这些异常的圈定、异常级别的划分与目前掌握的石油地质特征及勘探实践基本吻合。

表4-16 油气化探综合异常评价参数

图4-31 水文地球化学找油的工作流程

总之，水文地球化学找油是专门性的水文地质研究工作，有其独特的工作方法。而合理、严密的工作程序，是准确捕获大量、多维化探数据的基础。多年来，在大面积油气化探测量过程中，我们对不同比例尺的水文地球化学找油法进行了研究，取得不少新认识，而且形成了一套概查→普查→详查→精查这样一个逐步缩小勘探靶区的工作程序。在我国许多含油气盆地中发现和进一步查明、证实了一批各种类型有利于油气保存聚集的构造和圈闭，为进一步扩大油气勘探领域，提供了比较可靠的依据和有利地区。这些成果均是按照图4-31的工作流程进行而取得的。

本回答被网友采纳