Поиски и разведка полезных ископаемых - важнейший прикладной раздел геофизики, называемый разведочной геофизикой. Основные ассигнования на геофизические исследования идут от нефтяных корпораций, для которых нефтяная геофизика дает большой экономический эффект. Меньше применяется геофизика при поисках и разведке рудных, нерудных и угольных месторождений. С каждым годом возрастают поиски и разведка полезных ископаемых (особенно нефти и газа) на акваториях.
Месторождения нефти и газа располагаются среди осадочных пород на глубинах 1-6 км. Поиски и разведка их с помощью бурения скважин на таких глубинах стоят очень дорого, поэтому нефтяная геофизика, в которой основным методом является сейсморазведка МОВ, становится обязательной в этой отрасли энергетики. Сейсморазведка для разведки на таких сравнительно больших глубинах также стоит дорого. Однако это обходится в 3-10 раз дешевле и осуществляется во столько же раз быстрее, чем разведка месторождений бурением. Комплексирование сейсморазведки с другими геофизическими методами может дать еще больший геологический и экономический эффект. Следует отметить необходимость использования аэрокосмической информации и прежде всего данных инфракрасной и спектрометрической съемок. Кольцевые структуры, выделяемые с их помощью, иногда бывают приурочены к нефтегазоносным структурам.
При разведке месторождений нефти и газа широко применяют геофизические исследования в скважинах (ГИС). Они допускают проходку скважин с минимальным отбором керна, что сокращает время, стоимость и повышает информативность бурения.
Основными направлениями нефтегазовой геофизики являются поисковые работы, с помощью которых выявляются структурно-литологические ловушки, где могут находиться нефть и газ (а может быть и нет!), а также разведочные работы на выявленных ловушках, предназначенные для оценки параметров месторождений (залежей) и подготовки их к разведочному или промышленному бурению. Выявление местоположения структур-ловушек и определение их геометрии успешно осуществляются сейсморазведкой. Однако, как отмечалось выше, лишь около трети таких структур могут, как показывает практика, содержать нефть и газ. Поэтому прямые поиски нефти и газа - проблема более сложная, требующая привлечения высокоточной сейсморазведки и других геолого-геофизических методов. Большая роль в нефтяной геофизике принадлежит геофизическим исследованиям как разведочных скважин, так и скважин промышленных, когда эти исследования направлены на увеличение степени извлекаемости нефти и газа.
Месторождение нефти и газа - это структурно-тектонический и литологический комплекс, в котором располагаются залежи, т.е. скопления нефти и газа. Залежи приурочены к ловушкам, сложенным пористыми, трещиноватыми породами (коллекторами) и ограниченными, по крайней мере, в кровле слабопроницаемыми породами-покрышками (экранами). Основными структурными ловушками являются:
- крупные (размером с десятки и сотни километров и амплитудой свыше 1% от глубины залегания) антиклинальные и сводовые поднятия;
- локальные поднятия небольших размеров (единицы и первые десятки километров в поперечнике и амплитудой менее 0,1% от глубины залегания);
- структурно-литологические (комбинированные) ловушки, связанные с погребенными рифами, соляными куполами и тектоническими нарушениями;
- неантиклинальные ловушки в терригенных отложениях (зоны выклинивания слоев, фациальных замещений, стратиграфических несогласий, эрозионно-аккумулятивных древних долин, дельт и т.п.).
В зависимости от природной обстановки эти структуры в разной степени отличаются по физическим свойствам от окружающих пород. Поэтому они могут выделяться по аномалиям тех или иных геофизических методов. Такие аномалии называют аномалиями типа залежей (АТЗ). Подтвержденная и оконтуренная по данным нескольких методов, в том числе обязательно сейсморазведкой и желательно поисковым бурением, АТЗ становится нефтегазоперспективной структурой (НГПС). Если она расположена в нефтегазовой провинции, то на ней закладываются поисковые скважины. Однако, как отмечалось выше, лишь до трети подобных структур, выделенных геофизиками, содержат промышленные запасы нефти и газа. В связи с этим геофизические методы все еще остаются косвенными методами поисков и разведки нефти и газа.
Поиски НГПС проводятся в основном сейсморазведкой, подчиненное значение имеют электрические и электромагнитные зондирования, грави- и магниторазведка. Площадная, трехмерная (3- D) и объемная сейсморазведка МОВ обладает наибольшей разрешающей способностью, так как позволяет выделять поднятия по нескольким структурным горизонтам с амплитудой свыше 30-100 м, или с погрешностью менее 1% от глубины залегания. Электрические и электромагнитные зондирования применяют лишь при разведке крупных структур (с поперечным размером больше их глубины залегания и амплитудой не менее 10% от этой глубины). С помощью высокоточной гравиметрической съемки в случае унаследованных по всем структурным этажам структур положительными аномалиями могут выделяться антиклинали, имеющие амплитуду до 10-30% от глубины залегания. Однако при несовпадении структурных планов, сложном региональном фоне, плотностной неоднородности разреза в горизонтальном направлении результаты гравиразведки оказываются недостаточно определенными. Магниторазведка при поисках нефти и газа имеет вспомогательное значение.
Обычно поисковые работы на нефть и газ начинают с аэромагнитной и гравитационной съемок перспективных площадей в масштабе 1:50000 и крупнее. Над нефтегазоперспективными структурами в зависимости от их размеров, глубины залегания, знака и величины избыточной плотности аномалии  могут составлять от долей до первых десятков миллигал. Положительные и отрицательные аномалии на гравимагнитных картах, как и вообще перспективные участки с пологими формами складчатости, целесообразно проверять площадными электромагнитными зондированиями с расстояниями между точками наблюдения 0,5-1 км.
Сейсморазведка методом отраженных волн (МОВ) являлась ведущим методом поисков таких нефтегазоперспективных структур, как антиклинальные ловушки. Однако в настоящее время чаще приходится иметь дело с малоамплитудными (амплитуды поднятий меньше 0,01 от глубины залегания), комбинированными и неантиклинальными ловушками, встречающимися в районах развития промежуточного структурного этажа, солянокупольной тектоники, траппового магматизма, погребенных рифов, в зонах литологических и тектонических экранирований и т.п. В подобных условиях проводят сейсмопрофилирование методом общей глубинной точки (МОГТ). Поисковые сети наблюдений при работах МОГТ в масштабе 1:50000 и крупнее изменяются от 2 (4-6) км при выявлении структур до 0,2 (0,5-1) км при разведке наиболее перспективных участков с целью оконтуривания структур и подготовки к поисковому бурению.
Как известно, в МОГТ применяются системы наблюдений с многократным (до 20 раз и более) прослеживанием отраженных и других волн по одним и тем же профилям и всей изучаемой площади (трехмерная и объемная сейсморазведка). Это обеспечивает накопление информации, а в результате - повышение отношения сигнал/помеха, что способствует более четкому выделению полезных волн и построению временных разрезов. Для превращения временных разрезов в глубинные необходимо определение скоростей упругих волн с малой погрешностью (до 1). С этой целью желательно иметь структурные скважины и данные сейсмических наблюдений в них.
Автоматизированную обработку материалов проводят с помощью ЭВМ по программам с введением различных кинематических и динамических поправок. В результате строят временные или глубинные разрезы, структурные карты. На рис. 4.1 приведены результаты сейсморазведки МОГТ на одном из нефтяных месторождений Западной Сибири.
 |
| Рис. 4.1. Временной разрез МОГТ и результаты его обработки (Восточно-Тарасовское месторождение нефти - по Е.А.Галаган): а - участок временного разреза МОГТ, б - результат динамической обработки материала; 1 - глина, 2 - песчаник, 3 - песчано-глинистые отложения, 4 - границы песчаников продуктивного пласта |
Назад| Вперед
Геологический факультет МГУ
|
