6.2.1. Стадия выявления объектов поискового бурения

Работы поискового этапа стадии выявления объектов поискового бурения проводятся в районах с установленной или возможной нефтегазоносностью. Судя по доминирующей концепции – за счет средств недропользователей, на лицензированных для проведения геологоразведочных работ участках.

Основными задачами стадии являются:

1. Выявление условий залегания и других геолого-геофизических свойств нефтегазоносных и нефтегазоперспективных комплексов.

2. Выявление перспективных ловушек.

3. Количественная оценка прогнозных локализованных ресурсов.

4. Выбор объектов для детализационных работ.

Результатом завершения работ данной стадии должна быть итоговая оценка прогнозных локализованных ресурсов.

На стадии выявления объектов поискового бурения используют следующий типовой комплекс геологоразведочных работ:

• дешифрирование материалов аэрофото-, космосъемок локального и детального уровней генерализации;

• структурно-геологическую (структурно-геоморфологическую) съемки;

• комплекс геофизических исследований состоящий из гравиразведки, магниторазведки, электроразведки;

• сейсморазведку по системе взаимоувязанных профилей;

• бурение (в случае необходимости) структурных скважин;

• специальные работы и исследования по прогнозу геологического разреза и прямым поискам.

Дешифрирование материалов аэро-, фото-, космосъемок локального и детального уровней генерализации

Первая стадия поисково-оценочного этапа работ на нефть и газ соответствует геологоразведочным работам общих поисков, или же масштабу исследований - (1:50000) 1:25000 – 1:10000. Как и любое изучение площади геологоразведочными работами эта стадия начинается с дистанционных методов исследования, которые включают в себя аэрокосмические наблюдения. В соответствии с «Инструкцией по организации и производству геологосъемочных работ и составлению Государственной геологической карты СССР масштаба 1:50000 (1:25000)» площади производства геологоразведочных работ должны быть обеспечены, наряду с топографическими картами, материалами опережающих геофизических и геохимических работ, материалами аэрокосмических съемок (МАКС). Основное требование к ним «Инструкции …» следующее [7]: «МАКС по качеству должны отвечать требованиям геологического дешифрирования. Оптимальным является наличие аэрофотоснимков (АФС) следующих масштабов:

- 1:60000 – 1:1000000 и мельче – обзорный масштаб;

- 1:50000 – 1:25000 – рабочий масштаб;

- 1:20000 и крупнее – детальный масштаб.

В комплект обязательных МАКС входят:

- АФС (контактная печать с аэрофильмов) – минимум по три экземпляра каждого масштаба с копиями паспортов залетов;

- репродукции накидных монтажей – по одному экземпляру каждого масштаба съемки;

- репродукции фотосхем в масштабе залета – минимум по два экземпляра каждого масштаба;

- репродукции приближенно-ориентированных фотопланов или уточненных фотосхем масштаба 1:25000 – 1:50000 – минимум по два экземпляра.

- космические снимки (КС) масштабов 1:200000, 1:1000000 и мельче, а также материалы фотосканерных и телевизионных съемок – минимум по два экземпляра каждого масштаба.

По мере развития аэро- и космометодов … могут быть широко использованы материалы аэровысотной, многозональной, инфракрасной, тепловой, люминесцентной, ультрафиолетовой, аэрогеохимической и других видов съемок, выполняемых по самостоятельным проектам или в составе ГСР-50 (геолого-съемочных работ масштаба 1:50000 (1:25000)».

Основные задачи и возможности аэрокосмометодов при поисках нефтяных и газовых месторождений (залежей) заключаются в следующем:

- поиск структурных форм, с которыми могут быть связаны месторождения нефти и газа;

- выявление прямых признаков нефтегазоносности;

- выявление разрывных нарушений;

- картирование площади по геоботаническим признакам.

Рассмотрим подробнее эти задачи и возможности.

Исторически, первыми объектами поиска структурных ловушек, локализующих залежи нефти и газа, были антиклинальные перегибы пластов. В настоящее время, несмотря на то, что фонд легко выявляемых структурных ловушек практически исчерпан, еще можно встретить малоизученные районы, где не исключено наличие не изученных локальных антиклиналей и куполов. Кроме того, даже на изученной территории, можно выделить неизвестные ранее структуры (погребенные рифовые массивы и другие локальные структурные обособления), которые не были выявлены ввиду несовершенства применяемой дистанционной аппаратуры. Кроме совершенствования аппаратуры и разрешающей способности дистанционных методов, в настоящее время сформировался новый комплекс методических разработок по выявлению локальных поднятий на основе полученных косвенных признаков (по рисунку гидрографической сети, по геоморфологическим признакам, и т.д.). В качестве одного из косвенных признаков наличия закрытых нефтегазоносных структур служит изображение на фото-, космоснимке грязевых вулканов, как в пределах суши, так и просматриваемого участка акватории морей.

При дешифровке аэрокосмоснимков акватории шельфа и заливов в пределах участков морского дна над залежами нефти наблюдаются нефтяные пятна и иризирующая поверхность воды. В отличие от случайных пятен (от проходящих судов) эти пятна имеют постоянное местоположение и, таким образом, могут служить одним из прямых поисковых признаков. Одним из прямых поисковых признаков может служить визуальный эффект «кипящей воды» на месте выхода природного газа. По аэрокосмоснимкам хорошо дешифрируются выходы нефти на дневную поверхность (асфальтовые озера) по характерным выделением на общем пестром фоне темных пятен.

Разрывные нарушения фиксируются на аэрокосмоснимках по характерным структурным смещениям блоков пород, хорошо фиксируемым по резким границам между этими блоками, каждый из которых имеет свой рисунок на фотоизображении (структурно-геологический признак). Вторым и не менее результативным, считается геоморфологический и гидрографический признак фиксации на фотоснимках разрывных нарушений.

Хорошо известно, что в небольших концентрациях углеводороды стимулируют рост растительных сообществ и в то же время при избытке – способствуют исчезновению многих видов. Поэтому, анализ участков с аномальным растительным фоном всегда будет способен дать информацию о возможном наличии в непосредственной близости от этого участка залежи нефти или газа.

Таким образом, учет вышеперечисленных возможностей использования аэрокосмоснимков, особенно при составлении геологических, геоморфологических и др. карт и схем, позволит проводить детальное картирование изучаемой территории и существенным образом повысить результативность поисковых работ.

Структурно-геологическую (структурно-геоморфологическую) съемки

Структурно-геологические и структурно-геоморфологические съемки на первой стадии поисково-оценочного этапа геологоразведочных работ на углеводороды соответствуют как по задачам, так и по выполнению работам масштаба 1:50000 (1:25000).

Основные требования к структурно-геологическим съемкам масштабов 1:50000 – 1:10000 должны соответствовать требованиям, предъявляемым « Инструкцией …» [7 к аналогичным видам работ. В частности, максимальная мощность отображаемых на картах литолого-стратиграфических подразделений покровных осадочных отложений не должна превышать при съемке масштаба 1:50000 - 50м, масштаба 1:25000 – 25 м, покровных вулканогенных и вулканогенно-осадочных образований – 200 м. Отображение подразделений большей мощности допускается в исключительных случаях, когда доказана невозможность их более дробного расчленения.

При проведении структурно-геологической съемки используются опережающие геофизические работы: аэромагнитная съемка, аэрогаммаспектрометрическая съемка, гравиметрическая съемка. Опережающие геофизические работы выполняются по самостоятельному проекту (см. соответствующий подраздел). Материалы опережающих геофизических работ – карты физических полей и параметров (в графиках и изолиниях), сведения о точности исследований, данные о физических свойствах пород, схемы качественной интерпретации геофизических полей, результаты количественной интерпретации наиболее интересных аномалий и т.п. – должны служить основанием для выбора комплекса сопровождающих структурно-геологическую съемку геофизических методов.

Методика и техника проведения различных видов геологических съемок изложена в соответствующих Инструкциях.

С целью изучения локальных условий нефтегазоносности, в перспективных на нефть и газ районах, детальная геолого-структурная съемка осуществляется в комплексе со структурным картированием способом инструментальной плановой и высотной привязки опорных пластов и горизонтов в обнажениях и горных выработках, а также структурно-геоморфологическим картированием.

Структурно-геоморфологические исследования позволяют выделить зоны региональных поднятий и локальных структур, особенно в слабообнаженных районах. Эти исследования основываются на том, что во многих районах крупные структурные элементы и локальные структуры продолжают унаследовано формироваться в настоящее время. При геоморфологических исследованиях большое значение имеет анализ данных топографических карт и аэрокартограмм (морфометрический анализ). Морфометрический метод позволяет камерально, по топокартам, выявить тектонические особенности района.

Геоморфологическое выделение структурных форм производится на основе изучения современного рельефа, его генезиса и истории развития в связи с новейшими и более древними тектоническими движениями. При этом производится анализ современных рельефоформирующих процессов, гидросети, почвенно-растительных и озерно-болотных ландшафтов, а также морфометрический и морфографический анализы новейшего этапа тектонического развития. При геоморфологических исследованиях используются: топокарты крупного и среднего масштаба, аэрофотоматериалы, геологические, геоморфологические, почвенно-геоботанические и другие специальные карты, данные по геологии неоген-четвертичных отложений. Геоморфологическими признаками наличия поднятий, даже при тектонических деформациях земной поверхности небольших амплитуд в областях с интенсивной аккумуляцией осадков, когда структура не проявляется в рисунке горизонталей рельефа, могут служить радиальный рисунок расположения гидросети, усиление овражно-балочной деятельности, отклонение русел рек. При этом часто имеет место сужение и спрямление речных потоков, огибающих рисунок элементов рельефа и ландшафтов. Иногда на наличие поднятия указывают перехваченные участки речных долин, висячие и «мертвые» долины, резкие изменения в форме продольных русел рек и другие признаки.

Анализ взаимного расположения прямолинейных участков речных долин, линейно-грядового рельефа, спрямленных границ и простирания озер, болот, такыров и других элементов ландшафтов часто позволяет выявить дизъюнктивные дислокации и зоны планетарно-тектонической трещиноватости осадочного чехла и фундамента.

Геофизические исследования (магниторазведка, гравиразведка, электроразведка)

Геофизические исследования зон нефтегазоносности на всех стадиях геологоразведочных работ выполняются комплексом методов.

Магниторазведочные работы

Метод основан на диференцации изучаемой территории по наличию участков с различным магнитным полем, связанных различными магнитными характеристиками горных пород. Особое внимание уделяется аномальным участкам (не характерным для данного комплекса пород).

На стадии выявления объектов поискового бурения при проведении крупномасштабной аэромагнитной съемки ( М 1:50000-1:25000) получают несколько иную картину, чем при проведении работ масштаба 1:200000. Опыт применения аэромагнитной съемки при решении задач выявления залежей (месторождений) углеводородов уже в конце 90-х годов прошлого столетия на территориях России, Украины, Казахстана показал, что современная крупномасштабная аэромагнитная съемка может решать следующие задачи (Бабаянц П.С. и др., 2000; Мавричев В.Г. и др., 2002; Максимчук В.Е., 2000; Орлов В.В., 2000; Урдабаев А.Д., 2000):

- изучение структурно-вещественной неоднородности кристаллического фундамента и картирование тектонических нарушений;

- выявление структурных нарушений осадочного чехла;

- выявление аномалий связанных с углеводородами (АТЗ).

Изучение возможностей крупномасштабной аэромагнитной съемки позволило выделить ряд поисковых признаков возможной встречи залежи УВ-сырья по характеру магнитного поля, а также по полученным данным гамма-спектрометрической съемки.

Однако, однозначного прогноза только по данным магнитной съемки дать невозможно. Так, в одном случае залежи углеводородов могут быть отражены аномалиями магнитного поля, выраженными пониженными значениями, в другом – залежи углеводородов отражаются высоко-частотными аномалиями. Поэтому один метод вряд ли чего решит, нужно комплексирование ряда методов и конечно определенный комплекс горных пород, выполняющих верхнюю часть разреза.

Гравиразведочные работы

Гравиметрические исследования выполняются на стадии выявления объектов поискового бурения, как правило, в комплексе с другими геофизическими методами: магниторазведкой, сейсморазведкой, реже с электроразведкой. Основной целью гравиметрических работ является изучение вещественного состава нижнего структурного этажа, определения участков развития перспективных кор выветривания, выделения аномалий типа «Залежь» (АТЗ). В ряде областей детальная гравиразведка помогает выявить валоподобные и отдельные рифовые погребенные массивы и соляные купола. Применяют также высокоточную гравиразведку для детализации строения отдельных поднятий, рифов и т.п. Сеть наблюдений зависит от выбранного масштаба работ. Профили обычно привязываются к профилям сейсморазведочных работ, как региональным, так и детальным. Точность определения аномалии Буге проектируется не менее ±0,1 мГал.

Электроразведочные работы

Электроразведочные работы в поиске перспективных на углеводороды объектов применяются в настоящее время в очень широком спектре методов. Эти методы служат для изучения геологического разреза по изменению электрических свойств горных пород по горизонтали (методы профилирования) и на глубину (методы зондирования).

Для решения задач геологического картирования применяется (СЭП) симметричное электропрофилирование с установками AMNB и AA'MNB'B и (ДЭП) дипольное профилирование с установкой ABMN. Работы ведутся в различных масштабах (до 1:10000) в зависимости от поставленной задачи и глубины исследования. Эффективность методов доказана при картировании погребенных неантиклинальных ловушек и погребенных русловых отложений. Разносы АВ установки AA'MNB'B, в зависимости от глубин и масштаба исследований, могут меняться от первых километров до первых сотен метров. Работы ведутся по заранее подготовленной сети. Профили ориентируются вкрест доминирующего простирания пород.

Работы по методу ВЭЗ проводятся для решения задач геологического картирования и, в зависимости от задач, размеров и глубин залегания объектов могут проводиться в масштабе 1:25000 и крупнее по заранее разбитой сети. Наблюдения по методу ВЭЗ проводят с различными установками. Модификации зондирования и разносы выбираются в зависимости от геологических задач и геоэлектрических условий работ. Направление разносов выбирается с учетом тектонических и геоморфологических особенностей изучаемой площади. ВЭЗ выполняется с установкой AMNB. Длина разноса редко превышает 20 км. При глубинных исследованиях применяют дипольные установки.

При детальных исследованиях применяют метод теллурических токов (ТТ). Применение этого метода при проведении поисковых работ на нефть и газ, основано на изучении вариаций естественного электромагнитного поля Земли. Метод теллурических токов (ТТ) характеризуется синхронной регистрацией в полевых и базисных пунктах вариаций горизонтальных составляющих теллурического поля Е. Применение метода ТТ целесообразно во всех случаях, когда объекты поиска могут проявляться аномалиями по удельной электропроводности. Работы по методу ТТ применяются как на региональных так и на поисково-оценочном этапе работ.

Кроме вышеперечисленных электроразведочных методов, применяют метод петли, метод двухсторонних зондирований и др.

Сейсморазведка по системе взаимоувязанных профилей

Среди геофизических методов исследований на стадии выявления объектов поискового бурения наиболее результативным и имеющим решающее значение является сейсморазведка методом отраженных волн общей глубинной точки (МОВ ОГТ). В настоящее время на поисково-оценочной стадии работ этому методу для выявления объектов поискового бурения отводится решающая роль.

Рис. 6.7. Пример комплексной обработки аэромагнитометрии и аэрогамма-спектрометрии масштаба 1:50000 (Чурсин А.В., УГЭ , 2002 г.)

Основной геологической задачей сейсморазведочных работ является выявление локализованных ресурсов категории D₁ по классификации 2005 года (Д_1л - по классификации 2001 г.).

Методика производства сейсморазведочных работ на этой стадии – это производство 2-х мерной сейсмики (2Д) по сети плотностью от 1 до 1,5 км/км². Иногда решается задача и с меньшей плотностью (0,6 км/км²) на объектах где ожидаются достаточно крупные структуры. Кроме того разряженной сетью профилей можно исследовать более обширные площади и тем самым ускорить освоение изучаемой территории.

В данном случае речь идет также о двух этапах проведения поисковых сейсморазведочных работ. На первом этапе работы выполняются по разряженной сети сейсмических профилей. Основные решаемые задачи:

- прослеживание основных отражающих горизонтов;

- трансляция основных сейсмических горизонтов с регионального профиля;

- картирование зон выклинивания и стратиграфических перерывов, локальных приподнятых участков (перегибов) вдоль линии сейсмических профилей.

На втором этапе проводится собственно площадная сейсморазведка 2-Д по сети взаимоувязанных профилей. Очередность выполнения и плотность сети зависит от результатов первого этапа сейсморазведочных работ. Основной задачей на данном этапе будет являться изучение структурно-тектонического плана и геологического строения отложений по отражающим горизонтам, что должно послужить основой для построения карт, схем, изопахит и создания геологических моделей стратиграфических комплексов.

Профильные наблюдения рекомендуется вести по прямым линиям. Допускается использование криволинейных профилей на площадях со сложным пересеченным рельефом. Оптимальность методики полевых работ следует оценивать, исходя из пригодности полевого материала для построения скоростной модели среды и решения задач прогнозирования геологического разреза.

Сейсморазведочные площадные работы МОГТ выполняются, как правило, с кратностью наблюдений не менее 24. Длина записи обычно не превышает 2 сек. В качестве записывающей аппаратуры используются, в основном, зарубежные сейсмостанции, или аналоги их, изготовленные по лицензиям на отечественных производствах.

Бурение (в случае необходимости) структурных скважин

Структурные скважины (см. раздел 4 настоящего пособия) бурят для выявления объектов поискового бурения в районах, где проведение площадных геофизических работ (в первую очередь сейсморазведочных) неудобно или экономически нецелесообразно по ряду причин. Как правило, структурное бурение осуществляется на площадях с резко пересеченным рельефом, где вопрос мобильного передвижения геофизической техники затруднен. Структурное бурение осуществляется также на площадях, характеризующихся сложными геологическими условиями, для уточнения деталей строения этих участков, прослеживания нарушений, Основной целью структурного бурения является вскрытие маркирующего горизонта, по обрисованной поверхности которого можно с известной долей условности определить наличие или отсутствие антиклинальных перегибов или локальных поднятий на залегающих значительно ниже комплексах пород.

Основным критерием оптимальности выбранной плотности сети структурных скважин являются параметры предполагаемых структурных поднятий. Методика равномерно-уплотненного разбуривания территории включает размещение структурных скважин по ползущей равномерной треугольной сети с шагом 0,75 км, обеспечивающей оптимальную плотность 0,55-0,65 км²/км.

В районах со сложным геологическим строением (например, при смещении структурного плана нижезалегающих горизонтов) целесообразно проходить небольшое количество скважин (одну-две на структуру) до более глубоких и надежных маркирующих горизонтов.

Специальные работы и исследования по прогнозу геологического разреза и прямым поискам.

В разряд специальных работ и исследований по прогнозу геологического разреза месторождений (залежей) относят геохимические, гидрогеологические, гидрогеохимические методы, позволяющие выявить на поверхности земли и в приповерхностном атмосферном слое аномальные содержания углеводородов, а также геотермические и радиометрические исследования, позволяющие выявить физические константы, указывающие на наличие на глубине углеводородной залежи.

Прямые поиски проводят, начиная с картирования на поверхности нефти в виде асфальтовых озер, битумных корок и т.п., что хорошо фиксируется визуально, и кончая выходом на дневную поверхность эманаций углеводородов, что можно определить при постановке геохимических методов поиска.

Геохимические методы

Приоритет в использовании геохимических методов в качестве прямых при поиске месторождений (залежей) углеводородов принадлежит В. А. Соколову и М. Г. Гуревичу, которые еще в 1930 г. разработали методику и аппаратурное обеспечение регистрации в поверхностных условиях метана и более тяжелых углеводородов. В настоящее время разработан целый комплекс геохимических исследований, включающий: газогеохимические, геомикробиологические, битуминологические, литогеохимические, ртутнометрические и другие исследования. Ведущим в геохимическом поисковом комплексе является газовый (газометрический) метод, основанный на изучении качественного и количественного состава газов углеводородного состава, накапливающихся в перекрывающих залежь породах, подземной, почвенной, надземной атмосфере.

В настоящее время разработаны и применяются следующие геохимические методы поиска нефти и газа:

1. Снеговая и грунтовая геохимическая съемка.

Снеговая съемка основана на том, что снежный покров является адсорбентом для низших и средних УВ-газов, а также областью жизнедеятельности психрофилов – бактерий, живущих в снежном покрове и питающихся этими газами. Кроме того, считается, что в последний перед таянием снега зимний (весенний) месяц на снежном покрове появляется наст, задерживающий углеводородные эманации.

Грунтовая геохимическая съемка основана на отборе проб грунтов с определенной глубины для изучения содержаний и состава углеводородов на хроматографе. Одним из вариантов грунтовой геохимической съемки является сорбционный метод, когда в скважину помещают специальную капсулу сорбирующую углеводородные эманации.

Многочисленные углеводородные исследования конца XX - начала XXI века в приповерхностном слое Земли позволяют отметить, что наиболее информативными показателями при поисках залежей углеводородов являются данные о концентрации средних алканов (C₆H₁₄-C₁₀H₂₂) и ароматических углеводородов (C₆H₆-C₈H₁₀) в грунтах и в снежном покрове. Парообразные углеводороды (алканы и арены) обладают меньшей летучестью в отличие от газообразных (метана, этана, пропана, бутана), имеют меньший ореол рассеивания. Особенностью ароматических углеводородов (арены) является также то, что их появление связано с глубинным генезисом и не зависит от поверхностного загрязнения. Их практически не поглощают бактерии и другие микроорганизмы, питающиеся углеводородами.

2. Геохимическое опробование шлама буровых сейсморазведочных скважин.

Геохимическое опробование шлама неглубоких буровых сейсморазведочных скважин, является разновидностью грунтовой геохимической съемки. Здесь, принципиальным вопросом при проведении геохимического опробования является сама методика отбора проб. Например, при проведении геохимического опробования параллельно с сейсморазведочными работами, в мелких буровых скважинах подготовленных для взрыва, пробы грунта отбирались дважды: до взрыва скважины и по истечению определенного временного интервала. Методика пока в разработке – предварительные результаты дают интересные аномалии.

3. Геохимическое опробование почвенных горизонтов и рыхлых покровных образований по керну специализированных мелкометражных скважин.

Изучение связи аномальных содержаний микроэлементов (Mn, Mo, V, Hg, Ni, Co, W и др.) с периферийными частями залежей углеводородов, позволило выделить этот метод в разряд прямых методов поиска месторождений (залежей) углеводородов.

4. Атмогеохимические, и биогеохимические специализированные исследования.

Наличие в грунтовых и снежных пробах большого количества углеводородпоглощающих и углеводородокисляющих бактерий свидетельствует о наличии питательной среды, а значит о постоянном подтоке углеводородных газовых паров к земной поверхности.

Гидрогеохимические методы

Гидрогеохимический метод основан на связи ртутных эманаций, фосфора, йода, ароматических углеводородов (бензол, толуол, ксилол), аммония в водоносных горизонтах глубоких скважин с залежами углеводородов.

Геотермическая исследования

Термин «Геотермическая съемка» или «геотермосъемка» был принят Всесоюзной научно-технической конференцией (ноябрь 1972 г.) в г.Львове, где обсуждалась эффективность подготовки нефтегазоносных структур к поисковому бурению. В дальнейшем это направление получило признание, как один из рациональных методов прямых поисков залежей нефти и газа.

Теоретическим обоснованием работ является существование над месторождениями (залежами) углеводородов и по их периферии обширных субвертикальных ослабленных зон, обусловленных наложенными друг на друга системами различной трещиноватости, по которым осуществляется интенсивная вертикальная миграция углеводородов к земной поверхности. Данный перенос осуществляется диффузионно-фильтрационным путем. Углеводородные газы, достигая зоны аэрации (приповерхностный слой - 2÷3 м), окисляются при взаимодействии с сульфатными водами, озоном, образующимся за счет радиолиза и кислородом, поступающим из атмосферы. На эти химические реакции накладываются процессы биогенного окисления (за счет бактерий, поглощающих и окисляющих углеводороды и отмирающих, с последующим разложением). Все эти процессы идут с выделением тепла. Тепловой поток, поступающий к земной поверхности из недр, усиливается за счет тепломассопереноса по субвертикальным зонам разломов в 2-3 раза, образуя над залежами углеводородов контрастные тепловые аномалии.

Геотемпература верхней части земной коры зависит от внешних и внутренних факторов. Поверхность Земли, по сравнению с другими ее участками, характеризуется самыми высокими амплитудами периодических колебаний геотемпературы, связанными с солнечным излучением. Мощность солнечного излучения на поверхности Земли превышает мощность поступающих к поверхности тепловых потоков. Однако, влияние внешних колебаний геотемпературы убывает с глубиной, по мере удаления от поверхности Земли, по экспоненциальному закону. На определенной глубине, называемой глубиной «нейтрального геотемпературного слоя», влияние внешних источников тепла стремиться к нулю и становится незаметным. Залегающий выше «нейтрального» слой Земли представляет собой зону неисчезающих геотемпературных возмущений. Расчеты показали, что суточные колебания геотемпературы проникают в Землю до глубины 1 м, месячные – до 7 м, сезонные – до 15 м, годовые – до 20-25 м.

Поисковая тепловая съемка осуществляется путем измерения температуры грунтов в мелких скважинах. Бурение мелких (до 2 м) скважин проводится специальными бурами и занимает 10-15 минут. Монтаж термощупа устанавливается с максимально возможной точностью на выбранную глубину. Площадь производства работ разбивается на участки, каждый из которых выбирается с учетом однородности геоморфологических, литологических и географических условий. Обязательным условием является также одинаковая водонасыщенность грунтов. На практике получить такие условия однородности выбираемых участков довольно сложно. Поэтому, существует целая система геотемпературных поправок, исключающих влияние локальных отклонений от стандартных условий, характерных для выбранного участка.

В настоящее время создано и апробировано, в зависимости от геологической задачи, несколько модификаций геотермосъемки, которые отличаются сезоном проведения работ (весна, лето, осень, зима), глубиной установки тепловых датчиков (0,1 м, 0,5 м, 1,0 м, 1,5 м, 2,0 м), расстоянием между пикетами, частотой наблюдения параметра (1 раз/год, 2 раза/год, 5 раз/месяц, 12 раз/сутки и т.д.). Учитывая, что геотермосъемка не требует сложной обработки полученных полевых материалов, ее можно отнести к экспресс-методам. Первые данные геотермосъемки получают и обрабатывают в полевых условиях, а последующая обработка проводится в камеральных условиях, с применением комплекса компьютерных программ.

Радиометрические исследования

Впервые изучение гамма-активности пород у поверхности Земли в районе месторождения углеводородов было проведено в 1927 г. (Л.Б.Богоявленский). В дальнейшем, развитие этого метода было использовано при поисковых работах на нефть и газ. Наибольшее распространение этот метод получил в период расцвета массовых поисков радиоактивных руд по естественному гамма-излучению, возникающему при распаде радиоактивных элементов, находящихся в горных породах.

Основанием применения радиометрических исследований для поиска нефти и газа послужил тот факт, что над нефтяными месторождениями (залежами) значения гамма-радиоактивности меньше, чем фоновые, в то же время на периферии залежи наблюдаются повышенные значения. Получаемые аномалии имеют вид кольцевого эффекта. Этот эффект обусловлен тем, что при поступлении к земной поверхности углеводородные газы образуют ионообменный слой (пленку). При перенасыщении этого ионообменного слоя радиоактивные и редкие элементы (уран, торий, радий, калий, и др.) выщелачиваются, создавая пониженный радиоактивный фон, что и фиксируется впоследствии при гамма-поисковых съемках.

Среди радиометрических методов, основанных на измерении естественной радиоактивности, наиболее широко применяется полевой гамма-метод (ГМ) из-за большой проникающей способности гамма-излучения. В гамма-методе регистрируется суммарное гамма-излучение всех радиоактивных изотопов или раздельно определяются уран, торий, калий на основе анализа энергетического спектра гамма-излучения. Суммарное гамма-излучение урана, тория, калия изучают с использованием радиометров, раздельное по энергетическим спектрам – спектрометрами. Для измерения альфа-излучения радиоактивных газов радона в подпочвенном воздухе и пробах воды (лабораторный метод) применяют эманационный метод (ЭМ).

Гамма-съемку выполняют радиометрами СРП-68-01, СРП-68-02, СРП-68-03, используют скважинные датчики ЩД-26, ЩД-28. Иногда используют прибор ПРН.4-01, позволяющий ослабить или скомпенсировать фоновое излучение, а также ДРГ-01-Т1 (микропроцессорный радиометр-дозиметр).

Важным этапом обработки материалов является комплексирование углеводородно-геохимических полей с результатами геологической, геоморфологической съемок, с данными геодинамической интерпретации (переинтерпретации) результатов сейсморазведочных работ, с данными гравиметрических, электроразведочных работ и данными ГИС (при их наличии).

Построение структурных карт

Выявление локальных поднятий производится в пределах структур II порядка с помощью МОВ ОГТ при плотности сети 0,5-0,7 км/ км². Расстояния между разведочными и связующими профилями зависят от размеров структуры и, как правило, составляют , соответственно, 1,5-2 и 4-6 км. Кроме того, в районах распространения пологих структур (углы падения крыльев 1-3^о) и при наличии в осадочном чехле не менее двух-трех этажей применяют пунктирное зондирование МОВ ОГТ.

Основным методом выявления локальных структурных поднятий является построение структурных карт интересующего нефтегазоносного комплекса – подземного рельефа выбранной опорной поверхности. Обычно опорный горизонт стараются приурочить к стратиграфической границе яруса, отдела, свиты и т.п. Структурные карты составляют по материалам, как геофизических данных, так и с привлечением данных бурения, структурной геологической съемки. В последние годы построение карт основывается на результатах сейсморазведочных работ, с корректировкой по данным буровых работ и производится компьютерным способом. Важной особенностью при проведении построений является выделение на начальном этапе дизъюнктивной тектоники, разбивающей выбранную поверхность на самостоятельные блоки. Все последующие построения структурной карты ведутся в каждом выделенном блоке, независимо от рядом расположенного.

Для изучения истории геологического развития локальных поднятий в настоящее время широко применяются построения карт мощностей, палеоструктурных карт и палеотектонических профилей. Все эти методы основаны на изучении разрезов ранее пробуренных скважин.

В основе метода анализа мощностей лежит представление о связи интенсивности осадконакопления с колебательными движениями и определяется скоростью накопления осадков, так как прогибание обычно компенсируется осадконакоплением, а воздымание денудацией. По относительным изменениям мощностей можно судить о проявленных положительных (отрицательных) тектонических движениях по участкам относительного уменьшения (увеличения) мощностей. Метод анализа мощностей сопровождается, по возможности, анализом литофаций. Наличие информации по данным бурения позволяет, наряду с мощностью осадконакопления в изучаемом районе установить участки размыва, участки резких фациальных изменений и другие особенности, влияющие на выделение объектов для постановки поисково-оценочного бурения.

В основу построения палеотектонических профилей положен принцип выравнивания. При выравнивании выбранная опорная поверхность принимается за горизонтальную плоскость или линию от которой и производятся дальнейшие построения. В данном случае необходимо выбрать в качестве опорного пласт, вероятность осадконакопления которого в горизонтальном положении максимальна. Палеотектонические профили очень часто используются для для демонстрации изменения во времени геологического строения изучаемой территории. Обычно палеотектонические профили начинают строить с нижнего пласта (горизонта, свиты, яруса) и последовательно наращивают мощности отложений вверх по разрезу. Для получения более полной картины желательно указывать на палеотектонических профилях участки размыва и несогласия, тип и происхождение осадков.

Палеоструктурный анализ, позволяющий в итоге получить палеоструктурную карту, проследить историю формирования отдельных опорных стратиграфических подразделений по их поверхности. При проведении структурного анализа наиболее простой палеоструктурной картой является карта мощностей (карта изопахит) выбранного стратиграфического горизонта, которая дает представление о подошве этого горизонта к началу отложения осадков. В основе построения и анализа палеоструктурной карты лежит предположение о том, что выбранная для изучения граница горизонта размещена горизонтально. Для проведения палеоструктурного анализа, на карту с нанесенными мощностями одного горизонта наносят последовательно мощности следующих за ним новых опорных пластов (снизу-вверх). Построение карт в настоящее время ведется на ПК.

Для анализа формирования отдельных локальных поднятий в последнее время используют метод изопахического треугольника. Построения изопахического треугольника позволяют одновременно проводить анализ формирования различных структурных поверхностей и изменение современных структурных планов по разрезу. Изопахический треугольник - это комплект карт мощностей, размещенных на одном листе и сгруппированных в треугольник. Общее количество карт в изопахическом треугольнике равно m_n = (1 + n)n/2, где n – количество выбранных для анализа стратиграфических поверхностей. Для выбора опорных горизонтов рекомендуется брать продуктивные нефтегазоносные комплексы. Пример построения изопахического треугольника приведен на рис. 6.8.

Здесь крайний правый вертикальный ряд карт это современные структурные карты конкретных выбранных горизонтов. Каждый вертикальный ряд, расположенный параллельно правому вертикальному ряду, представляет собой разрез палеоструктурных поверхностей, сверху-вниз, построенных для определенного геологического времени. Горизонтальные ряды карт - серии палеоструктурных карт, которые дают возможность проследить изменение во времени структурных планов по одному из выбранных опорных горизонтов для различных этапов времени. По гипотенузе располагаются палеоструктурные карты (карты мощностей анализируемых комплексов).