付小錦，王志剛，江勝國，許甜甜，曹 健

（天津華北地質(zhì)勘查局，天津 300170）

傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查手段往往不能滿足調(diào)查需求，而地震勘探是一種重要的地球物理勘探手段，通過觀測和分析人工地震產(chǎn)生的地震波在地下不同介質(zhì)中的傳播規(guī)律，以推斷地下巖層的性質(zhì)和形態(tài)[1]。該技術曾被廣泛應用到油氣勘探、煤田勘查、鉀鹽礦勘查和地殼研究等方面[2-5]。近年來，隨著地震勘查精度越來越高，拓寬了應用范圍，又被應用到頁巖氣儲層勘查和區(qū)域地質(zhì)調(diào)查等領域。武磊彬等在貴州山區(qū)頁巖氣勘探過程中，通過開展二維地震勘查，確定了可以獲得研究區(qū)高質(zhì)量的地震數(shù)據(jù)，為后續(xù)施工、數(shù)據(jù)處理以及地質(zhì)解譯奠定了堅實的基礎[6]；郭東鑫等在渝黔湘秀山區(qū)頁巖氣分布區(qū)開展二維地震勘探研究，取得了較好效果，并部署參數(shù)井2口。但以上學者僅停留在地震數(shù)據(jù)的推測、解釋階段，未采取樣品開展頁巖氣相關測試分析[7]。閆敏等將二維地震應用到新構造運動、基巖面起伏形態(tài)和第四紀沉積環(huán)境分析等方面，取得了較好效果，但并未進行工程驗證[8]；繆衛(wèi)東等通過將二維地震勘查和鉆孔資料對比分析，揭示了南通地區(qū)松散沉積層中的5條斷裂及一些古河道[9]。

本次通過在天津南部開展二維地震勘查，根據(jù)地震數(shù)據(jù)反演結(jié)果，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，推測區(qū)內(nèi)古河道分布、新生界底界面埋深和形態(tài)、頁巖氣儲層分布、煤炭賦存情況以及構造格架，并通過鉆探、化驗測試等手段，對推測成果進行驗證，對推廣二維地震在平原區(qū)地質(zhì)調(diào)查中的應用成果有重要意義。

1 研究區(qū)概況

1.1 地層特征

研究區(qū)位于天津市南部的靜海區(qū)內(nèi)，地貌類型相對簡單，主要為沖積洪積平原和海積沖積平原兩類二級地貌單元，海拔高程1～5 m，整體地勢南高北低[10-15]。區(qū)內(nèi)地層與區(qū)域地層對比，缺少新生界古近系和中生界地層，由老到新為奧陶系、石炭系、二疊系、新近系和第四系地層（表1）[16]。

表1 研究區(qū)地層簡表Table 1 Formation simple table of study area

1.2 構造特征

研究區(qū)大地構造位置處于華北斷坳之中的滄縣隆起中部的大城凸起，周邊發(fā)育有靜海-大城斷裂、北蘆莊-西九吉斷裂和里坦向斜、臥佛堂向斜等。

研究區(qū)總體呈背斜構造形態(tài)，在子牙背斜東南翼地層走向NE，傾向SE；西北翼地層走向NE，傾向NW。區(qū)內(nèi)斷裂不發(fā)育，僅在西北部邊界附近分別發(fā)育小型斷層DF1、DF2，傾角、落差和區(qū)內(nèi)延展長度不清[17]。

1.3 煤層特征

研究區(qū)含煤地層為石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組。煤系地層總厚度為280 m左右，含煤約18層，煤層總厚30 m。主要可采煤層為5號煤層和10號煤層，5號煤層位于山西組，埋深1 300 m左右；10號煤層位于太原組，埋深約1 400 m。

1.4 頁巖氣儲層特征

研究區(qū)山西組地層穩(wěn)定，碳質(zhì)泥頁巖較發(fā)育，平均為20 m左右，最大可達35 m。優(yōu)選目標層位埋深位于1 250 m左右，厚度約10 m，距5號煤層頂板35～40 m，巖性為碳質(zhì)泥頁巖[18]。

2 技術思路與工作流程

2.1 技術思路

前人資料顯示，研究區(qū)處于青縣—靜海段古黃河河道帶上，新生界底板埋深約850～1 000 m，含煤地層為石炭系太原組和二疊系山西組，頁巖氣優(yōu)質(zhì)儲氣層為二疊系山西組5號煤層頂板上方約35～40 m的碳質(zhì)泥頁巖[19-22]。研究區(qū)地層整體呈一背斜構造形態(tài)，地層較平緩，軸部位置不清，西北部和東南部存在推測斷裂DF1和DF2。為在研究區(qū)開展頁巖氣、煤炭地下氣化的勘查、開發(fā)和規(guī)劃工作，查清研究區(qū)古河道分布規(guī)律和新生界底板、主要可采煤層、頁巖氣優(yōu)質(zhì)儲氣層埋深，以及研究區(qū)的構造特征是本次地質(zhì)調(diào)查工作的主要任務[23-26]。因此，根據(jù)目標地質(zhì)體不同的地球物理特征，以二維地震先行、鉆孔驗證的思路進行地質(zhì)調(diào)查工作，無疑是最好選擇，可以達到事半功倍的效果。

本次地震勘探線布設遵循主測線垂直于構造走向的原則，布設測線4條，共計30 km。其中3條主測線D1、D2和D3布成NW-SE向，線距約2 000 m～3 000 m，1條聯(lián)絡測線DL1布成NE-SW向，基本形成“豐”字型測網(wǎng)（圖1）。需要說明的是，由于研究區(qū)的東南部為開發(fā)區(qū)，障礙物密集，無法進行地震勘探，因此測線主要布置在研究區(qū)的西北部。

圖1 研究區(qū)位置示意圖Fig.1 Formation simple table of study area

2.2 工作流程

為了掌握研究區(qū)地質(zhì)和地球物理特征，獲得最佳地震數(shù)據(jù)采集成果，掌握可控震源因素變化對記錄質(zhì)量的影響，在正式開展野外工作前，分別開展點試驗和線試驗[27]。野外工作完成后，經(jīng)靜校正、振幅處理、干擾波的消除，再以疊加速度為基礎，經(jīng)過拾取、平滑可以得出本區(qū)的偏移速度趨勢，根據(jù)不同測線情況通過偏移速度掃描進一步優(yōu)化，最終得出不同測線的最終速度場，保證偏移歸位的合理性，確保成像準確[28]。

3 資料解釋

地震資料解釋是將地震勘查資料轉(zhuǎn)化為地質(zhì)成果的復雜過程，地震資料應符合地質(zhì)規(guī)律。因此，首先分析本地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)規(guī)律，對區(qū)域規(guī)律、地質(zhì)資料有了充分認識后，再對地震資料進行解釋。本次地震勘查的主要目的是推測區(qū)內(nèi)古河道分布、新生界底界面埋深和形態(tài)、頁巖氣儲層分布、煤炭賦存情況以及構造格架。解釋過程中先利用反射波的相位特征、振幅特征、頻率特征及波組特征等，進行反復追蹤對比，然后利用測線交點閉合檢查，確定目的層層位及斷層情況，最后確定全區(qū)主要目的層的埋藏深度及構造形態(tài)。

3.1 波的對比解釋

波的對比解釋是以強相位對比為主，同時利用目的層形成的波組特征關系及主測線、聯(lián)絡測線交點閉合的方法。根據(jù)地震反射波的動力學特征及強相位連續(xù)、轉(zhuǎn)換、消失、重迭等特點，對全區(qū)波形較穩(wěn)定、特征明顯、能夠追蹤對比的主要標準反射波進行對比，閉合差在5 ms以下。資料解釋以疊加剖面為主，疊偏剖面為輔。

研究區(qū)地震波組通過與區(qū)域上鉆孔數(shù)據(jù)比對，自上而下發(fā)育TQ、TQ+N、T5、T10。分別可與四個較明顯的層位對應。

TQ波為第四系底界面與新近系巖層形成的反射波。依據(jù)上、下界面整合接觸關系，能夠識別追蹤TQ波，但由于下伏地層不同程度的風化影響和高低起伏變化，導致該反射波能量產(chǎn)生差異，波形發(fā)生變化，在時間剖面上用“TQ”表示。

TQ+N波為新生界底界面與下伏基巖形成的標準反射波。全區(qū)以兩個強相位出現(xiàn)，波形穩(wěn)定、能量強、連續(xù)性好，且與下伏地層產(chǎn)生的反射波呈角度不整合關系，在時間剖面上用“TQ+N”表示。

T5波為5煤層與其圍巖形成的標準反射波。全區(qū)以兩個典型的強相位出現(xiàn)，波形穩(wěn)定，波形特征、波組關系非常明顯、連續(xù)性好，且能量較強，在全區(qū)連續(xù)追蹤對比，在時間剖面上用“T5”表示。

T10波為10煤層與其圍巖形成的標準反射波。5煤和10煤兩者間距為100 m左右，在全區(qū)大部分地段也是以兩個強相位出現(xiàn)，有些地段反射波連續(xù)性稍差，在時間剖面上用“T10”表示。

3.2 目的層深度計算

研究區(qū)標定速度值由區(qū)域上鉆孔ZKDC3揭露的目的層深度及鉆孔旁地震時間剖面時間值等有關參數(shù)計算得出（圖1），公式如下：

式中：H0為鉆孔ZKDC3揭露新生界厚度；TQ+N為鉆孔ZKDC3揭露新生界反射波時間值；ΔTQ+N為區(qū)域上相鄰兩條TQ+N波等時線間距；S0為區(qū)域上對應相鄰等時線間水平距離值。

式中：H5、10為鉆孔ZKDC3揭露5、10煤層底板深度；H5、10為鉆孔ZKDC3揭露新生界厚度；TQ+N為鉆孔ZKDC3處新生界對應的時間；T5、10為鉆孔ZKDC3揭露煤層對應的時間；VQ+N為新生界標定速度；ΔT5、10為相鄰兩條等時線間距；S5、10為T5、10波等時線圖上相鄰等時線間水平距離。

研究區(qū)目的層深度計算由該層反射波時間與上覆地層標定速度值通過時深轉(zhuǎn)換得出目的層的埋深數(shù)據(jù)，公式如下：

式中：H為目的層深度；V為上覆地層標定速度值；T為目的層反射波時間值。

根據(jù)已知區(qū)域鉆孔ZKDC3巖心編錄和測井情況，將相關數(shù)據(jù)帶入以上各公式，研究區(qū)所用地震時間剖面參數(shù)為：資料處理使用的基準面0 m；新生界底界面TQ+N反射波速度2 000 m/s；5煤層、10煤層T5、T10反射波速度3 800 m/s。

3.3 斷裂構造解釋

（1）斷點解釋

斷點解釋是根據(jù)地震時間剖面上標準反射波同相軸及輔助波同相軸的錯斷、終止、產(chǎn)狀突變、同相軸扭曲、分叉合并、重復、相位轉(zhuǎn)換、斷面波、繞射波等標志識別斷點。落差較大的正斷點表現(xiàn)為反射波的錯斷間距較大，有斷面波或繞射波出現(xiàn)，有時伴有構造牽引現(xiàn)象出現(xiàn)。落差小的正斷點，表現(xiàn)為反射波錯斷間距較小或扭曲。只有很小距離的錯斷，時間關系上僅差幾毫秒至十幾毫秒。

（2）斷點與斷層評級標準

依據(jù)《煤炭煤層氣地震勘探規(guī)范》（MT/T 897—2000）等相關規(guī)范，將斷點在時間剖面上顯示的可靠程度分為A、B、C三級；將斷層按其可靠程度分為“可靠”、“較可靠”、“控制較差”三級。

3.4 古河道的解釋

古河道中的砂層與周邊粘土巖性差別較大，導致反射波在地震剖面上顯示出較明顯的差異，主要變現(xiàn)為有效波將呈現(xiàn)出凌亂、模糊、中斷的特點，頻率、振幅和外部幾何形態(tài)也會發(fā)生明顯變化，根據(jù)這些標志進行古河道的解譯。

3.5 頁巖氣儲層的解釋

區(qū)域上山西組廣泛發(fā)育，在平面上呈現(xiàn)“廣覆型”分布，沉積穩(wěn)定，厚度一般為80～130 m，碳質(zhì)泥頁巖總厚度為20～40 m左右，最大可達45 m。本區(qū)頁巖氣主要儲存在二疊系山西組碳質(zhì)泥頁巖中，具有層數(shù)多、夾層多、單層厚度較小等特點，優(yōu)選目標層位位于全區(qū)可采煤層5煤上30 m左右，厚度約8 m。本次頁巖氣有利區(qū)解譯，利用區(qū)域上已知鉆孔資料，結(jié)合多屬性融合、技術多參數(shù)疊前反演等技術推測頁巖氣有利分布區(qū)，再根據(jù)裂縫發(fā)育區(qū)、高速頁巖層夾在低速層的原則進一步確定優(yōu)選目標層位[29-31]。

4 解譯成果

4.1 第四系底界面標高及變化趨勢

第四系底界面整體呈現(xiàn)以小邀鋪-三呼莊為界限,中間略淺向西北、東南逐漸加深趨勢，深度在165～325 m。地層整體平緩，坡角小于3°。小邀鋪-三呼莊連線附近新生界底界面最淺，其底界面標高為-175 m；東南部的東禪房附近新生界底界面最深，其底界面標高為-325 m。

4.2 新生界底界面標高及變化趨勢

新生界底界面變化趨勢與第四系底界面相似，整體呈現(xiàn)以小邀鋪-三呼莊為界限，中間略淺向西北、東南逐漸加深趨勢，等值線迂回曲折。地層整體平緩，坡角小于5°。小邀鋪-三呼莊連線附近新生界底界面最淺，其底界面標高為-900 m；東南部的東禪房附近新生界底界面最深，其底界面標高為-1 020 m。

4.3 褶曲

受后期構造運動的影響，形成了幅度不等的褶曲，其中褶曲構造表現(xiàn)較大的主要有子牙背斜。本次二維地震勘查測線均位于子牙背斜的西北翼，而子牙背斜的東南翼位于靜海開發(fā)區(qū)，障礙物密集，無法進行地震勘探，因此未能控制子牙背斜的東南翼。為了完整描述子牙背斜，結(jié)合收集到的地震測線資料對該背斜的東南翼進行了推斷解釋。

子牙背斜承接相鄰的大城勘查區(qū)繼續(xù)在本區(qū)發(fā)育，軸向由大城勘查區(qū)的NNE向變?yōu)榱薔E向，兩翼地層走向基本呈NE向，西北翼較緩，東南翼較陡。背斜的西北翼地層傾角在3～6°之間變化，東南翼地層傾角在8～10°之間變化。

子牙背斜的軸長在研究區(qū)內(nèi)為10 km左右，最大寬度為15 km左右，為一向北東向傾伏的不對稱的背斜（圖2）。

圖2 子牙背斜在DC1測線上的顯示Fig.2 Ziya anticline in DC1 time section

4.4 斷裂構造

本次地震解釋新發(fā)現(xiàn)斷層序號前面以“DF”打頭編號;新發(fā)現(xiàn)斷點序號前面以“df”打頭編號。各斷層（或斷點）敘述具體如下：

（1）DF1正斷層

該斷層位于研究區(qū)西北部邊界附近（圖1），該斷層在地震時間剖面上目的層反射波明顯錯斷。斷層走向NE，傾向NW，傾角70°，區(qū)內(nèi)延展長度4 250 m，區(qū)內(nèi)落差60～90 m，2條測線（D1、D2線）控制，2個A級斷點，屬可靠正斷層（圖3）。

圖3 DF1正斷層在D1、D2測線上反映Fig.3 DF1 normal fault in D1、D2 time section

（2）df1正斷點

該斷點位于朱家村西北D2測線2 315 m樁號附近，該斷點在地震時間剖面上目的層反射波明顯錯斷，為A級斷點，傾向NW，落差小于50 m（圖4）。

圖4 df1正斷點在D2測線上反映Fig.4 The df1 breakpoint in D2 time section

（3）df2正斷點

該斷點位于朱家村西北D3測線2000 m樁號附近，該斷點在地震時間剖面上目的層反射波明顯錯斷，為A級斷點，傾向SE，落差小于50 m（圖5）。

圖5 df2正斷點在D3測線上反映Fig.5 The df2 breakpoint in D3 time section

（4）DF2正斷層

該斷層位于研究區(qū)東南部邊界（圖1），走向NE,傾向SE，傾角55°，落差0～130 m，區(qū)內(nèi)延展長度為5 200 m，區(qū)內(nèi)由DC1、DC2兩條測線控制，1個A級斷點，1個B級斷點，為較可靠正斷層（圖6）。

圖6 DF2正斷層在DC2測線上反映Fig.6 The DF2 normal fault in DC2 time section

4.5 5煤層底板標高及變化趨勢

區(qū)內(nèi)地層總體呈現(xiàn)向北東傾伏的背斜構造形態(tài)，地層走向基本為NE向。地層由子牙背斜軸部分別向西北、東南逐漸加深。子牙背斜的西北翼地層傾角在3～6°之間變化，而東南翼地層相對較陡，地層傾角在8～10°之間變化。區(qū)內(nèi)構造相對簡單，除研究區(qū)西北部邊界DF1斷層及東南部DF2斷層外，其它區(qū)域未見斷層發(fā)育。

全區(qū)5煤層埋藏最淺處位于子牙背斜軸部附近，底板標高為-1 150 m；最深處位于研究區(qū)東南部邊界附近，底板標高為-1 900 m。研究區(qū)未見煤層露頭等其它地質(zhì)現(xiàn)象。

4.6 10煤層底板標高及變化趨勢

10煤層和5煤層走向基本一致，這是因為兩煤層間距基本一致，一般在100 m左右變化。從時間剖面上明顯看出兩組反射波相距70 ms左右。其構造規(guī)律和斷層與5煤層也基本一致，褶曲構造也基本一致。煤層最淺處位于子牙背斜軸部附近，底板標高為-1 250 m，最深處位于研究區(qū)東南部邊界附近，底板標高為-2 000 m。

4.7 古河道

本次地震勘探工作解譯古河道一條，走向南北，范圍較大，最寬處達2.5 km，西邊界為北萬營-鄭莊村-尚家村一線，東邊界本次地震勘探測線未能完全控制。地震剖面上顯示古河道處波組連續(xù)性差，區(qū)域性凌亂，空間上明顯呈現(xiàn)上寬下窄的幾何形態(tài)，主要是因為古河道主要以砂層為主，大部分能量被砂層和淤泥層吸收，與周圍粘土形成的反射波能量較弱。

4.8 頁巖氣儲層分布特征

研究區(qū)頁巖氣儲層為二疊系山西組的碳質(zhì)泥頁巖，與5號煤層關系密切，特別是優(yōu)選目標層位，位于5號煤層上部約30 m處。根據(jù)5號煤層分布情況，同時結(jié)合頁巖氣儲層的反射波特征推測本區(qū)頁巖氣儲層分布特征如下：碳質(zhì)泥頁巖總體呈現(xiàn)向北東傾伏的背斜構造形態(tài)，地層走向基本為NE向。子牙背斜軸部埋深相對較淺，向兩側(cè)逐漸加深，北西側(cè)地層傾角平緩，南東向較陡。

5 鉆孔驗證

為驗證二維地震勘探在天津南部地質(zhì)調(diào)查中應用的可行性，本次在三乎莊設計驗證鉆孔一個，位于D1剖面5 712.9 m處，編號為YZK-1，施工深度1 533.88 m（圖7）。主要目的層為古河道底界面、第四系底界面、新生界底界面、頁巖氣優(yōu)選目標層位、5煤層和10煤層（表2）。

表2 驗證目的層位參數(shù)一覽表Table 2 The parameters of the verified target layer

圖7 驗證鉆孔時間剖面特征Fig.7 The characteristics of time section from the verified drill

5.1 古河道

根據(jù)二維地震勘探成果，古河道底界面反射波TG位于二維地震時間剖面0.140 s附近，推測大致埋深為140 m。鉆孔揭露埋深140 m附近的巖性特征如下：145.2 m為巖性分界線，上部為灰綠色、灰黃色、棕黃色細沙，粒度自上而下逐漸變粗，主要成分為石英、長石及其它暗色礦物，見灰綠色云母片，水平層理；下部為棕黃色、棕紅色夾灰綠色粘土，局部略含粉砂質(zhì)，可見白色鈣質(zhì)結(jié)核（圖8）。該古河道上寬下窄，為條帶狀高地古河道，由砂質(zhì)組成，是河流發(fā)育到晚期河床加積抬高而成，一般河床高出兩側(cè)平地1～3 m，這也是河北平原典型古河道特征。本次預測埋深與實際埋深相差5.2 m，誤差為3.6%，在允許的誤差范圍內(nèi)。

圖8 鉆孔揭露135-150 m巖性照片F(xiàn)ig.8 The lithology photos revealed by drill from 135m to 150 m

5.2 第四系底界面

根據(jù)二維地震勘探成果，第四系底界面反射波TQ位于二維地震時間剖面0.220 s附近，推測大致埋深為220 m。鉆孔揭露埋深220 m附近的巖性特征如下：201.4 m為巖性分界線，上部為灰綠色、灰黃色泥質(zhì)細沙，主要成分為石英、長石及其它暗色礦物，可見灰綠色云母片，粒度自上而下逐漸變粗；下部為棕黃色、棕紅色夾灰綠色砂質(zhì)泥巖，粘土為主，夾少量粉砂，含白色鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑0.5～3.0 cm（圖9）。本次預測埋深與實際埋深相差18.6 m，誤差為8.4%，雖然誤差與古河道底界面對比明顯增大，但也在相關規(guī)范允許范圍內(nèi)。主要是受激發(fā)條件影響，大部分能量被粉砂層和淤泥層等吸收，造成TQ波反射能量較弱，誤差增大。

圖9 鉆孔揭露200-215 m巖性照片F(xiàn)ig.9 The lithology photos revealed by drill from 200m to 215 m

5.3 新生界底界面

根據(jù)二維地震勘探成果，第四系底界面反射波TQ+N位于二維地震時間剖面0.905 s附近，推測大致埋深為905 m。鉆孔揭露埋深905 m附近的巖性特征如下：898.7 m為巖性分界線，上部為灰綠色細砂巖，細粒結(jié)構，底部略粗，主要成分為石英、長石及其它暗色礦物，見灰綠色云母片；下部為紫紅色、灰綠色泥巖，巖心完整，固結(jié)程度高，為基巖風化段，裂隙發(fā)育，泥質(zhì)填充（圖10）。本次預測埋深與實際埋深相差6.3 m，誤差為0.7%，在允許的誤差范圍內(nèi)。

圖10 鉆孔揭露895-910 m巖性照片F(xiàn)ig.10 The lithology photos revealed by drill from 895m to 910 m

5.4 5煤埋深

根據(jù)二維地震勘探成果，第四系底界面反射波T5位于二維地震時間剖面1.120 s附近，推測大致埋深為1 315 m。鉆孔揭露埋深1 315 m附近的巖性特征如下：5煤頂板埋深為1 320.98 m，底板埋深為1 332.03 m，見煤厚度11.05 m。煤層為黑色，塊狀為主，次為顆粒狀，瀝青光澤，多為亮煤，屬半亮型煤。煤層含兩層夾矸，夾矸巖性為黑色碳質(zhì)泥巖，夾黑色碳質(zhì)條帶，泥質(zhì)結(jié)構夾粉砂質(zhì)碎屑，裂隙發(fā)育，充滿方解石脈。本次預測埋深與實際埋深相差5.98 m，誤差為0.4%，在允許的誤差范圍內(nèi)。

5.5 10煤埋深

根據(jù)二維地震勘探成果，第四系底界面反射波T10位于二維地震時間剖面1.190 s附近，推測大致埋深為1 446 m。鉆孔揭露埋深1 446 m附近的巖性特征如下：10煤頂板埋深為1 416.39 m，底板埋深為1 427.07 m，見煤厚度10.68 m。煤層為黑色，塊狀為主，次為顆粒狀，瀝青光澤，多為亮煤，屬半亮型煤。煤層含一層夾矸，厚度為0.55 m，夾矸巖性為黑色碳質(zhì)泥巖，夾黑色碳質(zhì)條帶，泥質(zhì)結(jié)構夾粉砂質(zhì)碎屑，裂隙發(fā)育，充滿方解石脈。本次預測埋深與實際埋深相差19 m，誤差為1.3%，雖然誤差與5煤層埋深對比誤差增大，但也在相關規(guī)范允許范圍內(nèi)。主要是受5煤層影響，大部分能量5煤層吸收，造成T10波反射能量較弱，誤差增大。

5.6 頁巖氣儲層分布特征

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和本次二維地震勘探成果，區(qū)內(nèi)頁巖氣優(yōu)選目標層位位于二維地震時間剖面1.105 s附近，推測大致埋深為1 285 m。筆者為驗證預測結(jié)論，通過KD-Ⅱ型頁巖氣解析儀將山西組巖心全部進行現(xiàn)場解析，并采取含氣量高的碳質(zhì)泥頁巖樣品送至中海油能源發(fā)展股份有限公司化驗室進行分析測試。

研究區(qū)優(yōu)選目標層為山西組中部1 290 m處7 m厚的碳質(zhì)泥頁巖，含氣量達1.8 m3/噸。主要礦物為黏土礦物，石英、鉀長石、斜長石、菱鐵礦、黃鐵礦，方解石、鐵白云石含量較少。高熱解溫度Tmax為469℃，生烴潛量（S1+S2）介于1.18～34.48 mg/g之間，氫指數(shù)介于61～258 mg/g之間。有機質(zhì)成熟度平均為0.83%。本次預測埋深與實際埋深相差5 m，誤差為0.7%，在允許的誤差范圍內(nèi)。

研究區(qū)頁巖氣儲層碳質(zhì)泥頁巖具有層數(shù)多、單層厚度小、夾層多等特點，含具有一定滲透率的致密的砂巖、泥質(zhì)粉砂巖并多見黑色煤層夾層，不能直接使用海相頁巖的評價方法，應該針對頁巖源巖—儲層自身的地質(zhì)特點，對泥巖及砂巖進行綜合評價。對泥巖間厚度大于3 m，且具有一定滲透率的砂巖夾層與泥巖劃為整體目的層評價，經(jīng)統(tǒng)計，本區(qū)山西組含氣碳質(zhì)泥頁巖總厚度約為30 m，以5煤為底板，頂板位于5煤上部60～80 m處，全區(qū)穩(wěn)定分布，鉆探揭露情況與二維地震解譯成果一致。

6 結(jié)論

（1）在天津南部平原區(qū)應用二維地震勘探技術，能夠很好的揭示第四系深覆蓋平原區(qū)古河道、第四系和新生界底界面的展布特征，指導平原區(qū)地質(zhì)調(diào)查工作，為了解地下空間形態(tài)提供了直接的證據(jù)。

（2）通過二維地震勘探，大致查明了研究區(qū)地層和5煤、10煤底板埋深及起伏形態(tài)，能夠在找煤工作中發(fā)揮重要作用，為鉆孔的布設提供依據(jù)。

（3）二維地震勘探揭示研究區(qū)斷裂和斷點相對準確的位置，為下一步開展相關規(guī)劃和煤炭資源的清潔開發(fā)奠定了堅實的基礎。

（4）通過充分分析區(qū)域地質(zhì)資料，結(jié)合本次二維地震勘探工作，按照構造簡單、地層傾角和絕對曲率較小、埋深位于5煤上30 m左右的原則，標定了頁巖氣優(yōu)選目標層位，為進一步開展頁巖氣相關勘探工作提供依據(jù)。

本次二維地震解譯的各項資料，均通過鉆探、化驗等手段進行驗證，驗證結(jié)果與二維地震解譯結(jié)果吻合，提高了二維地震在地質(zhì)調(diào)查工作中的可靠性，可以將本次二維地震勘探所取得的成果進行推廣。