[科普中国]-深部地球物理探测——窥探松辽盆地深部资源的“金眼睛”

地球物理是石油开发的“金眼睛”，“眼睛”越明亮，方向才能越清晰。

“看向哪里”——有的放矢

松辽盆地是我国东北部大型的沉积盆地，地跨黑龙江省、吉林省、辽宁省和内蒙古自治区4个省区。大庆油田和吉林油田位于其中。所谓沉积盆地，顾名思义，就是在地壳运动作用下，地下的岩层受到挤压或拉伸，导致区域下凹，物源区搬运来的沉积物或相对近源的火山喷出物质很容易在此堆积，久而久之，坳陷部位就形成了沉积盆地。

如何练就“金眼睛”

人类对地球内部探索从未停歇，当然通过钻井这一直接的方法，未尝不可，但钻井的深度有限，不能满足科学家想要一探究竟的好奇心，毕竟地球的神秘面纱不是轻盈的纱质，而是历经千百万年演化的复杂地层。所以人们渴望拥有一双地球物理这样的“金眼睛”，可以间接地使地下内部形态一一呈现。在松科二井地区人们就应用了这样一双“金眼睛”——开展高精度重、磁、电勘查及联合反演，综合解释、揭示松辽盆地深部资源。

“金眼睛”初养成

明目法一：重磁技术

重磁勘探是指以地球的重力场作为被探测物体的引力场,以地球的磁场作为被探测物体的磁化场,从而用重、磁力仪器观测被探测物体受地球的吸引所产生的重力异常，及其被地磁场磁化后所产生的磁异常,从而达到探测目的。

重磁勘探的优势在于它在水平方向上具有高分辨率，借此能反映浅层地下的密度不均匀或磁性不均匀体的变化，最终推测岩体和断裂的分布情况。数据处理过程中有一种能够利用重磁网格数据确定地质体位置（边界）和深度的自动化计算方法——欧拉反褶积法，可以有效进行断裂构造的识别。

明目法二：地震波探测技术

地震波探测技术就是当地震发生时，震源处产生的地震波在地下传播，遇到地层界面会产生相应的反射和折射。其中反射波能量可以反射回地球表面，而折射波则将继续向下传播，在更深处遇到波阻抗界面时继续产生反射和折射。处于地表的地震波接收装置对接收到的地震波进行记录，再将地震波进行成像，从而得到地下的地质结构信息。

地震勘探类似于医院的CT和B超成像技术。在医院中，超高频的X射线或者超声波从激发端穿过患者体内，被位于另一端或者同一端的接收装置接收，从而在患者身体内部结构成像。只不过对地球科技工作者而言，他们的工作对象不是病人，而是地球。

在松辽盆地的研究区域，利用地震深反射技术，确定界面的深度和形态，圈定局部构造，判断地层岩性。

明目法三：大地电磁测深技术

同样能给地球深部做CT的还有电法勘探的大地电磁测深技术，该方法也是地震法的重要补充。但它利用的是人工或天然电磁场在地球内部激发的电磁感应现象，研究地下由浅到深不同深度上的地层电性结构，从而勾勒出地下介质电阻率的大体分布，结合掌握的井震资料和地质、物性资料，揭示异常体的“真面目”。

升级版“金眼睛”——综合地球物理联合反演

多种方法、多种信息的立体交叉综合现已成为国际地球物理大舞台的焦点。综合即重、磁、电的多种解释参数与地震数据、测井数据及其它地质地球物理信息在空间相互约束的综合。

分析“金眼睛”——综合地球物理解释

常言道：耳听为虚，眼见为实。对于一丝不苟的地球物理工作者们来说，“金眼睛”反馈回来的信息也是有待考量的。地球物理工作者通过查阅大量的地质与钻探资料，综合地球物理勘探方法，分析矛盾，识别异常后才能得出最终的地球解释剖面。

目前为止，人们基本实现了松辽盆地地下内部信息的可视化。由未知到已知，由模糊到清晰，窥探松辽盆地内部的秘密无疑为今后的石油勘探事业提供了保障。

作者：

韩江涛 侯贺晟 王天琪 刘文玉 管彦武 马国庆 符伟 杨瑨 国瑞

供稿单位：

吉林大学 中国地质调查局中国地质科学院地球深部探测中心 中国地质科学院地质研究所

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创，转载时务请注明出处。