1 研究区地质背景

河套盆地位于内蒙古西部，面积约4×10⁴ km²，自西向东分为临河、乌前和呼和三个坳陷，其中临河坳陷是最主要的沉积坳陷。临河坳陷位于河套盆地西部，长约320 km，宽约70 km，面积约22400 km²（图 1）。临河坳陷油气勘探始于20世纪70年代末，历经40余年的油气勘探历程，经历了三个勘探阶段^[1]: ①1977—1987年石油普查勘探阶段。在临河、呼和坳陷共钻探11口井，其中5口井在渐新统、下白垩统见含油气显示，临深3井在白垩系累计出油24.84 m³。由于盆地有利勘探层系埋藏深、成藏规律不清楚，地层疏松、钻井事故频发，勘探陷入停滞。②2004—2008年生物气勘探阶段。2000年以来，河套盆地百余口水文地质浅井普遍钻遇天然气，借鉴柴达木盆地第四系生物气勘探经验，实施钻探8口井，虽然普遍有气显示，但产量低，不具有工业开采价值，勘探又陷入停滞。③2010—2016年油气探索阶段。经过长期的地质研究，结合前期钻探认识，提出临河坳陷油气资源主要集中在白垩系和下第三系，部署预探井3口，仅见少许油气显示，仍未取得油气突破，反映成藏复杂性和成藏的主控因素认识不清。

河套盆地重、磁、电等非地震勘探程度很低，2017年前全区仅有1：50万~1：100万的重力资料和1：50万的航磁资料，少部分地区有1:20万的重力资料，因此与重、磁、电资料相关的研究文献 ^[2]较少。总结并分析这些仅有的研究文献及成果，认为河套盆地具有巨大的油气勘探潜力，蕴藏丰富的油气资源。系统梳理河套盆地油气勘探40余年久攻不克的主要原因，聚焦三大制约勘探的关键地质问题：①勘探程度低，二维地震测网稀（4 km×6 km~16 km×20 km），主力生烃凹陷及生烃潜力不明确^[3-5]；②地震资料品质差，构造及地层难以落实^[6-7]；③有利勘探层系埋藏深，成藏规律及成藏目标不清^[8-9]，难以落实突破性井位。

为激发老区勘探新活力，在2×10⁴ km²勘探范围内快速取得突破，必须加快勘探节奏，精准选取勘探目标是实现油气勘探发现的关键。针对研究区长期以来所面临的上述勘探难点问题，分步、快速实施了1:5万高精度重磁勘探、时频电磁及电法CEMP勘探，开展了采集处理解释技术公关，提出并完善了适用于低勘探程度新区油气目标的高效综合物探技术。关于河套盆地临河坳陷的地质结构、局部潜山构造与目标储层油气预测等方面的技术及应用效果显著，为该区的油气勘探高效突破及重大发现起到了关键的先导性作用。

2 综合物化探方法技术 2.1 技术路线

根据低勘探程度区的地质情况，通过采用中—浅层可靠的有限地震及钻井资料控制，提高中—浅层的重力密度界面反演精度，在此基础上进行重力正演剥层，提高深层目标的重力反演精度，获取反映深层盆地结构、目标层厚度及潜山构造目标的可靠重力异常信息，据此确定盆地有利生烃凹陷，优选勘探目标。然后，针对重力资料优选的有利勘探目标布设时频电磁主测线，有针对性地设计高效物探方案，通过时频电磁资料处理获取勘探目标的含油气异常，锁定钻探目标靶区。低勘探程度新区采用成本低、时效快的高精度重磁与时频电磁资料圈定有利靶区，是实现高效勘探和快速发现油气目标的重要手段。综合地球物理勘探的技术思路具体包括三个方面内容及步骤（图 2）。

（1）确定有利生烃凹陷。首先，通过场上延得到剩余重力异常，对此异常进行有限井、震资料控制的松约束三维重力多界面反演，获取新近系及古近系底面埋深；然后，正演第三系盖层的重力异常，通过基底背景密度剥层将其从布格重力异常中去除，可得到白垩系目标层的剩余重力异常；最后，以剖面联合反演成果为控制，通过平面反演得到白垩系厚度分布，确定主力生烃凹陷。

（2）优选有利勘探构造目标带。计算白垩系目标层剩余重力异常的导数，据此进行局部构造解释，可发现潜山构造目标，围绕所确定的主力生烃凹陷筛选有利潜山构造勘探目标，开展有针对性的科学、高效物探施工方案设计。

（3）锁定靶区钻探目标。针对重力优选出的有利勘探目标部署时频电磁主测线，采用时频电磁目标靶向采集技术，针对深层目标层设计合理的采集窗口，进行靶向加密采集，丰富目标层信息。根据有限的地震及钻井资料控制约束中—浅层，进行电磁井、震联合约束反演，获取电阻率剖面精细地电结构模型，用于约束时频电磁极化率反演过程，提高反演精度，并根据极化异常解释的构造目标含油气信息，锁定钻探靶区目标。

2.2 深层目标重力异常提取技术

针对低勘探程度新区已知资料少、分布零散、盆地结构及有利潜山构造目标不落实等问题，采用了基于多种灵活约束机制的中—浅层重力多密度界面反演及以归一式^[10]正演剥层为核心的深层目标重力异常提取技术，获得了主要反映勘探目标层（白垩系）结构及厚度分布的剥层剩余重力异常，再通过滤波或求导获取局部重力异常，据此反演潜山构造目标分布。

2.2.1 中—浅层重力多密度界面反演

研究区发育新近系、古近系、白垩系等沉积地层，但钻井仅有十几口，已有的地震和电法测线分布局限，难以建立区内连片的中—浅层地质界面埋深地质模型。因此，以有限的井、震、电法等资料做为约束条件，通过重力多密度界面反演，获得较可靠的研究区中—浅层地质界面埋深地质模型，据此可进行中—浅层盖层正演剥层，提取深层目标重力异常。

(1) 反演方法。重力密度界面反演采用Parker反演方法，该方法因快速、稳定的特点，在密度界面反演领域得到广泛应用^[11-16]。以往Parker界面反演算法通常针对单界面，可在少数控制点的条件下进行单密度界面的约束反演，在反演收敛性、稳定性和精度等方面都有待提高^[11-12]。王万银等^[12]提出了基于Parker算法的双界面反演算法，并在此基础上进一步提出了多界面反演算法^[14-16]。这些反演算法主要是无约束的自由反演，精度较低。谷文斌等^[15]在反演过程中利用多个和为1的权系数控制各界面在反演中的比重，取得了一定的地质效果。基于Parker单界面反演公式^[14-16]，对于具有两个以上密度界面的模型，若各界面的起伏具有一定的相关性，且地层间的密度差为常数，则可对多个单界面重力反演赋予一定的权重，实现多界面同时反演。以两个界面的模型反演为例，其计算公式为

$ {h}_{1\left(i\right)}(x, y)={F}^{-1}\left\{\frac{\phi B\left(\omega \right)}{2\mathrm{\pi }G{\rho }_{1}{\lambda }_{1}}{\mathrm{e}}^{\omega {z}_{1}}F\left[\mathrm{\Delta }g({x}_{0}, {y}_{0}, {z}_{0})\right]-[\sum\limits _{n=2}^{\infty }\frac{1}{n!}{\omega }^{n-1}•F\left[{h}_{1(i-1)}^{n} (x, y)\right]\right\} $

$ {h}_{2\left(i\right)}(x, y)={F}^{-1}\left\{\frac{\varphi B\left(\omega \right)}{2\mathrm{\pi }G{\rho }_{2}{\lambda }_{2}}{\mathrm{e}}^{\omega {z}_{2}}F\left[\mathrm{\Delta }g({x}_{0}, {y}_{0}, {z}_{0})\right]-\sum\limits _{n=2}^{\mathrm{\infty }}\frac{1}{n!}{\omega }^{n-1}•F\left[{h}_{2(i-1)}^{n}(x, y)\right]\right\} $

式中：φ为加权因子；B(ω)为低通滤波器，ω表示角频率；i=1，2，…，i_max，其中i_max为迭代次数；λ₁、λ₂分别为界面1和界面2的权重系数，且λ₁+λ₂=1；h_1(i)(x, y)和h_2(i)(x, y)分别为界面1和界面2第i次反演的深度；Δg（x₀, y₀, z₀)为测点（x₀, y₀, z₀)的实测重力异常；ρ₁和ρ₂分别为第一界面和第二界面与背景的密度差；G表示万有引力常数；F表示频谱计算；z₁、z₂分别为界面1和界面2的参考深度。根据上式，如果已知剩余重力异常、反演界面的初始深度模型、各界面地层的密度差及各界面权系数，就可通过反演得到与反演深度模型正演重力场的差值，即重力异常。通过拟合残差评价反演精度。

(2) 约束方法。由于河套盆地勘探程度低、地震测线少、钻井分布不均衡，为了提高重力密度界面反演的精度和可靠性，利用上述密度界面反演算法，重点解决反演过程中的约束机制问题，加入了井约束、区域约束和界面权重约束等多种约束手段控制反演，既可以反演单个密度界面，也可以反演多个密度界面，同时在反演过程中根据已知资料的分布情况，灵活地施加不同约束。各种约束条件的实现方式如下。

（a）井约束与区域约束。井约束是通过控制半径和距离衰减，实现多口钻井对反演各界面深度的软控制。根据钻井结果等已知先验信息，建立由这些平面控制点组成的平面约束条件，由控制点建立对应的物性参数约束数组，组成约束条件，实现对反演模型深度的约束。为了实现软约束，建立一个由控制点点位组成的信息数据，考虑平面距离约束衰减半径，以达到平面控制约束的面积控制力，实现以点带面的控制作用。关于区域约束，如果某个界面的特定区域已经有很高精度的地震解释成果，在反演过程中可以当作已知条件对反演进行控制；或者，通过地震解释成果等其他已知信息，将某两个或多个地层界面合并为一个界面，即地质意义的地层尖灭现象，那么就可以在反演过程中对整个尖灭区域实施合理性约束，比如：各界面反演后必须贴合在一起，下界面深度不能低于上界面，等。图 3为地层尖灭区域约束模型示意图，模型中给出了两个密度界面，第二密度界面存在尖灭区域。对于区域约束，在反演算法中可对多个地层添加封闭多边形区域约束，具体实现方式为：反演深度点位于封闭多边形以内，可进行区域约束或尖灭约束；在封闭多边形以外，则不进行约束。

（b）界面权约束。基于地震、钻井资料的空间分布及解释的可靠程度确定权系数，构建一个约束网格，每个网格单元赋予0~1的一个数值，0代表完全约束，1代表完全不约束，数值越大表示约束程度越小，约束网络可控制约束的松紧程度。地震反射清楚的地区，采用紧约束；在反射不清楚或没资料的区域采用松约束或不约束的方式进行三维反演。通过这种松紧有度的三维重力约束反演，可把地震、钻井和重力资料有机结合起来，取长补短，降低了界面反演的多解性和不确定性，使反演结果更客观可靠，提高了低勘探程度区重力解释成果的精度。

通过位场分离，得到研究区1:5万高精度剩余重力异常数据（图 4a）。收集研究区内12口钻井、7条二维地震剖面和2条CEMP剖面成果（位置见图 1）作为约束的先验信息，通过多界面反演得到新近系底界埋深和古近系底界埋深（图 4b）。12口钻井中，松探2、临深1、临深2、临深3及隆1井等完钻于白垩系，ZK230完钻于太古界，其余钻井都完钻于古近系。地震剖面上虽然深层白垩系资料品质较差，但中—浅层新近系、古近系界面反射特征较为清楚，能够满足约束反演的精度要求。通过测井密度及区内露头、岩心实测密度的综合统计分析，研究区新近系密度为2.20 g/cm³，古近系密度为2.29 g/cm³, 白垩系密度为2.39 g/cm³, 太古界密度为2.68 g/cm³，由此确定了本区的密度界面主要有新近系底面、古近系底面和白垩系底面，这三个界面建模的密度差分别为0.09、0.10、0.29 g/cm³。通过对比新近系与古近系的正演重力异常与实测剩余重力异常，两者异常范围接近、形态基本一致，研究区拟合残差为-0.10~0.10 mGal，拟合均方误差为±0.025 mGal，低于行业规范所要求的±0.10 mGal，说明反演结果可靠。

2.2.2 中—浅层盖层正演剥层

目前重力与地震联合剥层通常采用递推式重力剥层方法^[17]，该方法主要正演盖层中各地质密度界面引起的重力异常，正演计算时以该地质界面的构造埋深数据作为约束条件，采用该地质界面上、下地层之间的直接密度差，其获取的主要是反映深层目标层地质密度界面起伏引起的剩余重力异常。在研究目标层厚度和盆地结构时，通过进一步反演求取目标层顶、底界面埋深，即可得到层厚度。由于缺乏直观反映深层目标层厚度分布的剩余重力异常信息及控制条件，该方法得到的深层目标层厚度及分布难免存在误差，制约了深层盆地原型或深层油气勘探的研究效果。

为了获取反映深部目标层厚度分布的剩余重力异常，更好地研究深层地质结构，本文提出一种基于基底背景密度分布的归一式重力剥层方法。与递推式剥层方法相比，其创新点主要体现在以下三个方面：其一，引入了基底背景密度和相对背景归一化密度差的概念，即用盖层各地层密度减去基底背景密度，求取盖层各地层相对基底背景密度的归一化密度差，基底背景密度可通过对基底岩石露头、钻井岩心实测、声波密度测井等进行大数据统计、分析确定，也可在研究区选取有代表性的区域大剖面，通过重、磁、地震联合剖面反演确定；其二，改进了重力正演剥层的参数和计算方式，当正演某套地层的重力异常响应时，以该套地层顶、底界面的构造埋深作为约束条件，采用该套地层相对基底背景密度的归一化密度差进行正演，正演的重力异常即是该套地层的整体重力响应，而重力递推式剥层方法正演计算的是盖层中某个地质密度界面引起的重力异常响应；其三，归一式剥层方法获取的剥层剩余重力异常能够直观地反映深层目标层的厚度分布及盆地原型结构信息。

图 5为不同剥层方法获得的剥层重力异常与深层目标层相关关系模型论证。目标层上方为三套盖层，自上而下密度分别为2.28、2.37、2.50 g/cm³，目标层密度为2.60 g/cm³，基底背景密度为2.65 g/cm³，模型中填充的密度为各地层相对于基底的归一化密度差。图 5b为传统递推式剥层重力异常曲线，主要反映目标层现今地质界面宏观的高低起伏。图 5c为归一式剥层重力异常曲线，可以看出，曲线的起伏变化形态与深部目标层厚度的横向变化具有明显的相关性，可直观地反映目标层的厚度分布及残留结构。

研究区勘探程度低，缺少全区地震连片所成的构造图，约束资料有限。为了提高重力剥层的精度，利用具有相对较强约束和可靠性较高的新近系底界和古近系底界开展剥层研究。通过前述重力多界面反演得到新近系、古近系底界埋深，采用新近系、古近系相对基底背景密度的归一化密度差正演古近系底面以上地层的重力异常，然后从布格重力异常中减去该重力异常，再去除深层区域场后，即可得到反映目标层（白垩系）厚度分布的剥层剩余重力异常（图 6a）。根据剥层剩余重力异常，以剖面联合反演成果为约束，通过平面反演得到白垩系厚度分布（图 6b）。对比剥层剩余重力异常（图 6a）与常规剩余重力异常（图 4a）可以看出，前者的剩余重力异常低值带主要位于吉西凸起重力高东北方向的临河坳陷北部深凹区，凸显了深层白垩系厚度中心及主力凹陷，而后者（图 4a）则不具备这一特征，表现为幅值相当的北东向重力异常低值带横贯研究区北部，与古近系底界埋深相关性明显。

2.2.3 局部重力异常的提取

局部构造是油气的赋存空间，局部构造带是油气勘探的重要研究目标。由于重力方法存在明显的体积效应，深部的局部构造重力异常较弱，叠加到布格重力异常或剩余重力异常后仅表现出等值线的局部扭曲特征，难以识别和研究。滤波或求导是获取局部构造重力异常信息的有效方法^[16]。重力异常的垂直导数有较高的分辨率，可以从复杂的叠加异常中提取目标异常，通常通过求取重力垂直二次导数解释局部构造。为了快速搜索本区有利潜山构造目标的分布，对剥层获得的白垩系剩余重力异常分别进行滤波和垂直二次导数处理，得到局部重力异常，据此可为潜山构造带的解释提供数据基础。

2.3 时频电磁目标储层油气检测技术

时频电磁数据反演主要是电阻率和极化率的深度域定量反演。极化率是目标储层含油气预测的关键定量参数；反演电阻率的电性分层精细程度对极化率反演的精度会产生明显的影响。因此，提高深层目标的电性分辨率是时频电磁勘探的首要任务。

2.3.1 电阻率反演

时频电磁法在远区观测水平电场分量E_x和垂直磁场分量H_z。研究^[18]表明，时间域H_z对低阻薄层反映灵敏，频率域E_x对高阻薄层反映灵敏。因此，电(E_x)、磁(H_z)联合反演不但能够识别低阻薄层，还能识别高阻薄层，反演精度得到大幅提升。目前采用的自由反演方法主要有广义逆反演^[19]、OCCAM反演^[20]等。这些方法在反演时常常遇到S等值现象^[20]，造成电阻率随着地层厚度发生改变。因此，反演电阻率的精度不高，对深层反映不灵敏。为此，何展翔等^[20]和索孝东等^[21]在电、磁联合反演的基础上，提出了基于井、震控制的时频电磁模拟退火约束反演方法，其关键技术包括模型的选取与扰动及目标函数、退火温度计划和接受概率等参数的确定。技术流程见图 7。

首先，利用钻井、地震资料建立中—浅层几何模型，参考OCCAM二维自由反演结果及其他资料建立深层的几何模型，根据电测井资料赋予各层初始电阻率值；然后，针对深层，基于目标层段高密度频点采集信息进行模拟退火约束反演，反演时可设置层状模型的各层厚度和电阻率值变化范围，一般情况下，厚度变化范围根据地震资料可靠性设置5%~30%的变化范围，电阻率变化范围需要参考自由反演和物性统计结果。该方法较好地解决了传统电阻率反演方法的“S”等值效应问题，提高了深部目标层分辨率，可获得精细的地电结构分层信息。

图 8a为研究区时频电磁数据OCCAM二维电阻率自由反演剖面，可以看出由于“S”等值效应，反演的电性结构层较宏观，分辨率较低，特别是对深部结构层反映不够清晰；图 8b为基于时频电磁数据，采用井、震联合模拟退火约束反演的电阻率剖面，可见剖面上纵向电性分层更为精细、横向上更加连续清晰，分辨率得到明显提高，特别是在深层可识别多套低阻或高阻层。

2.3.2 极化率反演

极化率反演首先计算所有频点的振幅和相位，并形成剖面数据，然后根据Cole-Cole模型算法^[21]对整个剖面数据进行极化率反演。首先依据二维反演电阻率断面构建初始几何电阻率模型，反演时通过固定几何电阻率模型反演得到极化率。由于极化率反演的精度严重依赖于初始几何电阻率模型的准确度，因此，为了提高时频电磁极化率反演的精度，提出基于精细地电结构模型的极化率约束反演方法。依据前述电、磁、井、震联合模拟退火约束反演电阻率异常剖面建立精细的地电结构模型，用于约束极化率反演过程，这在很大程度上克服了由于地电结构模型电性分层不够精细从而影响极化率异常反演精度及归位不准的问题，可显著提高目标储层油气预测的精度与可靠性。

2.3.3 模型合成数据测试

为了验证反演方法的可靠性，设计图 9a所示的简单模型。模型包括一个高阻、高极化异常体，电阻率为100 Ω·m，极化率为0.3；围岩电阻率为10 Ω·m，极化率为0.1；测点R01~R41均匀布设在地面，点距为1000 m。反演的模型空间为真实模型参数值±40%，初始退火温度T₀=50℃，最大迭代次数为5000，在每一温度下对模型参数进行30次扰动，目标函数拟合终止条件是拟合误差△E < 1.0×10^-5。

电阻率和极化率反演结果见图 9。可以看出，在深度2200 m处出现高电阻率和高极化率异常，其中反演电阻率最大值（83.4 Ω·m）和极化率最大值（0.24）出现在测点R16正下方。因此，反演结果与理论模型基本一致，反演电阻率剖面和极化率剖面在纵、横向上均能反映出异常体的存在，说明反演结果是可靠的。

3 结果与讨论 3.1 盆地地质结构与主力生烃凹陷分布

综合物探研究成果突破了以往对临河坳陷地质结构的认识。通过分析研究区高精度重力及电法资料处理结果，对临河坳陷的地质结构进行重新划分，提出临河坳陷具有“南北分区、东西分带”的构造格局（图 1）。根据临河坳陷中部即吉兰泰以北地区重力异常（图 4a、图 6a）图，可见明显的错动、走向改变及异常幅值变化，显示这里存在北西西向的吉北构造变换带。以吉北变换带为界，分为南、北两个凹陷，北部为巴彦淖尔凹陷，南部为吉兰泰凹陷。早期资料研究认为临河坳陷北部为一个北深南浅的半地堑，北部为深凹陷，南部整体为一斜坡带^[22]。根据高精度剩余重力异常图（图 4）及白垩系剥层剩余重力异常图（图 6），临河坳陷北部由西向东平面上形成低、高、低相间的重力异常特征，反映“两凹夹一凸”的地质结构，而不是以往认为的简单的“一凹一斜坡”结构。南部斜坡带存在北东向的重力异常低带，揭示有断陷槽发育，即黄河洼槽。根据重磁电异常特征及反演得到的白垩系、古近系和新近系的地层分布，将巴彦淖尔凹陷自西向东划分为淖西洼槽、中央兴隆断垒式潜山构造带和黄河洼槽（图 1），黄河洼槽对于中央兴隆断垒潜山构造带的形成发育及油气聚集具有重要的控制作用。黄河洼槽的发现与落实具有重要意义，大大提升了中央潜山构造带的有利程度，成为下一步勘探的有利区带。

临河坳陷北部的北西向断裂控制了古近系及白垩系主力沉积洼槽的分布，巴彦淖尔凹陷的淖西洼槽为最有利的生烃洼槽。重力异常图（图 6a）和电性异常图（图 10b）均显示巴彦淖尔凹陷的淖西洼槽深层具有明显的地堑结构，这里是河套盆地重力异常幅值最低的区域，重力联合反演基底埋深可达10000~12000 m，是河套盆地最大幅度的中、新生界沉积沉降中心。横跨淖西洼槽与吉西凸起的时频电磁电阻率反演剖面（图 10b）揭示，深层白垩系低阻层厚度可达2000~2500 m，古近系低阻层厚度可达1300~1500 m；重力与地震联合反演（图 6b）揭示上述两套地层在北东方向深洼区厚度均可达3000 m，且时频电磁剖面（图 10a）反演的低阻层电阻率值极低，仅几欧姆米，反映淖西洼槽白垩系、古近系低阻泥质烃源岩非常发育，厚度大，具有巨大的生烃潜力，预测洼槽主力生烃灶面积达1750 km²，为白垩系及古近系最有利的主力生烃深洼区。黄河洼槽在地震资料上反映不清晰，而重力显示的主洼区（图 1、图 6）基底埋深可达5500~6500 m，推测白垩系、古近系发育较厚。由于目前勘探程度较低，其生烃潜力有待进一步落实，但对于中央兴隆断垒潜山构造带的形成、发育及油气聚集的控制作用毋庸置疑。

3.2 构造目标油气检测与高效突破

综合物探研究成果为吉兰泰潜山短时间内取得重大突破指明了方向，发挥了关键先导性作用。针对资料精度低、吉兰泰潜山形态不清晰，2017年底完成高精度重磁勘探869 km²。高精度重力局部异常（图 10a）较清晰地反映了吉兰泰潜山的形态、结构与规模，显示整体的基底凸起背景上发育多排断裂控制的局部潜山高点，推测潜山可能整体含油、局部高点富集。随后，沿重点局部潜山重力异常高带部署了3条时频电磁剖面（位置见图 1）。剖面上极化参数异常连续分布，展示了潜山整体含油态势，与重力资料的预测结果吻合。同时，在吉西凸起的东翼发现一鼻状潜山披覆构造重力异常高（图 10a中红色虚线框所示），向东倾入临河坳陷北部淖西深洼槽内，近源成藏有利。根据北东向的TFEM02测线勘探成果，该鼻状构造的多个层系都分布有强极化率异常，展示了多层系含油态势，其中白垩系层位极化率异常规模最大、幅值最高（图 10b）。高精度重力、时频电磁勘探成果为成藏目标的优选提供了重要依据，引导部署井位JHZK2井和JH2X井。2018年4月，在吉兰泰潜山构造高点首钻的JHZK2井于变质岩潜山段447.8~599.9 m井段压裂获日产21.59 m³高产油流。随后，在潜山东翼鼻状披覆构造钻探了JH2X井，在2000 m井段内发现了Ⅰ+Ⅱ类油层192.8 m，对其中白垩系37 m厚油层试油，日产油10.26 m³，发现了一个埋藏浅、油层厚度大的富集油藏。自2018年1月到7月，引导地震部署并钻探JH4X、JH8X井，获自喷日产200~300 m³高产工业油流。仅用7个月时间就打破了河套盆地20000 km²找油40余年沉寂的局面，取得了油气勘探重大突破。

临河坳陷北部南斜坡黄河断陷槽的发现，揭示了中央断垒式潜山披覆构造带的存在与发育（图 11a）。该构造带北侧邻近淖西主力生烃深洼槽，南侧为黄河断陷槽所夹持，具有两侧双源供烃的有利成藏条件^[22]，引起了勘探决策者的特别关注，成为再次寻求油气勘探大突破的重点目标。2018年初在中央断垒式潜山构造带部署完成了2条时频电磁测线（位置见图 11a）。北西西向穿中央兴隆潜山构造带的TFEM04测线电阻率、极化率参数异常剖面见图 11b，剖面新近系、古近系层位发现了两个连续分布的高极化率、高电阻率异常段（图 11b中红色虚线框所示），为钻井部署提供了重要油气线索。2020年初，结合地震资料新解释的成果，在上述两个强极化异常分布段同时部署并钻探了风险探井LH1X井和重点预探井XH1井。通过试油，LH1X井在古近系临河组3374.0~3379.2 m井段获日产自喷305.7 m³高产油流；XH1井在临河组4185~4840 m井段发现655 m厚油层，试油后获日产274.0 m³的高产油流。这两口井的突破，是继JH2X井之后的油气勘探重大发现，打开了临河坳陷北部油气勘探新局面。之后，在中央断垒式潜山披覆构造带又相继钻探了JH19X、ZG1及HT1等井（图 11a），均获得了高产工业油流，显示该构造带整体含油态势，具有建成亿吨级油田的资源潜力。

4 结论

（1）以基于多种灵活约束机制的中浅层重力多密度界面反演及基于基底背景密度分布的归一式重力正演剥层为核心的深层目标重力异常提取技术，成功应用于低勘探程度新区，有效提高了重力勘探的深层解释精度，快速落实深层地质结构、有利生烃凹陷分布及油气勘探有利构造区带，应用成果为临河坳陷油气重大发现指明了方向，发挥了重要导向作用。

（2）基于井震控制的时频电磁模拟退火电阻率约束反演及基于精细地电结构模型的极化率约束反演等时频电磁目标储层油气检测技术，显著提高了深层目标的电性分辨率及目标储层油气预测精度，有效解决了制约电磁法深层勘探分辨率不高的技术难题。该技术应用于临河坳陷，快速锁定了JH2x、LH1x和XH1井等目标，为决策部署钻探高产油气井提供了重要油气线索。

（3）综合物探技术在临河坳陷高效油气勘探中发挥了关键先导性作用，为低勘探程度新区和盆地深层油气勘探提供了勘探思路与技术方法。应用成果指出临河坳陷北部深洼槽区为主力生烃区，临河坳陷南斜坡受黄河断陷槽控制，分布中央断垒式潜山披覆构造带，具有两侧双源供烃的有利成藏条件，具备建成亿吨级以上油田的巨大勘探潜力。

感谢中国石油华北油田公司首席专家张锐锋、东方地球物理公司刘云祥、杨战军、梁婉如、白诗筠等对本项研究的支持！