Application of CSAMT and logging combined constrained inversion in oil shale identification in the southeast uplift area of Songliao Basin
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摘要:
松辽盆地油页岩地震勘探难度大，为此在松辽盆地东南隆起区开展可控源音频大地电磁法（CSAMT）和测井联合约束反演技术应用研究。研究表明，联合约束反演技术可以将油页岩与泥页互层整体作为相对高阻层进行划分识别。利用该项技术查明研究区嫩江组油页岩主要分布在哈拉海向斜，仅在登楼库背斜西部局部沉积；青山口组油页岩在登楼库背斜、哈拉海向斜均有分布，整体呈沿登楼库背斜轴高、沿背斜轴两翼逐渐减薄的特征，为进一步勘探指明了有利方向。
Abstract:The seismic exploration of oil shale in Songliao Basin is difficult. Therefore, the application of controlled source audio magnetotelluric method and logging joint constrained inversion technology is carried out in the southeast uplift area of Songliao Basin. The research shows that the joint constraint inversion technology can divide and identify the oil shale and mud shale interbed as a relatively high resistance layer. Using this technology, it is found that the oil shale of the Nenjiang Formation in the study area is mainly distributed in the Halahai syncline, only locally deposited in the western part of the Denglouku anticline; the oil shale of the Qingshankou Formation is distributed in the Denglouku anticline and the Halahai syncline. The whole is characterized by the height along the Denglouku anticline axis and the gradual thinning along the two wings of the anticline axis, which points out the favorable direction for further exploration.
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图 2 吉扶地3井油页岩测井响应特征
Figure 2. Logging response characteristics of oil shale in Well Jifudi 3
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图 3 SL-01线视电阻率（a）与阻抗相位（b）断面图
Figure 3. Profiles of apparent resistivity ( a ) and impedance phase ( b ) of SL-01 line
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图 5 约束前后迭代反演曲线误差对比
Figure 5. Error comparison of iterative inversion curve before and after constraint
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图 6 SL-01线二维OCCAM反演（a）与地电约束反演（b）效果对比
Q—第四系；Nd—新近系大安组；K2n—白垩系嫩江组；K2y—白垩系姚家组；K2qs—白垩系青山口组；K1h-K1d—白垩系火石岭组−登楼库组；Ar—太古宙基底
Figure 6. Comparison of 2D OCCAM inversion ( a ) and geoelectric constraint inversion ( b ) of SL-01 line
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图 7 SL-01线二维OCCAM地电约束反演剖面（a）与地质解释剖面（b）（地层代号注释同图6）
Figure 7. 2D OCCAM geoelectric constrained inversion section ( a ) and geological interpretation section ( b ) of line SL-01
表 1 研究区及周缘地区岩层电性特征
Table 1 The electrical characteristics of rock strata in the study area and surrounding areas
系 统 组 符号 岩性特征 ρ/(Ω·m) 电性 第四系 Q 粘土、亚粘土、砂砾石 37.9 表层高阻 古近系—新近系 大安组 Nd 泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩 3.2 低阻层 白垩系 上统 嫩江组 K2n 砂砾岩、粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、油页岩 3.9 姚家组 K2y 泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩 6.8 青山口组 K2qs 质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、油页岩 22.8 下统 泉头组 K1q 粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩、砂岩 28.2 中阻层 登楼库组 K1d 砂砾岩夹泥岩 71.5 营城组 K1yc 泥岩与火山岩间互夹煤层 211.7 次高阻层 沙河子组 K1sh 火山岩、砂泥岩夹煤线 220.0 火石岭组 K1h 火山碎屑岩、火山喷发岩 240.0 石炭系—二叠系 293.0 基底高阻 
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表 2 研究区白垩系不同岩性测井曲线响应分布范围
Table 2 Logging response distribution range table of Cretaceous different lithology in the study area
测井识别岩性 电阻率平均值/(Ω·m) 声波时差平均值/(μs·m−1) 补偿密度平均值/(g·cm−3) 自然伽马平均值/API 粉砂岩 10 ~ 13 250 ~ 430 2.15 ~ 2.62 50 ~ 115 泥质粉砂岩 6.5 ~ 17.5 240 ~ 450 2.20 ~ 2.50 75 ~ 140 粉砂质泥岩 5.5 ~ 12 275 ~ 500 2.25 ~ 2.55 90 ~ 135 泥岩 5 ~ 9 330 ~ 450 2.25 ~ 2.50 110 ~ 150 油页岩 7.5 ~ 15 ≥375 ≤2.35 ≥130
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表 3 吉扶地3井油页岩及附近地层约束信息
Table 3 Constraint information of oil shale and nearby strata in Well Jifudi 3
序号 顶部深度/m 底部深度/m 厚度/m 电阻率/(Ω·m) 岩性 序号 顶部深度/m 底部深度/m 厚度/m 电阻率/(Ω·m) 岩性 1 258.2 268.6 10.4 9.19 泥岩 15 469.8 476.9 7.1 6.23 泥岩 2 268.6 281.4 12.8 10.70 粉砂质泥岩 16 476.9 478.0 1.1 6.99 油页岩 3 281.4 289.0 7.6 9.55 泥岩 17 478.0 483.2 5.2 5.70 泥岩 4 289.0 294.1 5.1 12.90 粉砂质泥岩 18 483.2 484.1 0.9 6.27 油页岩 5 294.1 298.3 4.2 9.44 泥岩 19 484.1 487.3 3.2 6.22 泥岩 6 298.3 306.6 8.3 11.61 粉砂质泥岩 20 487.3 489.5 2.2 8.38 粉砂质泥岩 7 306.6 312.4 5.8 9.55 泥岩 21 489.5 494.2 4.7 6.06 油页岩 8 312.4 341.0 28.6 10.92 粉砂质泥岩 22 494.2 503.2 9.0 5.25 泥岩 9 341.0 382.3 41.3 6.49 泥岩 23 503.2 507.1 3.9 12.73 油页岩 10 382.3 383.2 0.9 6.45 油页岩 24 507.1 514.0 6.9 7.19 泥岩 11 383.2 462.2 79.0 5.95 泥岩 25 514.0 519.3 5.3 11.22 油页岩 12 462.2 463.4 1.2 7.19 油页岩 26 519.3 523.1 3.8 5.91 泥岩 13 463.4 468.0 4.6 6.10 泥岩 27 523.1 524.0 0.9 10.72 油页岩 14 468.0 469.8 1.8 7.65 油页岩 28 524.0 528.7 4.7 8.34 粉砂质泥岩
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表 4 吉扶地8井油页岩及附近地层约束信息
Table 4 Constraint information of oil shale and nearby strata in Well Jifudi 8
序号 顶部深度/m 底部深度/m 厚度/m 电阻率/(Ω·m) 岩性 序号 顶部深度/m 底部深度/m 厚度/m 电阻率/(Ω·m) 岩性 1 258.2 268.6 10.4 9.19 泥岩 15 469.8 476.9 7.1 6.23 泥岩 2 268.6 281.4 12.8 10.70 粉砂质泥岩 16 476.9 478.0 1.1 6.99 油页岩 3 281.4 289.0 7.6 9.55 泥岩 17 478.0 483.2 5.2 5.70 泥岩 4 289.0 294.1 5.1 12.90 粉砂质泥岩 18 483.2 484.1 0.9 6.27 油页岩 5 294.1 298.3 4.2 9.44 泥岩 19 484.1 487.3 3.2 6.22 泥岩 6 298.3 306.6 8.3 11.61 粉砂质泥岩 20 487.3 489.5 2.2 8.38 粉砂质泥岩 7 306.6 312.4 5.8 9.55 泥岩 21 489.5 494.2 4.7 6.06 油页岩 8 312.4 341.0 28.6 10.92 粉砂质泥岩 22 494.2 503.2 9.0 5.25 泥岩 9 341.0 382.3 41.3 6.49 泥岩 23 503.2 507.1 3.9 12.73 油页岩 10 382.3 383.2 0.9 6.45 油页岩 24 507.1 514.0 6.9 7.19 泥岩 11 383.2 462.2 79.0 5.95 泥岩 25 514.0 519.3 5.3 11.22 油页岩 12 462.2 463.4 1.2 7.19 油页岩 26 519.3 523.1 3.8 5.91 泥岩 13 463.4 468.0 4.6 6.10 泥岩 27 523.1 524.0 0.9 10.72 油页岩 14 468.0 469.8 1.8 7.65 油页岩 28 524.0 528.7 4.7 8.34 粉砂质泥岩
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