|
УДК 550.3:553.98(470.51) |
© В.А. Савельев, П.А. Шалин, 1995 |
РАЦИОНАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ВЫЯВЛЕНИЯ И ПОДГОТОВКИ НЕФТЕПОИСКОВЫХ ОБЪЕКТОВ В ТЕРРИГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ДЕВОНА ЮЖНОЙ ЧАСТИ УДМУРТИИ
В
.А. Савельев (УдмуртНИПИнефть), П.А. Шалин (ТатНИПИнефть)Залог успешного ведения геологоразведочных работ – рациональное комплексирование информативных геолого-геофизических методов. Предлагаемая схема основана на результатах и потенциальных возможностях отдельных видов исследований геологического разреза.
ДИСТАНЦИОННЫЕ И МОРФОСТРУКТУРНЫЕ МЕТОДЫ ДЛЯ ПОСТАНОВКИ ГЕОЛОГО-ПОИСКОВЫХ РАБОТ
Благодаря большой обзорности и характерным свойствам проявления структур земной коры космические снимки (КС) используются в нефтяной геологии для оценки перспектив нефтегазоносности структурных элементов различного ранга в зависимости от решаемых задач.
По результатам анализа схем дешифрирования КС регионального и континентального уровней генерализации выделяются линеаменты различного ранга и кольцевые образования.
Морфоструктурный анализ при подготовке площадей слагается из морфометрических построений (структурный анализ расчлененности рельефа, анализ базисной поверхности по долинам рек разного порядка), ландшафтно-индикационного дешифрирования аэрофотоснимков и полевых структурно-геоморфологических исследований. Морфоструктурный анализ направлен на выявление прямой и косвенной связи между формами рельефа и строением земных недр, т.е. на прогноз локальных поднятий в осадочном чехле.
На основе оценки геоиндикационных признаков, результатов морфометрических построений и линеаментного анализа выделяются зоны и объекты (участки), перспективные на проведение геолого-поисковых работ.
МАГНИТО-, ГРАВИ-И ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА
Поскольку в последние годы возможности грави-, магнито- и электроразведки значительно возросли в связи с новейшими достижениями в регистрации и обработке данных на ЭВМ, они могут играть важную роль в поисках ловушек УВ в качестве опережающих методов при подготовке площадей для поисков залежей нефти.
Как показывает опыт работы в Татарстане, материалы магниторазведки совместно с данными гравиметрии позволяют прогнозировать приподнятые участки фундамента, среди которых выделяются выступы-блоки и выступы – эрозионные останцы. Со структурами облекания этих блоков связана промышленная нефтеносность терригенных отложений девона. Локальные эрозионные формы рельефа фундамента или структуры их облекания часто служили цоколем для образования в последующем седиментационных ловушек. Выступы-блоки в магнитном поле отображаются минимумами, в гравитационном – положительными аномалиями. В пределах выявленных локальных положительных аномалий силы тяжести по методике ГОНГ выделяются перспективные на поиски скопления УВ аномалии типа "залежь" (АТЗ), представляющие собой минимум гравитационного поля интенсивностью (1-2)
·10-6 м/с2.Метод электроразведки ЗСБЗ основан на высокой контрастности геоэлектрических свойств разреза осадочного чехла. Песчаные тела увеличенной мощности в терригенных отложениях девона выделяются 4-10-кратным уменьшением удельного электрического сопротивления (0,8 Ом
·м) относительно вышележащих глинисто-алевритовых пород. Над песчаным раздувом отмечается аномалия продольной проводимости терригенных отложений верхнего девона.Масштаб гравиразведки (в комплексе с наземной магнитометрией) должен быть 1:25 000 с плотностью сети и точностью съемки, обеспечивающими составление карт сечением (1,0-1,5)
·10-6 м/с2. Электроразведка ЗСБЗ должна быть в масштабе 1:25 000, с равномерной плотностью сети зондирования 1 физическая точка на 0,5 км2.И все же возможности данных методов несколько ограничены как наземными помехами, так и глубинной неоднородностью палеозойской толщи.
ПОДГОТОВКА НЕФТЕПОИСКОВЫХ ОБЪЕКТОВ СТРУКТУРНЫМ БУРЕНИЕМ
Хотя структурное бурение как метод подготовки объектов под поисково-разведочное бурение в последнее время практически не используется, его потенциальные возможности не исчерпаны.
Скважины следует располагать по треугольной дифференцированно-равномерной сетке, ориентируясь на ожидаемую плотность структур на определенных участках района работ.
Кроме того, детальный анализ структурных и палеоструктурных планов осадочного чехла (на уровне горизонтов) и учет характеристик смещения сводов локальных поднятий позволяют использовать объекты структурного бурения в качестве отправной точки при размещении поисково-разведочных работ. В результате оценки несоответствия структурных планов поисковые скважины необходимо будет закладывать не в купольных частях нижнепермских поднятий, как это было принято, а в пределах склона или даже за контуром пермской структуры.
СЕЙСМОРАЗВЕДКА МОГТ
Основным методом поисков и разведки сложнопостроенных объектов в терригенных отложениях девона остается сейсморазведка МОГТ. Задача поисков ловушек УВ в девоне по данным сейсморазведки базируется на изучении кинематических и динамических параметров сейсмических волн, что требует более высокого качества сейсмических материалов, нежели при обычной структурной интерпретации.
В целях углубленной интерпретации сейсмических данных необходимо использовать различные преобразования сейсмической записи, например псевдоакустические, что позволяет оценить величину изменений акустической жесткости в породах разреза. Разрезы мгновенных фаз, амплитуд, частот, полученные в результате гильберт-преобразования сейсмической записи, способствуют повышению информативности временных разрезов. Однако при комплексной интерпретации данных глубокого бурения и сейсморазведки камнем преткновения является сложная волновая картина в интервале регистрации отражений от девона, обусловленная литологической изменчивостью толщ терригенного девона по латерали, наличием малоамплитудных разломов, а также влиянием на распространение волн скоростных неоднородностей в вышележащих отложениях (врезы, карсты, рифы). Один из методических приемов, рекомендованных к широкому внедрению, – спектрально-временной анализ, практика внедрения которого имеется в Удмуртии.
Существенное улучшение прослеживаемости отражений в исследуемом интервале отложений девона может быть получено при палеопреобразованиях временных разрезов, на которых раздувы мощностей отдельных горизонтов отражаются морфологически выраженными объектами.
В основу рекомендаций по комплексированию геолого-геофизических методов для подготовки нефтепоисковых объектов в терригенных отложениях девона на изучаемых землях Удмуртии положен анализ развития разных типов поднятий. Эти поднятия подразделяются на три типа: тектонический, седиментационный и смешанный.
Первый тип подразделяется на сквозные и погребенные поднятия. По морфологическим особенностям они в свою очередь делятся на приразломные и надблоковые. Для приразломных характерно сохранение амплитуды поднятий по всем маркирующим горизонтам осадочной толщи. Они приурочены к крутым крыльям валов и флексур и являются отражением молодых движений по разломам кристаллического фундамента. Надблоковые поднятия менее четко проявлены, чем приразломные, и также связываются с движением блоков фундамента. Погребенные структуры по характеру строения очень близки к надблоковым. Они резко выражены на глубине, выполаживаются или совершенно отсутствуют в верхних горизонтах палеозоя.
Чисто седиментационные поднятия в отложениях терригенного девона отсутствуют, поэтому здесь не рассматриваются.
Наиболее распространен смешанный тип поднятий. В образовании их задействованы как тектонические, так и седиментационные факторы. Чаще всего это тектонические структуры, осложненные по вышезалегающим горизонтам неравномерным накоплением или уплотнением осадков. Для поднятий этого типа часто отмечается несоответствие структурных планов
вследствие смещения по нижележащим горизонтам седиментационной надстройки относительно сводовой части. С этими поднятиями связано большинство структурно-литологических ловушек в терригенных отложениях девона.Таким образом, в пределах изучаемого района и разреза развиты поднятия тектонического и тектоноседиментационного типов. Учитывая слабую морфологическую выраженность ловушек нефти в терригенных отложениях девона, нивелировку их в вышележащих горизонтах, значительную изменчивость литофациального состава пород, терригенный комплекс девона следует рассматривать как самостоятельный объект поисков. Картирование ловушек в этом комплексе пород в большинстве случаев связано с использованием сейсморазведки высокого разрешения, реализацией методов прогнозирования
геологического разреза и сейсмостратиграфии. Причем в большинстве случаев к вопросу картирования ловушек необходимо подходить с принципиально новых позиций: сейсморазведку следует ориентировать не только (и не столько) на выделение антиклинальных перегибов по отражающим горизонтам Д и А, но и на изучение особенностей волнового поля в интервале регистрации этих отражений с целью выяснения их геологической природы.В основу выделения перспективных зон и объектов на территории южной части Удмуртии положены все имеющиеся на сегодня геолого-геофизические материалы с привлечением данных дистанционных исследований, которые позволили уточнить геологическое строение района, наметить разломы фундамента и связанные с ними грабенообразные прогибы в осадочном чехле, увязать их с известными прогибами в Татарстане.
Результаты изучения развития отдельных толщ терригенных отложений девона и особенностей размещения залежей нефти позволили использовать анализ мощностей в качестве базового при выявлении перспективных объектов. Нефтеносность, как правило, приурочена к пониженным крыльям грабенообразных прогибов, в которых накапливалась наиболее мощная толща терригенных осадков. Кроме того, имеется, хотя и не прямая, зависимость нефтеносности от суммарной мощности пашийско-кыновских отложений.
Для проведения комплексного геологического анализа привлекались современные структурные планы основных горизонтов терригенных отложений девона, палеоструктурные планы отдельных горизонтов, результаты анализа развития пластов-коллекторов.
При собственно дистанционных исследованиях критериями выделения перспективных зон являются: плотность элементов дешифрирования; участки пересечения региональных линейно ориентированных зон максимумов мегатрещиноватости; линейные полосы максимумов мегатрещиноватости; кольцевые и дуговые образования, интерпретируемые как выступы фундамента, отдельные локальные поднятия, седиментационные структуры; локальные поднятия, связанные с наложенными структурами рифовых построек.
В морфоструктурных исследованиях для выделения перспективных зон были использованы следующие построения: карты интенсивности расчленения рельефа, остаточного рельефа и базисной поверхности по долинам 2-го и 4-го порядков.
На карту фактического геолого-геофизического материала накладывалась информация по дешифрированию и морфоструктурным построениям. Аномальные сочетания и факторы тех или иных видов построений сосредоточились в пределах определенного порогового значения изолиний той или иной информации (расчлененность, изобазиты, геоиндикаторы). Почти все известные признаки нефтеносности и структурного фактора оконтуривались изолиниями расчлененности рельефа и изобазитами определенного порогового значения, ниже которого данные признаки не развиты или развиты незначительно. Кроме того, выделились участки, где резко
выражены морфоструктурные и линеаментные характеристики поверхности. Таким образом, получено перспективное поле двух градаций – перспективное и высокоперспективное, куда попали уже известные структуры и нефтяные месторождения по нефтеносным отложениям девона и участки с неопределенными геолого-тектоническими характеристиками. Такие зоны по аналогии с участками, где известны месторождения и локальные поднятия, можно рассматривать как перспективные.Перспективные объекты выделены вследствие их выраженности в новейшем структурном и палеоплане по сочетанию геоиндикаторов положительных движений (высокие аномальные показатели расчлененности рельефа; специфический рисунок базисной поверхности и замкнутые участки ее на высоких гипсометрических уровнях,
опоясывание объекта локальными участками скрытого остаточного рельефа; положительные деформации цикловых геоморфологических уровней) и по фототональной характеристике космических снимков, рисунку и текстуре фотоизображения, плотности элементов дешифрирования, а также результатам структурно-базисных построений.Всего на изучаемой территории по комплексному анализу совокупной первичной информации (дистанционной и морфоструктурной) выделено 54 объекта, из них 19 – по структурно-базисным построениям, 2 – по базисным построениям, 1 – по остаточному рельефу, 20 – по сочетанию базисных построений с остаточным рельефом, 2 – по сочетанию базисных со структурно-базисными построениями, 1 – по сочетанию структурно-базисных построений с остаточным рельефом. Почти все остальные объекты подтверждены локальными участками анизотропии (искаженности) поля линеаментов регионального уровня генерализации.
Объекты, которым в плане отложений кыновского горизонта соответствуют локальные структуры, отнесены в ранг подтвержденных. Число таких объектов – 20, что составляет 80 %
от общего числа кыновских поднятий (25) на территории исследований.Объекты, которые на время проведения исследований не подтверждены локальной структурой, отнесены в ранг прогнозных. Таковыми являются 37 объектов
.Прогнозные объекты, выделенные по сочетанию нескольких (или всей совокупности информации) методов поиска антиклинальных структур, отнесены в ранг наиболее перспективных на постановку геолого-поисковых работ.
Характеристика, технология выделения и обоснования объектов прилагается ниже. Причем обоснование дается в качестве примера для подтвержденных и прогнозных объектов.
Объект 1 (
рис.1,а), подтвержденный Кокарским локальным поднятием, выделен по сочетанию трех методов поиска антиклинальных структур (базисные и структурно-базисные построения, остаточный рельеф). Интересно отметить, что локальному поднятию, оконтуренному изогипсой -1500 м по кыновским отложениям, в плане безукоризненно точно соответствует объект по структурно-базисным построениям. Объект по базисной карте чуть смещен на запад, а четыре локальные аномалии остаточного рельефа опоясывают по длине окружности объект по изобазитам, т.е. аномалии остаточного рельефа развиты на крыльях Кокарского поднятия. Такая же картина наблюдается и при характеристике Кокарской структуры данными по интенсивности расчленения. В центре структуры значение коэффициента расчлененности не превышает 40 баллов, а по крыльям данные показатели достигают 70-80 баллов.Объект осложнен системами линеаментов меридионального, широтного и северо-восточного простираний. Линеамент северо-восточного простирания в плане совпадает с Мамадышско-Кокарским прогибом. Сеть линеаментов меридионального и субмеридионального простираний совпадает с разломами, выделенными по данным магниторазведки.
Объект характеризуется следующими признаками новейшей активности: локальное усиление эрозионного расчленения, глубокие до 10-15 м растущие овраги
V-образного поперечного профиля, выходы коренных пород на склоне, которые дешифрируются в виде освет-ленно-белесого аномального фототона.Таким образом, описываемый объект уверенно выделяется по комплексу признаков и подтверждается известным Кокарским локальным поднятием.
Объект 2, подтвержденный Решетниковским локальным поднятием, подготовлен структурным бурением и разбурен поисковым бурением (см. рис.1,а). Он представляет собой сквозную тектоническую структуру брахиантиклиналь-ного типа, осложненную отдельными куполами, которая расположена в северной части Решетниковского вала Нижнекамской зоны линейных дислокаций. По кровле кыновских отложений локальное поднятие выделяется в виде субмеридионально вытянутой структуры, оконтуренной изогипсой -1530 м.
В 1982 г. КО ВНИГНИ предложена модель блокового строения Решетниковского локального поднятия, намечены две системы разломов, одна из которых контролирует западное крыло поднятия, а другая рассекает его в широтном направлении.
По результатам проведенных исследований данный объект выделяется тремя видами морфоструктурных построений и локальным максимумом коэффициента анизотропии, а по результатам структурного дешифрирования снимков регионального уровня генерализации здесь выявлена кольцевая структура, опоясывающая описываемый объект (см.
рис. 1,а). По базисным построениям объект точно соответствует Решетниковской структуре, по структурно-базисной карте выделяются два самостоятельных объекта, идентифицирующих северо-западную часть структуры. В пределах структуры по остаточному рельефу установлены три локальные аномалии. В целом объекты по всем перечисленным методам в плане соответствуют Решетниковскому поднятию. Объект по результатам дешифрирования осложнен линеаментами меридионального, северо-западного и северо-восточного простираний, северо-восточные и меридиональные линеаменты подтверждаются разломами, выделенными по магниторазведке.Интенсивность неотектонических движений в пределах отдельных частей Решетниковской структуры различная. Северная часть структуры характеризуется меньшей активностью неотектоники. Высокая интенсивность современных движений приурочена к средней части структуры, где интенсивность эрозионного расчленения доходит до 80-90 баллов/1 км
2.Подводя итог описанию обоснования выделения объекта, подчеркнем, что объект, представляющий собой активизированную сквозную тектоническую структуру, уверенно выделяется по комплексу признаков.
Отметим, что оба описанных объекта находятся в пределах высокоперспективных зон для поиска локальных поднятий в отложениях кыновского горизонта.
Приведем два примера обоснования выделения прогнозных объектов. Объект 3 находится в пределах юго-восточного крыла Можгинского вала, выявлен сочетанием двух видов поиска антиклинальных структур – базисные и структурно-базисные построения (см. рис. 1,б). В северной части объекта структурным бурением установлено нижнепермское локальное поднятие, здесь же и в южной части сейсморазведкой закартированы поднятия по отражающему горизонту Д.
Данными интенсивности расчленения рельефа объект выделяется также очень уверенно. Значения этого показателя достигают 90-100 баллов/1 км
2 на монотонном окружающем фоне со значениями расчлененности 40-60 баллов/1 км2.Характеристика объекта по структурному дешифрированию снимков регионального уровня генерализации следующая: отдешифрированы линеаменты меридионального, северо-восточного, северо-западного и широтного простираний. Линеаменты северо-восточного и меридионального направлений подтверждены разрывными нарушениями по магниторазведке.
Учитывая соответствие объекта на структурной поверхности кыновских отложений "структурному носу" регионального ранга, перспективность участка по двум видам поиска локальных структур, а также локальную аномалию коэффициента анизотропии кыновских пород и единое простирание объекта с Можгинским и Кинеусским поднятиями, авторами прогнозируется локальная структура по кыновским отложениям.
Объект 4 (см. рис. 1,б), находящийся в пределах северо-восточного продолжения Граховского вала, выявлен сочетанием трех методов поиска погребенных поднятий (базисные, структурно-базисные построения, остаточный рельеф). Показателями интенсивности расчленения рельефа объект выделяется хорошо. Коэффициент расчленения достигает 90-100 баллов/1 км
2, высокие значения данного показателя отмечаются в центре объекта, по периферии они убывают до 60-50 баллов.Объект согласно результатам структурного дешифрирования осложнен линеаментами широтного, северо-западного и северо-восточного простираний. С южной стороны объект опоясывает дуговое образование, отдешифрированное со снимков регионального уровня генерализации. На структурной поверхности кыновских отложений объект представляет собой пологий моноклинальный склон (при крайне низкой степени разбуренности участка).
Объект развит в пределах высокоперспективной зоны для поиска структур в отложениях терригенного девона, в связи с чем здесь прогнозируется локальное поднятие по кыновским отложениям.
Подобным же образом обосновано выделение и остальных объектов (
рис. 2). Прогнозные объекты интерпретируются либо как предполагаемые локальные поднятия по кыновским отложениям, либо как раздувы толщин пластов коллекторов (барообразные ловушки). По этой причине в их пределах целесообразна постановка детальных геолого-поисковых работ. Объекты, совпадающие в плане с подготовленными поднятиями (структурное бурение, сейсморазведка МОГТ), рекомендуются к поисковому бурению. В пределах остальных прогнозных объектов желательно проведение сейсморазведки двумя перекрещивающимися профилями и при уверенном картировании структуры необходимо заложение поисковых скважин.По данной схеме исследований подготовлены паспорта перспективных объектов для постановки детальных геолого-поисковых работ.
Таким образом, результаты комплексной интерпретации аэрокосмогеологических, морфоструктурных, геофизических материалов и детальный анализ структурного и палеоструктурного планов кристаллического фундамента и терригенной толщи девона позволяют выявлять перспективные объекты для постановки детальных геолого-поисковых работ.
Рекомендуется следующий комплекс методов для картирования ловушек нефти в терригенных отложениях девона на территории исследований:
Сосредоточение на перспективных площадях Удмуртии необходимого геолого-геофизического комплекса исследований, обеспечивающего максимальную геологическую информативность, позволит значительно повысить эффективность работ по выявлению новых залежей нефти в терригенном эйфельско-франском комплексе пород девона.
The present article focuses on a complex of geologic-geophysical investigations providing a means for much increase of prospective effectiveness aimed at revealing new oil pools in Devonian terrigenous Eifelian-Frasnian deposits within the territory of Udmurtia. The article presents a brief description of the complex including such methods as remote and inorphostructural ones as well as magnetic, gravity, electric and seismic prospecting. Promising areas have been distinguished due to their significance in more recent structural paleoplan by combination of positive movement geo-indicators (highly abnormal characteristics of rugged topography; specific pattern of base surface and its closed portions at high hypsometric levels; encircling the object by local areas of cryptic relic relief; positive deformations of cyclic geo-morphological levels) and by phototone characteristics of space photos, pattern and texture of photo representation, density of deciphering elements as well as by results of structural and base level constructions. A total of 54 targets have been detected using a complex analysis of combined primary information (remote and morpho-structural) in the territory under study.
Рис.1. ПОДТВЕРЖДЕННЫЕ НЕФТЕНОСНЫЕ (а)
И ПРОГНОЗНЫЕ НЕФТЕПЕРСПЕКТИВНЫЕ (б) ОБЪЕКТЫ
Участки, выделенные:1 - по базисной поверхности, 2 - структурно-базисным построениям, 3 - остаточному рельефу, 4 - аномалии коэффициента анизотропии поля линеаментов регионального уровня генерализации; локальные поднятия, выделенные: 5 - по кровле кыновских отложений, 6 - нижнепермским отложениям; 7 - прогибы, выделенные по кровле кыновских отложений; оси валов, установленные: 8 - по геологическим данным, 9 - геофизическим данным; 10 - линеаменты со снимков регионального уровня генерализации; 11 - разломы, выделенные по данным магниторазведки
Рис.2. ОБЪЕКТЫ, ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НА ПОИСКИ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ В ТЕРРИГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ДЕВОНА ЮЖНОЙ ЧАСТИ УДМУРТИИ
1 - сейсмоподнятия по ОГ
III (кровля кыновских отложений); 2 - прогибы (а) и разломы (б), выделенные по кровле кристаллического фундамента; МТС - Мари-Турекская седловина; ВКВ - Верхнекамская впадина; НЗЛД - Нижнекамская зона линейных дислокаций; СТС - Северо-Татарский свод. Остальные усл. обозначения см. на рис. 1