Выявление объектов

Поиски структур сводового типа осуществляют в основном в пределах структур 2-го порядка, а поиски ловушек неантиклинального типа (НАТ) - в зонах регионального выклинивания, стратиграфического несогласия, фациального замещения, в приразломных зонах вокруг соляных куполов. Рифовые массивы располагаются в виде цепочек, вытянутых вдоль бортов впадин и прогибов.

Основные задачи подстадии - выяснение условий залегания нефтегазоперспективных и нефтегазоносных комплексов, выявление структур и ловушек НАТ, выделение и прослеживание нарушении осложняющих строение разреза, количественная оценка ресурсов нефти и газа.

Физико-геологические основы применения разных методов. Применению геофизических методов при решении задач благоприятствуют дифференциации пород осадочной толщи и складчатого основания по физическим свойствам, наличие опорных границ в осадках, физическая контрастность поверхности фундамента по свойствам, изменение физических свойств слоев-коллекторов от степени водо-, газо-, нефтенасыщения, отражение перспективных структур и ловушек в геофизических полях. Число опорных границ в осадках может достигать от десяти до пятнадцати и более. Но для изучения структур используют две-три границы, которые характеризуются выдержанностью по площади.

В пределах структур нередко наблюдается литолого-фациальное изменение пород. Часто уменьшается плотность пород от крыльев к своду, т.е разуплотнение пород в сводах. Уменьшение плотности может составлять от 0,05 до 0,25 г/см³. Это приводит к уменьшению скорости сейсмических волн V_р на 0,3 - 0,5 км/с и увеличению их поглощения (α).

Магнитные свойства пород верхней части разреза в значительной мере зависят от окислительно-восстановительной активности среды. Под влиянием флюидов углеводородов при эпигенетических изменениях возможно появление вторичного магнетита в своде. Указанные процессы могут привести к увеличению магнитных свойств пород. Частичное восстановление окисных и гидроокисных форм железа до сульфидов (пирита) вызывает повышение поляризуемости пород (η) и понижение удельного электрического сопротивления (р) над залежью и частично за ее контуром.

Значительные изменения физических свойств пород происходят в пределах ореола вторжения углеводородов, в так называемой зоне аномально высокого пластового давления. Появление такого ореола сопровождается увеличением пористости глинистых пород – покрышек, увеличением плотности, повышением битумо- и газонасышенности, уменьшением скорости сейсмических волн, изменением (увеличением или уменьшением) электрического сопротивления. Наибольшее разуплотнение глинистых пород характерно для сводовых частей.

Методика поисков нефтегазоперспективных объектов характеризуется масштабами 1 : 100 000 - 1 : 50 000. Основной метод поисков – сейсморазведка методом отраженных волн (МОВ) в модификации общей глубинной точки (МОГТ) в комплексе с бурением и геофизическими исследованиями скважин (ГИС), реже методом преломленных волн (МПВ) или МПОВ (метод проходящих объёмных вон), в зависимости от сложности геолого-геофизических условий. Расстояние между профилями 1,5-2 км, между связующими 4-6 км. Сейчас применяется пространственная модификация ЗД.

Метод МОГТ уверенно выделяет структуры амплитудой не меньше 0,1 - 0,2 λ, (λ, - длина волны). Там, где амплитуда мала (5-10 м), сейсморазведка и ГИС устанавливают положение горизонтов -реперов, а сами структуры обнаруживаются структурным бурением. Структурное бурение скважин используется и для определения скоростей (Vр) с использованием вертикального сейсмического профилирования (ВСП), установления неоднородности по скоростям V_p в верхней части разреза (ВЧР), необходимые при обработки данных. Кроме ВСП применяют сейсмический и акустический каротаж в скважинах. Конечный результат - оценка ресурсов по категориям D₁и D₂ и включение объекта в фонд выявленных структур. На акваториях решаются те же задачи.

Электроразведку применяют для изучения верхней части разреза (ВЧР) между скважинами, поиска структур в осадках и изучения поверхности кристаллического фундамента. Методом прослеживаются такие крупные тектонические элементы (валы, впадины, прогибы), а в их пределах выделяются локальные структуры. Им отвечают повышенные значения напряженности Е электрического поля теллурических токов (МТЗ, МТП) и понижение значения суммарной проводимости разреза (S).

Методы ВЭЗ и ДЭЗ решают задачи поисков структур высокоомных галогенных и карбонатных осадков под проводящими терригенными породами на глубинах до первых тысяч метров. Метод зондиролвания становлением поля (ЗС) позволяет расчленять осадочный чехол между мощными толщами с разными удельными сопротивлениями (р).

В условиях Прикаспийской впадины отмечена тесная связь между рельефом поверхности соляной толщи и величиной суммарной продольной проводимости на глубинах до 2-2,5 км. Во внутренней и внешней бортовых зонах впадины ведутся работы методами зондирований становлением поля (ЗС) и магнитотеллурического зондирования (МТЗ). Они проводятся с целью расчленения разреза и прослеживания границ раздела в осадочных, в том числе подсолевых отложениях. Выявлению поднятий благоприятствуют наличие над подсолевыми отложениями осадков относительно малых мощностей.

Но наибольшие успехи электроразведки - изучение поверхности фундамента методами МТЗ, ЗС, ДЭЗ (Западная Сибирь, Тимано-Пичерская и Прикаспийская впадины). В Тимано-Печерском районе изучается рельеф метаморфического фундамента, а в пределах Западно-Сибирской плиты поверхность докембрийского и доюрского фундамента. В условиях морских акваторий электроразведка методом становления поля в ближней зоне (ЗСБ) применяется для расчлениения терригенно-карбонатного разреза и изучения основных элементов тектоники района. Здесь в разрезе выделяются 4-5 горизонтов, различных по электрическому сопротивлению.

В северо-восточной части Каспийского моря методом непрерывного дипольного профилирования (МДОЗ) с разносами до АВ=1150 м отмечены сводовые части соляных куполов, находящихся ниже дна моря на 100-200м.

Магниторазведка представлена в комплексе методов аэросъемкой масштаба 1 : 50 000. Съемка высокоточная осуществляется с помощью протонных и квантовых магнитометров (точность 1 — 2 н Тл). Задачами съемки является изучение строения и состава фундамента; картирование разрывных и пликативных нарушений фундамента и осадков; обнаружение структур и ловушек в слабомагнитных осадках, особенно унаследованных от рельефа фундамента. В Западной Сибири минимумы аномалий в 20 - 100 нТл обусловлены приподнятыми блоками фундамента, сложенными слабомагнитными гранитоидами. В Прикаспийской впадине унаследованные структуры осадочного чехла типа валов и небольших прогибов отмечаются соответственно максимумами магнитного поля до ±100нТл. Высокоточной съемкой (0,5-1нТл) в пределах поднятий выявлены небольшие выступы допермского фундамента и соответствующие им унаследованные локальные структуры, которым отвечают локальные аномалии до 3-4 нТл.

Гравиразведка эффективна при выявлении также унаследованных от фундамента структур. Съемка проводится в масштабе 1 : 50 000 - 1 : 25 000 (сечение карт 0,5 и 0,25 мГал). Структура вызывает аномалии от 0,1 до 5 мГал и более. Большинство антиклинальных структур, в том числе и пологих, в геосинклинальных и платформенных областях вызщывают аномалии от нескольких десятых долей миллигала до 5мГал и более. Такой эффект обусловлен влиянием нескольких гравиактивных контактов.

Осложняющими факторами являются плотностные неоднородности фундамента верхней части разреза и др.. Исключить влияние этих факторов можно в комплексе с сейсморазведкой.

Аномалии над структурами могут быть как относительно отрицательными, так и положительными. Чаще всего максимумы ∆g, связаны с наличием в ядрах структур плотных пород, ∆g_min - связаны с присутствием в ядрах структур глин (диапировая складчатость), солей (соляные купола). С помощью гравиразведки могут быть выявлены месторождения, связанные с ловушками литолого-стратиграфического типа. В гравитационном поле отчетливо проявляются рифовые массивы. Им отвечают разнообразные по форме, величине и знаку аномалии силы тяжести. Рифовые тела (Δσ=0,2-0,4г/см³) в толще соли создают аномалии в 1-2 мГал и более, а пористые рифовые тела в толще известняков (Δσ= -0,3--0,4 г/см³) вызывают отрицательные аномалии такой же интенсивности.

Геофизические методы на этой стадии увязываются с дешифрированием данных космических и аэросъемок, структурно - геологических и структурно-геоморфологическими съемками масштабов 1 : 200 000 - 1 : 50 000, структурным бурением (выявление структур на небольших глубинах). В результате применения комплекса методов дается оценка ресурсов по подгруппе D₁ и частично D₂ (локализованные). Ниже рассмотрим особенности применения геофизических методов при поисках нефтегазоперспективных объектов разного типа.

Соляные купола. Они развиты во впадинах (Прикаспийской, Тунгусской и др.), которые представляют собой крупные осадочные бассейны с мощными толщами пород и нефтеобразованиями. Купола и штоки имеют крутые боковые поверхности, осложненными карнизами и козырьками. Между ними располагаются межкупольные мульды. Мощность соли от 0 до сотен метров в мульдах и от 2 до 9 км - в куполах. В солянокупольных районах выделяют три основных этажа: надсолевой, соленосный и подсолевой.

Надсолевой этаж осложнён дислокациями: разное воздымание пластов в области примыкания к диапирам, антиклинальные структуры в надсолевых пластах. Нефтеперспективными считают антиклинальнаые структуры, облегающие соляные купола и структуры примыкания, экранированные картинами. Месторождения в них разной формы, но относительно небольшие по размерам. Антиклинальные поднятия и нефтегазовые залежи могут формироваться и в мульдах, благодаря оттоку соли из краевых частей в купола.

Соленосная толща - чередование пластов каменной и калийномагниевых солей, ангидритов и пород переходного состава. Здесь могут иметь место ловушки нефти и газа в виде воронок, образующихся под сводами соляных структур при вымывании соли подземными водами.

Подсолевой этаж отличается спокойным залеганием и наличием крупных пологих структур платформенного типа. Нефтеперспективными является антиклинальные структуры, образовавшиеся в пределах впадины и их бортов. Амплитуда их от сотен до 1200 м и размеры по длинной оси от 10 - 15 до 100 км. Скопление нефти и газа в этом этаже связано со слабой проницаемостью соленосных отложений.

Петрофизическия модель. Наиболее четкая дифференциация пород разреза по плотности σ. Для надсолевой толщи характерно увеличение плотности пород с глубиной и наибольшее увеличение плотности наблюдается у песчаников. Изменение плотности однотипных пород достигает 0,4 г/см³. Установлено повышение плотности от перефирии впадины к центру. Для соли установлено, что σ = 2,1 - 2,2 г/см³. Ангидриты характеризуются величиной плотности σ = 2,5-2,6 г/см³ . Подсолевая толща мало изменяется по плотности с глубиной и имеет диапазон 2,35-2,7 г/см³.

Магнитные свойства пород солянокупольных районов изучены слабо. Известно, что магнитная восприимчивость осадочных пород изменяется в диапазоне 0 - 50x10^-5 ед. СИ и только у отдельных разновидностей, например, песчаников, достигает 125x10^-5 ед. СИ.

Удельное электрическое сопротивление варьирует в широком диапазоне: для соли величина сопротивления составляет р = 100 -1000 Ом*м, среди надсолевых отложений низкого сопротивления (1 - 10 Ом-м) в Прикаспии выделяются известняки с удельным сопротивлением от 10 до 80 Ом*м. В подсолевых отложениях преобладают низкие сопротивления в диапазоне 1 - 10 Ом*м.

В рассматриваемых районах хорошо изучен скоростной разрез. Для надсолевого этажа Прикаспия пластовая скорость V_пл. изменяется в диапазоне 1,5-2 км/с у терригенных образований палеогена и неогена, а диапазон 4 - 4,6 км/с у терригенных и карбонатных образований триаса и перми. В соленосной толщи имеем значения скоростей для солей: 4,2 - 4,7 - каменная, 4 - 4,6 - калиевомагниевая, 4,5 - 4,6 - ангидриты. В подсолевых отложениях наименьше значения скоростей 3 – 4 км/с у терригенных породах нижней перми, а высокие (5,8 - 6,0) у карбонатных пород нижней перми - карбона.

Геолого-геофизические разрезы и поля. Гравитационные поля солянокупольных районов очень сложные и обусловлены влиянием трех этажей и фундамента. По периферии Прикаспийской впадины прослежена зона больших градиентов плотности (гравитационные ступени). На фоне отрицательного гравитационного поля выделяется интенсивные локальные аномалии отрицательного знака, обусловленные соляными куполами. Магнитное поле в пределах впадины пониженное с небольшими градиентами. Положительные и отрицательные локальные аномалии связаны с фундаментом.

В геоэлектрических разрезах методами магнитотеллурического зондирования и становлением поля прослеживается ряд границ в осадках, в том числе в подсолевых отложениях. В бортовых зонах повышенная проводимость (S) осадков в подсолевых отложениях, позволяет выделять крупные поднятия во впадине.

Сейсмологический разрез представлен опорными отражающими горизонтами по подошве, кровле соли. Отражения от кровли чётко фиксируют в сводах куполов и на пологих склонах; от подошвы в центральной зоне впадины под куполами, и на периферии куполов. В Прикаспийской впадине есть девять преломляющих границ, в том числе кровля соли (V_г=4,6 км/с) и кровля подсолевых отложений (V_г ~ 5,2 - 5,5км/с).

Комплексы методов. При рекогнасцировании площади в комплексе с сейсморазведкой МОВ-ОГТ используют магнитотеллурические зондирования и зондирования становлением поля. Для изучения надсолевых отложений привлекают МОГТ, для выделения отражающих границ в пределах мульд и в сводах куполов. Кровлю соли выделяют дополнительно комплексом МТЗ, МПВ и гравиразведкой. По материалам метода магнитотеллурического поля строят карты напряженности электрической компоненты Е поля и карты глубин Н, по МТЗ уточняют глубины Н. Погрешность определения Н до кровли 5 - 10 % при глубинах 0,5 -1,5км и 10-20% при глубинах 2-3 км. Гравиметрическая съемка масштаба 1 : 50 000 (сеть 1000x250), с погрешностью 0,1 мГал исследует контуры и морфологию куполов, примерно определяет мощность осадков. При исследовании подсолевых структур основу комплекса составляют МОВ-ОГТ и ЗС-БЗ. По МОГТ структуры выделяются по одному - двум горизонтам. Точность позволяет картировать структуры амплитудой 100 -150 м. Метод МОГТ выполняется по сети с плотностью 0,6 - 0,8 км/км². Обычно используются многократные перекрытия (24 кратные и более), фланговые или центральные системы, максимальное удаление сейсмоприемников до 2,5 - 5 км. Наблюдения ЗС-БЗ выполняются по сейсмическим профилям с шагом 1-2 км. Последние дополняют методом МОГТ на участках разрыва корреляции горизонтов на глубинах 6 - 7 км.