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中國三大克拉通盆地重磁電物性建模與應用(精) 版權信息
- ISBN：9787030709387
- 條形碼：9787030709387 ; 978-7-03-070938-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
中國三大克拉通盆地重磁電物性建模與應用(精) 內容簡介
本書重點介紹重磁電巖石物性測量方法、物性與地質關系、三大克拉通盆地重磁電物性建模及應用。全書以重磁電物性測量與建模方法及近年來在復電阻率測量、激電建模與儲層參數預測方法領域的研究成果為基礎，通過對四川盆地、鄂爾多斯盆地和塔里木盆地及周邊采集的沉積地層、火成巖及基底的巖樣的測試與分析，對前寒武系古老地層重磁電物性特征進行研究，建立三大盆地自太古宙以來的重磁電物性與地層關系模型，給出全盆地典型的物性界面分布，為重磁電勘探方法研究提供巖石物理基礎。此外，本書還介紹基于巖樣激電參數的滲透率預測方法，通過不同巖性巖樣的激電參數反演，建立儲層滲透率預測模型，對三大克拉通盆地油氣儲層評價具有重要指導意義。 本書可作為巖石物理及油氣勘探資料綜合解釋等相關專業人員的參考書。
中國三大克拉通盆地重磁電物性建模與應用(精) 目錄
目錄
第1章 巖石的重磁電物性特征 1
1.1 巖石的密度 1
1.1.1 巖石密度類型 1
1.1.2 影響巖石密度的主控因素 4
1.2 巖石的磁性 8
1.2.1 表征磁性的物理量 8
1.2.2 巖（礦）石的磁性特征 9
1.2.3 影響巖石磁性的主要因素 14
1.3 巖石的電性 16
1.3.1 巖（礦）石的電阻率 16
1.3.2 巖（礦）石的激發極化與復電阻率 28
第2章 巖石重磁電物性測量方法與技術 42
2.1 巖樣采集要求 43
2.1.1 地質要求 43
2.1.2 重磁電要求 44
2.2 巖石密度測量 45
2.2.1 測量儀器 45
2.2.2 測量方法 45
2.3 巖石磁化率測量 45
2.3.1 測量儀器 45
2.3.2 測量方法 46
2.4 巖石直流電阻率測量 48
2.4.1 測量儀器 48
2.4.2 測量方法 48
2.5 巖石復電阻率測量 49
2.5.1 測量儀器 49
2.5.2 測量方法 50
第3章 重磁電物性數據處理與解釋 52
3.1 重磁電物性測量質量控制與統計方法 52
3.1.1 重復測量 52
3.1.2 質量檢查 52
3.1.3 統計方法與技術 52
3.1.4 不同條件測量結果的一致性分析及改正 53
3.2 重磁電物性與地質關系 54
3.2.1 重磁電物性與地層的關系 54
3.2.2 重磁電物性與火成巖的關系 56
3.3 基于復電阻率的激電參數反演 57
3.3.1 基于貝葉斯算法的復Cole-Cole模型參數估計 57
3.3.2 基于GEMTIP模型的激電參數估計 61
3.4 滲透率預測方法 64
3.4.1 MGEMTIP模型的極化率 64
3.4.2 基于激電參數的儲層滲透率預測方法 66
第4章 四川盆地巖石重磁電物性特征與建！70
4.1 四川盆地地質概況 70
4.1.1 地層及巖性特征 71
4.1.2 盆地構造特征及盆地演化 75
4.1.3 古生界—新生界地層重磁電物性特征 81
4.2 前寒武系地層巖樣采集 85
4.2.1 巖樣采集區概況 85
4.2.2 巖樣采集成果 86
4.3 前寒武系地層重磁電物性特征分析與建模 88
4.3.1 前寒武系地層重磁電物性資料分析 88
4.3.2 前寒武系地層巖石重磁電物性建！99
4.4 全盆地重磁電物性與地層關系建模 103
第5章 鄂爾多斯盆地巖石重磁電物性特征與建！111
5.1 鄂爾多斯盆地地質概況 111
5.1.1 地層及巖性特征 111
5.1.2 盆地構造特征及盆地演化 125
5.1.3 古生界—新生界地層重磁電物性特征 131
5.2 前寒武系地層巖樣采集 135
5.2.1 巖樣采集區概況 135
5.2.2 巖樣采集成果 136
5.3 前寒武系地層重磁電物性特征分析與建模 140
5.3.1 前寒武系地層重磁電物性資料分析 140
5.3.2 前寒武系地層巖石重磁電物性建！150
5.4 全盆地重磁電物性與地層關系建！154
第6章 塔里木盆地巖石重磁電物性特征與建！163
6.1 塔里木盆地地質概況 163
6.1.1 地層及巖性特征 163
6.1.2 盆地構造特征及盆地演化 171
6.1.3 古生界—新生界地層重磁電物性特征 176
6.2 前寒武系地層巖樣采集 184
6.2.1 巖樣采集區概況 184
6.2.2 巖樣采集成果 186
6.3 前寒武系地層重磁電物性特征分析與建模 187
6.3.1 前寒武系地層重磁電物性資料分析 187
6.3.2 前寒武系地層巖石重磁電物性建！196
6.4 全盆地重磁電物性與地層關系建！199
第7章 三大克拉通盆地重磁電模型應用實例 207
7.1 川西北地區重磁電勘探資料的地質認識 207
7.1.1 川西北研究區MT測線布置 207
7.1.2 四川盆地及臨區研究區地質特征 207
7.1.3 重磁電物性與地質關系模型 209
7.1.4 重磁電資料綜合地質解釋 216
7.2 川東南地區重磁電勘探資料的地質認識 222
7.2.1 川東南研究區地質與地球物理特征 222
7.2.2 重磁電物性與地質關系模型 230
7.2.3 重磁電資料的地質認識 247
7.3 鄂爾多斯盆地MT大剖面地質解釋 258
7.3.1 地質與地球物理特征 258
7.3.2 重磁電物性與地質關系模型 259
7.3.3 重磁電資料綜合地質解釋 259
7.4 深層非常規儲層巖石的滲透率預測 263
7.4.1 巖樣收集 263
7.4.2 基于MGEMTIP模型的滲透率預測 264
7.4.3 預測公式與K-C公式的比較 266
參考文獻 269
第1章 巖石的重磁電物性特征 1
1.1 巖石的密度 1
1.1.1 巖石密度類型 1
1.1.2 影響巖石密度的主控因素 4
1.2 巖石的磁性 8
1.2.1 表征磁性的物理量 8
1.2.2 巖（礦）石的磁性特征 9
1.2.3 影響巖石磁性的主要因素 14
1.3 巖石的電性 16
1.3.1 巖（礦）石的電阻率 16
1.3.2 巖（礦）石的激發極化與復電阻率 28
第2章 巖石重磁電物性測量方法與技術 42
2.1 巖樣采集要求 43
2.1.1 地質要求 43
2.1.2 重磁電要求 44
2.2 巖石密度測量 45
2.2.1 測量儀器 45
2.2.2 測量方法 45
2.3 巖石磁化率測量 45
2.3.1 測量儀器 45
2.3.2 測量方法 46
2.4 巖石直流電阻率測量 48
2.4.1 測量儀器 48
2.4.2 測量方法 48
2.5 巖石復電阻率測量 49
2.5.1 測量儀器 49
2.5.2 測量方法 50
第3章 重磁電物性數據處理與解釋 52
3.1 重磁電物性測量質量控制與統計方法 52
3.1.1 重復測量 52
3.1.2 質量檢查 52
3.1.3 統計方法與技術 52
3.1.4 不同條件測量結果的一致性分析及改正 53
3.2 重磁電物性與地質關系 54
3.2.1 重磁電物性與地層的關系 54
3.2.2 重磁電物性與火成巖的關系 56
3.3 基于復電阻率的激電參數反演 57
3.3.1 基于貝葉斯算法的復Cole-Cole模型參數估計 57
3.3.2 基于GEMTIP模型的激電參數估計 61
3.4 滲透率預測方法 64
3.4.1 MGEMTIP模型的極化率 64
3.4.2 基于激電參數的儲層滲透率預測方法 66
第4章 四川盆地巖石重磁電物性特征與建！70
4.1 四川盆地地質概況 70
4.1.1 地層及巖性特征 71
4.1.2 盆地構造特征及盆地演化 75
4.1.3 古生界—新生界地層重磁電物性特征 81
4.2 前寒武系地層巖樣采集 85
4.2.1 巖樣采集區概況 85
4.2.2 巖樣采集成果 86
4.3 前寒武系地層重磁電物性特征分析與建模 88
4.3.1 前寒武系地層重磁電物性資料分析 88
4.3.2 前寒武系地層巖石重磁電物性建！99
4.4 全盆地重磁電物性與地層關系建模 103
第5章 鄂爾多斯盆地巖石重磁電物性特征與建！111
5.1 鄂爾多斯盆地地質概況 111
5.1.1 地層及巖性特征 111
5.1.2 盆地構造特征及盆地演化 125
5.1.3 古生界—新生界地層重磁電物性特征 131
5.2 前寒武系地層巖樣采集 135
5.2.1 巖樣采集區概況 135
5.2.2 巖樣采集成果 136
5.3 前寒武系地層重磁電物性特征分析與建模 140
5.3.1 前寒武系地層重磁電物性資料分析 140
5.3.2 前寒武系地層巖石重磁電物性建！150
5.4 全盆地重磁電物性與地層關系建！154
第6章 塔里木盆地巖石重磁電物性特征與建！163
6.1 塔里木盆地地質概況 163
6.1.1 地層及巖性特征 163
6.1.2 盆地構造特征及盆地演化 171
6.1.3 古生界—新生界地層重磁電物性特征 176
6.2 前寒武系地層巖樣采集 184
6.2.1 巖樣采集區概況 184
6.2.2 巖樣采集成果 186
6.3 前寒武系地層重磁電物性特征分析與建模 187
6.3.1 前寒武系地層重磁電物性資料分析 187
6.3.2 前寒武系地層巖石重磁電物性建！196
6.4 全盆地重磁電物性與地層關系建！199
第7章 三大克拉通盆地重磁電模型應用實例 207
7.1 川西北地區重磁電勘探資料的地質認識 207
7.1.1 川西北研究區MT測線布置 207
7.1.2 四川盆地及臨區研究區地質特征 207
7.1.3 重磁電物性與地質關系模型 209
7.1.4 重磁電資料綜合地質解釋 216
7.2 川東南地區重磁電勘探資料的地質認識 222
7.2.1 川東南研究區地質與地球物理特征 222
7.2.2 重磁電物性與地質關系模型 230
7.2.3 重磁電資料的地質認識 247
7.3 鄂爾多斯盆地MT大剖面地質解釋 258
7.3.1 地質與地球物理特征 258
7.3.2 重磁電物性與地質關系模型 259
7.3.3 重磁電資料綜合地質解釋 259
7.4 深層非常規儲層巖石的滲透率預測 263
7.4.1 巖樣收集 263
7.4.2 基于MGEMTIP模型的滲透率預測 264
7.4.3 預測公式與K-C公式的比較 266
參考文獻 269
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中國三大克拉通盆地重磁電物性建模與應用(精) 節選
第1章巖石的重磁電物性特征 1.1巖石的密度 重力勘探的物理基礎是巖（礦）石密度存在差異，重力資料處理與解釋的基礎是建立研究區域內巖（礦）石密度與地質層位關系的模型。巖（礦）石密度的國際單位為kg/m3，但通常情況下用高斯單位制，單位為g/cm3。巖（礦）石密度很大程度上取決于它們的主要礦物成分和孔隙度。地殼中大多數巖（礦）石的密度在2.00～2.90g/cm3，上地殼的平均密度約為2.67g/cm3，這一數值也常用于重力場的高度校正和中間校正。 巖（礦）石密度與尺度無關（Pilkington et al.，2004，1995；Todoeschuck et al.，1994），也不能明確解釋巖石類型。但巖性不同，密度存在差異，將導致地層或礦體的密度結構存在一定的規律性，這為重力方法在油氣與礦產勘探中的應用提供了物理前提。密度是標量，是*簡單的地球物理性質，在不使用精密儀器的情況下*容易測量到一階精度。然而，準確測量研究區所有的巖（礦）石密度并不容易。大量的巖樣采集、處理與測量分析是獲取準確巖（礦）石密度的基礎。結晶性和成巖性良好的巖石結構均質，可以準確地測量密度，而風化等次生作用會導致巖（礦）石密度變化，測量時須消除影響因素。結晶巖石和致密巖石的孔隙度小，一般小于1%，這大大簡化了測量，提高了估算密度的準確性。近地巖（礦）石可能存在較大的孔隙，孔隙充填程度不同，而且許多組分在各種尺度上都是高度非均勻的，因此它們的原位密度很難精確測量。 1.1.1巖石密度類型 地下巖石或多或少由三相介質組成，即礦物顆粒（固相）、孔隙中的流體（液相）和氣體（氣相）。在地下水位以下的飽和地帶，絕大部分孔隙都被地下水充填，但局部存在被封存的氣體或從地層內部生成并運移到地表。在地下水位以上，孔隙中充滿了空氣，向下滲透的地表水的延遲和滯留或毛細管作用導致部分含水飽和。巖石內部的孔隙，無論其來源于哪里，在地層壓力增加的情況下，都趨向閉合。因此，深層與超深層巖石都是致密的。 1.真實密度 真實密度是單位體積內巖石物質的質量，其中體積不含巖石中的孔隙，即巖石的真實密度σt。它與巖石的顆粒密度σg有如下關系： （1.1） 式中：σi為巖石中第i種礦物組分的顆粒密度；vi為巖石中第i種礦物組分的體積分數。 2.體密度 體密度σB有時被稱為干燥體密度，即單位體積（含巖石物質與孔隙）內巖石的質量，可表示為 （1.2） 式中：vp為總孔隙空間的體積分數，填充孔隙空間的氣體密度可以忽略不計。總孔隙空間是允許流體流動的有效孔隙和流體擴散孔隙之和。許多巖石中的孔隙主要為擴散孔隙，如未斷裂的火成巖、變質巖及富含黏土的沉積巖，因此總孔隙度與有效孔隙度是有區別的。 3.自然密度 自然密度σn，也稱為飽和或濕潤體密度，是孔隙被流動和擴散的礦化水充滿時的巖石密度。但通常巖石孔隙中氣水共存，處于非飽和狀態。自然密度的計算公式為 （1.3） 式中：vf為密度σf的流體所填充的孔隙體積分數。在地下巖石中，當所有孔隙被流體填滿時vp=0。無氣體蒸餾水的密度為1.00g/cm3，而海水的密度為1.03g/cm3，地下鹽水的密度為1.10g/cm3，氣體的密度一般忽略不計。 表1.1給出了包括火成巖、變質巖、沉積巖在內的地球物質的密度值，以供重力資料處理與解釋參考。 1.1.2影響巖石密度的主控因素 巖（礦）石的密度的主控因素是礦物組成和孔隙度，這在很大程度上取決于巖性和巖石破裂、溶解和礦物化學蝕變等次生過程的化學和物理作用。大多數礦物的密度為2.50～3.50g/cm3，但大部分金屬礦石的密度為4.00～6.00g/cm3。由表1.1可知，礦物密度隨SiO2和H2O含量的增加而減小。此外，變質巖在高壓條件下形成的礦物往往密度較高，非金屬礦資源（如煤、鹽、黏土）的密度低于平均密度，而金屬礦的密度超過普通成巖礦物的密度。巖石密度受地層壓力和溫度的影響，與埋深和壓力存在函數關系。 1.巖性 從巖石密度研究角度，可將地下介質分為結晶巖、沉積巖和未固結沉積物三大類。結晶巖是指受地殼深部壓力、構造應力和高溫作用而形成的火成巖（既有噴發巖，也有侵入巖）、變質巖和沉積巖。沉積巖是由先前存在的巖石侵蝕與化學作用的沉淀物壓實而成。未固結的沉積物是巖石侵蝕與化學作用的碎片組成的未固結體。這三大類巖石的礦物組分、孔隙起源及結構性質有助于研究巖石的密度特征。 1）結晶巖石 侵入巖形成于地殼或上地幔深部，其孔隙空間*小，孔隙度一般小于1%，很少超過3%。該孔隙的一小部分是粒間孔隙，但絕大部分是由化學和物理風化及脆性地殼內的斷裂和斷層加上冷卻裂縫形成的。一般來說，在地層壓力下裂隙（如巖石節理）和斷層中出現的孔洞是閉合的。因而，巖石的密度和地震速度在600MPa左右的壓力下接近恒定值，即在地球內部15～20km的深度達到該值。斷裂帶密度的降低不僅是壓裂過程中體積增大的結果，也是巖石向低密度黏土礦物發生物理化學變化的結果。 深部巖石具有微小孔隙，其密度主要是礦物的密度及其組合的結果。密度*低的礦物如石英和正長石，密度約為2.60g/cm3。酸性火成巖中石英和正長石含量較高，因而密度*低。礦物斜長石、黑云母和角閃石富含鈣、鎂和鐵，具有較大的密度，基性和超基性火成巖富含斜長石、黑云母和角閃石，因而密度較高。 大陸地殼的結晶巖石一般隨著深度的增加而變得基性，其密度也隨著地層壓力的增大而增大。但花崗質層與下伏玄武質層并不是成層的，它們的成分和密度在縱橫向存在顯著的變化（Fountainetal.，1989）。一般來說，巖石變質程度隨深度的增加而增加，密度也隨深度增加而增大。因為存在從松散沉積物到基性結晶巖石的過程，所以表層巖石的密度變化很大。然而，一般花崗巖（長英質）密度的平均值為2.67g/cm3，下地殼密度隨深度增加至約3.10g/cm3，平均地殼密度約為2.83g/cm3（Christensen et al.，1995）。下地殼主要含輝長巖，石榴石隨著深度的增加更加豐富，在地殼底部，鎂鐵質石榴石、麻粒巖*為豐富。麻粒巖是在下地殼高溫下形成的一種粒度相對較粗的深變質巖。圖1.1給出了地殼平均密度隨深度變化曲線。圖中可以看出，曲線在埋深15～20km處存在一個明顯拐點，可認為是上地殼與下地殼的分界面（康氏面）。 圖1.1地殼的平均密度分布 洋殼在成分和密度上明顯比大陸殼均勻，主要由一層沉積巖和沉積巖下的基性噴出巖和侵入巖組成。由于地殼年齡、蝕變（或變質）、構造區域和熱流的不同，也存在橫向差異（Carlson，1990；Christensen et al.，1975）。結晶海洋地殼的平均密度為（2.86±0.03）g/cm3。因此，陸/海界面重力異常的主要原因是地殼厚度的變化和沉積巖的堆積。 2）火成巖 火成巖所含礦物主要有霞石、鉀長石、石英、斜長石和鐵鎂礦等，其密度與礦物含量密切相關。如橄欖巖、輝長巖、閃長巖、花崗閃長巖、花崗巖、正長巖及霞石正長巖的密度因礦物含量不同而表現出明顯差異，如圖1.2所示。火成巖噴出后在凝固過程中形成了細雨狀結構，而不是浸入巖的粗糙結構。雖然巖石成分相似，但粒度結構往往使密度降低，影響一般小于10%。在這些巖石中，如黑曜石和玻璃巖中出現的非水晶玻璃會導致密度更低。通常，火成巖的密度降低是在其快速結晶過程中，由氣體空洞凍結在巖石中而產生孔隙造成的。這種情況在火山流的上部特別普遍，因為在該部位上升的氣體大量聚集。在極端情況下，這些巖石的密度，如浮石和火山渣，小于水的密度。 圖1.2火成巖密度與其礦物成分關系 3）變質巖 變質巖的密度主要取決于巖石的原始礦物組成，同時也受變質程度和變質類型的強烈影響，變質程度和變質類型在很大程度上反映了巖石所受的溫度和壓力。一般來說，變質巖的密度隨著鐵、鎂和鈣含量增加而增大。大量研究表明，出露的前寒武紀變質巖的密度范圍很廣（Subrahmanyam et al.，1981；Smithson，1971；Gibb，1968）。通常，變質巖的平均密度為2.70～2.80g/cm3，但許多由長英質火成巖和沉積巖變質形成的變質巖，如花崗片麻巖，其密度為2.60～2.70g/cm3。相比之下，鎂鐵質變質火山巖的密度明顯更大，平均密度可達2.85g/cm3。密度*高的變質巖是在下地殼環境中由石榴石取代斜長石變質為榴輝巖品位的變質巖，這些巖石的密度通常為3.00～3.30g/cm3。 4）沉積巖與未固結沉積物 沉積巖及未固結沉積物的密度主要受其孔隙控制。它們的礦物成分少，且密度相差不大。*常見的成分是來自火成巖及其變質巖中的石英，黏土礦物是其另一個重要組成部分。由化學沉淀形成的沉積物和沉積巖大部分是單礦物的，因此密度恒定，除非沉積后因溶蝕作用產生了次生孔隙。石灰石（方解石）和白云石是主要的化學沉積物。通常膏鹽巖沉積在沉積盆地內形成局部密度差，密度為2.00～2.20g/cm3。石英、黏土和方解石的密度為2.60～2.70g/cm3，而白云石的密度為2.87g/cm3。由于地層壓力和成巖作用，
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