5.1.4. Полевые геофизические методы исследовании

Полевые геофизические методы широко используются при про­ведении поисковых и разведочных работ на нефть и газ. Геофизиче­ские методы поисков и разведки месторождений нефти и газа объе­диняют разные по своим физическим основам методы. Эти методы основаны на изучении и анализе физических полей (гравитацион­ного, магнитного, электрического, теплового и упругих колебаний), которые отражают различные особенности тектонического строе­ния и литологического состава земной коры и слагающих ее отло­жений.

В соответствии с этим выделяют гравиметрическую, магнито­метрическую, электрометрическую, тепловую и сейсмическую раз­ведки.

Каждый из упомянутых методов характеризуется определенной спецификой, степенью развития теории, отличается от других мето­дов приемами интерпретации, числом модификаций и др. Все гео­физические методы по своей сути являются косвенными и при их интерпретации всегда необходимо иметь опорную (геологическую) информацию.

Гравиметрическая разведка (гравиразведка) — один из основных геофизических методов. Она основана на изучении распределения силы тяжести или других элементов поля силы тяжести с целью ис­следования геологического строения земной коры.

Поле силы тяжести, или гравитационное поле, зависит от фор­мы Земли, центробежной силы, развиваемой при вращении Зем­ли, и распределения масс внутри Земли. При соответствующей об­работке из суммарного гравитационного поля может быть выделено аномальное поле силы тяжести, которое отражает влияние послед­него фактора. Например, над антиклинальными складками с плот­ными породами в ядре будет наблюдаться увеличение силы тяжести,

- 210 -

по сравнению с соседними участками, где эти плотные породы за­легают на большей глубине. Над соляными куполами будет фикси­роваться уменьшение силы тяжести, так как соль обладает меньшей плотностью, чем вмещающие породы. Таким образом, по распреде­лению силы тяжести на участке поверхности Земли можно опреде­лить особенности его геологического строения.

Сила тяжести представляет собой равнодействующие силы при­тяжения Земли и центробежной. Внесистемная единица измерения ускорения свободного падения — 1 гал = 1 см/с². На практике изме­рения обычно проводят в миллигалах.

Измерение абсолютных значений силы тяжести является слож­ной и трудоемкой операцией. Гравиметрическая съемка проводит­ся с помощью специальных приборов — гравиметров, маятниковых приборов и гравитационных вариометров и градиентометров.

Методика гравиметрических съемок определяется особенностя­ми геологического строения района работ, изученностью его физи­ческих свойств, особенностью рельефа и климата и поставленными задачами.

Гравиметрическая съемка может быть профильной или площад­ной. В первом случае пункты наблюдения располагают вдоль отдель­ных профилей и по результатам ее вдоль профилей строятся графики аномалий (или градиентов) силы тяжести. При плошадной съемке тер­ритория равномерно покрывается пунктами наблюдений. Площадная съемка более информативна для изучения геологического строения.

Гравиметрическая съемка применятся как при региональных, так и при детальных исследованиях. Вариометрическая съемка при­меняется при крупномасштабных гравиразведочных работах для из­учения деталей геологического строения при поисках и оконтурива- нии малых и неглубоко залегающих структур, при прослеживании разрывных нарушений.

В зависимости от характера решаемых задач и детальности ис­следований гравиметрические работы условно делятся на три этана:

• региональные исследования для изучения обших закономерно­стей строения нефтегазоносных территорий;

• детальные исследования для поисков структур, перспективных в нефтегазоносном отношении;

• прямые поиски залежей нефти и газа.

Региональные гравиметрические съемки масштабов 1:200 ООО и 1:500 ООО используются для тектонического районирования пер­спективных нефтегазоносных отложений, выделения разломов, оценки мощности осадочного чехла, выявления соотношения струк­турных планов.

При наличии данных бурения построение карты по опорным го­ризонтам осуществляется с учетом установленных статистических зависимостей между отдельными трансформантами гравитационного

- 211 -

поля и глубиной залегания фундамента. По статистическим зави­симостям между данными сейсморазведки и гравиразведки данные гравиметрических исследований можно использовать для построе­ния структурных карт по поверхности фундамента и вышележащих гравиактивных границ.

Крупные аномалии силы тяжести обусловлены преимуще­ственно однородностями строения фундамента, особенностями его складчато-блоковой структуры или рельефа. Особенно четко при ре­гиональных исследованиях отражаются в гравитационном поле глу­бинные и региональные разломы.

По результатам региональных гравиметрических работ проводит­ся тектоническое районирование и выделяются перспективные для обнаружения скоплений нефти и газа участки, на которых планиру­ется проведение детальных геолого-геофизических исследований.

Каждый геотектонический регион имеет свои особенности стро­ения и соответственно особый характер гравитационного поля. В качестве примера рассмотрим гравитационное поле Прикаспий­ской впадины и ее обрамления (рис. 75). В сопредельной с Прика­спийской впадиной Восточно-Европейской платформе оно харак­теризуется относительно повышенными значениями силы тяжести, а в Предуральском прогибе — пониженными. В пределах Восточно- Европейской платформы гравитационные аномалии обусловлены главным образом вещественным составом дорифейского фундамен­та. Относительно пониженное гравитационное поле Предуральско- го прогиба обусловлено, как показывают расчеты, большой мощно­стью (до 12 км и более) отложений осадочного чехла.

Гравитационная ступень, приуроченная к западному борту Пред- уральского краевого прогиба, отражает флексурообразное погруже­ние поверхности докунгурских отложений в восточном направлении и значительное увеличение в этом же направлении мощности кун- гурского соленосного и верхнепермского надсолевого комплексов.

Геологическая природа региональных природных аномалий в Прикаспийской впадине связана с рельефом поверхности Мохо- ровичича и неоднородным геологическим строением консолидиро­ванной коры.

Детальные гравиметрические исследования проводятся для выяв­ления в разрезе осадочных пород локальных поднятий.

Локальные поднятия в осадочном чехле могут различным об­разом отображаться в поле силы тяжести. Теоретические расчеты и практика проведения гравиметрических работ показали, что при благоприятных условиях локальные поднятия амплитудой 20...30 м и более при глубине 4...5 км и значительных площадных размерах создают гравитационные аномалии от 0,2 мГал до нескольких миллигал, которые надежно регистрируются современными гравиме­трами.

- 212 -

Л окальные поднятия фиксируются в наблюденном поле в виде замкнутых локальных аномалий, в виде изгибов изоаномал или их разрежения, для выделения которых используют различные транс­формации поля силы тяжести.

Существующие методы выявления аномалий позволяют лишь прогнозировать плановое положение локальных структур. Для оцен­ки глубины их залегания необходима комплексная интерпретация данных гравиразведки и сейсморазведки.

Для большинства нефтегазоносных провинций установлена ка­чественная связь локальных аномалий силы тяжести с локальными тектоническими структурами. Прямая связь (положительным ано­малиям силы тяжести соответствуют положительные тектонические структуры) установлена для локальных поднятий Туранской плиты

- 213 -

(Устюрт, Мангышлак, Амударьинская синеклиза), для Централь­ного и Восточного Предкавказья, в Тимано-Печерской провинции, Енисей-Хатангском прогибе, Якутии (рис. 76). Локальным структу­рам соответствуют относительные максимумы аномалий силы тяже­сти интенсивностью 0,1...5 мГал.

Высокоточные гравиметрические съемки показали, что боль­шинство локальных поднятий Саратовского и Куйбышевского Поволжья и Волго-Уральской области находит прямое отражение в гравитационном поле в виде локальных аномалий силы тяжести, интенсивность максимумов 0,1... 1 мГал.

В некоторых регионах распространены случаи обратного ото­бражения тектонических поднятий аномалиями силы тяжести — ло­кальным структурам отвечают относительные минимумы интенсив­ностью 0,1...4 мГал. Образование минимумов силы тяжести над ло­кальным поднятием может быть вызвано целым рядом причин. Это может быть связано с разуплотнением массивов карбонатных пород в присводовых частях поднятий и интенсивным развитием тектони­ческой трещиноватости.

Обратное отображение тектонических структур в аномалиях гра­витационного поля установлено в районах Западной Сибири и За­падного Предкавказья, в районах развития соляных куполов (Прика­спийская впадина) и в некоторых случаях над рифами (Средняя Азия).

Приуроченность отрицательных аномалий силы тяжести подня­тиям в Западной Сибири объясняется неоднородностью строения доюрского фундамента и приуроченностью локальных поднятий к зонам гранитных интрузий в фундаменте. В сводах структур в За-

- 214 -

падном Предкавказье выделяются раздувы низкоилистых глин, обу­словливающие минимумы силы тяжести (рис. 76 б).

Отрицательные аномалии силы тяжести отмечаются над подня­тиями, в ядрах которых установлены диапиры каменной соли (рис. 76 б). Именно для картирования соляных куполов наиболее эффек­тивной сказалась гравитационная разведка во многих нефтегазонос­ных регионах (Прикаспийская впадина, Днепровско-Донецкая впа­дина, Предуральский прогиб и др.).

Соляным куполам соответствуют четкие минимумы, форма ко­торых приблизительно соответствует в плане конфигурации соляно­купольных структур.

Во многих районах, где соляные купола осложнены мощными гипсово-ангидритовыми штоками, соляно-купольным структурам могут соответствовать сложные аномалии, включающие в том чис­ле максимумы.

Широко применяется гравиразведка и при поисках ловушек, свя­занных с рифогенными образованиями. Рифам соответствуют как положительные, так и отрицательные аномалии интенсивностью до 1 мГал. Знак аномалии зависит от соотношения плотностей рифов и вмещающих пород. Если вмещающими рифпородами являются со­леносные или глинистые отложения, то наблюдаются положитель­ные аномалии силы тяжести, если ангидриты, доломиты или плот­ные карбонатные породы — рифовым массивам соответствуют мини­мумы силы тяжести.

Магниторазведка

Магнитная разведка основана на изучении изменений геомагнит­ного поля на поверхности Земли или в воздухе. Наблюдаемое магнит­ное поле связано с распределением в земной коре различных пород, об­ладающих разными магнитными свойствами. При специальной обра­ботке данных магниторазведки в комплексе с другими методами мож­но определять геологическое строение района исследований. Магнит­ное поле характеризуется напряженностью, которая измеряется в системе СГС в эрстедах, в системе СИ — в амперах на метр (1Э = 79,6 А/м). Эрстед — очень крупная единица для измерения ге­омагнитного поля, поэтому для измерения обычно используют мил­лиэрстед или, чаще всего — гамму (1Y = 10⁵Э = 0,796* 10'³А/м).

Осадочные породы, как правило, не содержат в своем составе магнита возмущающих пород, и формирование аномального поля связано главным образом с магнитной неоднородностью пород кри­сталлического фундамента и преимущественно основного состава. Поскольку изучение строения фундамента и его связи со структурой осадочного чехла необходимо при оценке перспектив нефтегазонос­ное™ крупных территорий, магниторазведка широко используется при региональных исследованиях.

- 215 -

При магниторазведочных работах обычно измеряют значения полного вектора напряженности магнитного поля (Т) и его го­ризонтальной (Н) и вертикальной (Z) составляющих, а объектом анализа становятся аномальные значения данных параметров. Ре­зультаты измерений геомагнитного поля представляют в виде карт изолиний.

Магнитные аномалии подразделяются на микромагнитные или очень слабые аномалии от долей гаммы до 20 У — слабые аномалии — 20... 100 У, аномалии низкой интенсивности — 100...500 У, аномалии средней интенсивности — 500...2500 У, аномалии высокой интенсив­ности — более 2500 У.

Магнитные съемки по условиям производства разделяются на наземные (пешеходные, авиадесантные и автомобильные), воздуш­ные (аэромагнитные с самолетов и вертолетов) и морские (гидро­магнитные).

В зависимости от решаемых задач и конкретных условий работы выбирают тип съемки, сеть точек наблюдений и аппаратуру. По ге­ологическому назначению, при изучении нефтегазоперспективных территорий, магнитометрические исследования могут быть регио­нальными и поисковыми.

На этапе региональных исследований используют результаты электромагнитных съемок масштаба 1:200000.

По результатам магнитометрических работ выделяют области различного геологического строения и проводят тектоническое рай­онирование. Участки мозаичного строения магнитных полей, как правило, характеризуют своды с неглубоким залеганием фундамента (Татарский свод, Карабогазский свод). Мобильные области, к кото­рым приурочены системы валов и прогибов молодых платформ и ав- лакогенов древних платформ, характеризуются системой линейных аномалий.

По данным магнитных съемок в составе фундамента выделяются области различного возраста консолидации. Например, в Западной Сибири по магнитным аномалиям выделяются зоны уралид, в пре­делах которых перспективны в нефтегазоносном отношении толь­ко мезозойско-кайнозойские отложения. В то же время в зонах бо­лее ранней консолидации фундамента перспективны и более древ­ние отложения (пермские и триасовые). На акватории по данным магнитометрических съемок выделяются по специфическим линей­ным аномалиям области развития маломощной океанической коры, к которым приурочены контролирующие нефтегазообразование бассейны мощного осадконакопления.

Интенсивные аномалии в десятки и сотни гамм создаются маг­матическими и метаморфическими породами, входящими в состав фундамента. Интерпретация магнитометрических данных дает воз­можность картировать рельеф фундамента. Погрешность определе-

- 216 -

ния глубины фундамента обычно составляет 10—20%. Карты кровли фундамента, построенные только по данным магнитометрии, вос­производят обычно менее дифференцированную и более сглажен­ную картину по сравнению с истинным залеганием фундамента.

Крупные осадочные бассейны, перспективные для поисков неф­ти и газа, можно выделять при региональных аэромагнитных съем­ках. Для таких бассейнов характерны малоградиентные магнитные поля с интенсивностью аномалий 200 Y и глубиной залегания магни­та возмущающих масс более 5 км.

В комплексе с другими методами данные магниторазведки ис­пользуют при поисках структур, перспективных на нефть и газ. Маг­нитометрическая разведка, в первую очередь, служит для выявления в фундаменте многочисленных разломов и блоков, которые контро­лируют размещение структур в осадочном чехле. На территории За­падной Сибири установлено, что нефтегазоперспективным ловушкам соответствуют отрицательные магнитные аномалии. Этот поисковый признак использовали для выявления перспективных ловушек.

Часто при специфическом геологическом строении осадочного чехла магнитометрия выступает как поисковый метод.

Например, в Днепровско-Донецкой впадине над соляными ку­полами, в состав которых входят глыбы диабазов, отмечаются маг­нитные аномалии низкой интенсивности. Над грязевыми вулканами Апшерона и прилегающих акваторий развиты отрицательные маг­нитные аномалии интенсивностью несколько десятков гамм.

Разработка высокочувствительной измерительной аппаратуры позволяет существенно повысить достоверность картирования ма- лоамплптудных дизъюнктивных и пликативных структур в платфор­менных районах.

В последнее время магниторазведка все чаще используется в ка­честве прямого метода прогнозирования нефтегазоносности — опре­деления наличия нефти и газа в недрах. Давно было отмечено, что магнитные поля над нефтегазовыми залежами отличаются опреде­ленной аномальностью, однако ни сама залежь, ни вмещающий ее коллектор практически не отличаются по магнитным свойствам от вмещающих их пород. Магнитные аномалии над залежами связа­ны с образованием магнитных минералов в разрезе (над залежами) под влиянием мигрирующих из нее как углеводородных (С_ПН_П), так и неуглеводородных (H,S, С0₂, Н₂, СО и др.), но химически актив­ных компонентов (рис. 77). Под воздействием этих компонентов во всем разрезе над залежью происходят процессы вторичного (эпи­генетического) минералообразования. В частности содержащиеся в терригенных отложениях железистые минералы (например гема­тит — Fe₂0₃) под воздействием углеводородов преобразуются в раз­личные магнитные минералы (магнетит — Fe,0₄; магнитный пир­ротин — Fe₇S₈ грейгит — FeS и др.). В зависимости от соотношения

- 217 -

и распределения вторичных магнитных материалов в наблюдаемом над залежью магнитном поле формируются различного вида анома­лии. Амплитуда этих аномалий не превышает 10... 15 нТл.

Двухгорбые аномалии связаны с наличием достаточно выражен­ных субвертикальных зон интенсивной миграции углеводородов.

Колеблющиеся аномалии связаны с наличием отдельных доста­точно изолированных магнитоактивных тел.

Положительные аномалии свидетельствуют о более или менее компактной намагниченности объема пород в пределах всей площа­ди залежи.

Отрицательные магнитные аномалии, прежде всего, свидетель­ствуют об образовании в верхних частях разреза пирита и сидери­та вместо магнетита и пирротина. Это частично может быть связано с поступлением из залежи сероводорода.

В качестве примера можно привести результаты аэромагнит­ной съемки в Волгоградском Поволжье. Над Котовским нефтяным рифом установлена осложненная региональным фоном положи­тельная аномалия (рис. 78). Величина ее не более 5 нТл. При пре­образовании по методу полного градиента четко выделяется зам­кнутая аномалия, совпадающая по изолинии I с контуром нефте­носности.

Электроразведка объединяет группу методов исследования стро­ения земной коры, основанных на изучении естественных и искус­ственно создаваемых электромагнитных полей, которые позволяют судить о распределении в земной коре пород с различной электро­проводностью. В зависимости от характера изучаемого электромаг­нитного поля различают следующие методы полевых геофизических исследований.

Методы постоянного тока.

Метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) осно­ван на изучении напряженности постоянного электрического поля при изменении геометрических размеров установки. Применяет­ся при региональных исследованиях, для поиска нефтегазоносных структур, трассирования тектонических нарушений. Глубина иссле­дований составляет 2...3 км. Благоприятное условие применения ме­тода ВЭЗ — наличие в основании разреза горизонта высокого сопро­тивления (например кристаллического фундамента).

Метод дипольного электрического зондирования (ДЗ) заключается в изучении напряженности при изменении геометрических разме­ров установки. Метод ДЗ чувствителен к изменениям горизонталь­ной однородности исследуемого разреза. Область применения ДЗ такая же, как ВЭЗ, преимущество — большая эффективность и более высокая геологическая информативность. Глубинность метода, в за­висимости от решаемых задач и строения разреза, может изменяться от нескольких сотен метров до 3...4 км.

- 219 -

Методы переменного тока в зависимости от вида поля подразде­ляются на методы, исследующие искусственные поля, и методы, ис­следующие естественные поля. В группу методов, использующих ис­кусственные поля, входят следующие.

Метод частотного электромагнитного зондирования (43) осно­ван на использовании скин-эффекта — неравномерного распределе-

- 220 -

ния электромагнитного поля в проводящей среде, глубина проник­новения которого уменьшается по мере увеличения частоты. Метод 43 используют при детальных электроразведочных работах с целью поиска нефтегазоперспективных структур, трассирования наруше­ний и при инженерно-геологических исследованиях. Глубинность метода до 2...3 км.

Метод зондирования становлением Поля (ЗС), как и метод 43, ис­пользует явление скин-эффекта и основан на изучении процессов, протекающих в земной коре при ступенчатом изменении амплитуды тока в питающей линии. Область применения метода ЗС та же, что и метода 43. Преимущество — большая глубинность и более высокая производительность.

В группу методов, использующих естественные поля, включают следующие.

Метод магнитотеллурического зондирования (МТЗ) основан на изучении вариаций естественного электромагнитного поля. При проведении МТЗ регистрируют в одной точке несколько компонент (4 или 5) магнитотеллурического поля в широком диапазоне перио­дов (от единиц секунд до нескольких десятков минут).

Метод магнитотеллурического профилирования (МТП) изуча­ет вариации естественного электромагнитного поля Земли на от­носительно низких частотах в узком диапазоне периодов вариаций (10...80 с). Метод МТП более производителен, однако дает менее полные сведения о разрезе.

Метод теллурических токов (ТТ) основан на изучении вариаций горизонтальной составляющей естественного электрического поля в диапазоне периодов 10—80 с. Результаты измерений ТТ имеют ка­чественный характер.

Метод магнитовариационной разведки (МБР) аналогичен методу ТТ, но изучает лишь вариации магнитных горизонтальных составля­ющих поля. Метод МВР по сравнению с методом ТТ менее чувстви­телен к горизонтальным неоднородностям исследуемой среды. Ме­тод МВР эффективен при изучении рельефа опорного горизонта при наличии в разрезе высокоомных экранов, как самостоятельный вид исследований распространения не получил.

Метод комбинированного магнитотеллурического профилирова­ния (КМТП) объединяет методы ТТ, МВР и МТП. Метод наиболее эффективен при исследовании разрезов, содержащих высокоомный экран.

Разнообразие электрических параметров и различный характер электрических полей позволяют применять электроразведку в раз­личных геологических условиях. Важным достоинством методов электроразведки является их относительно небольшая стоимость. Основной же недостаток состоит в том, что измеренные величины (например кажущееся сопротивление) относятся к тем большему

- 221 -

объему пород, чем больше глубина исследования. Поэтому велико искажающее влияние горизонтальной неоднородности разреза.

Электроразведка широко применялась в Волго-Уральской про­винции для выявления нефтяных и газовых залежей в пермских и каменноугольных отложениях. В Азербайджане, на Северном Кав­казе и Днепровско-Донецкой впадине она использовалась для поис­ка неглубоко залегающих залежей.

СЕЙСМОРАЗВЕДКА

Сейсмическая разведка — совокупность методов исследования ге­ологического строения земной коры, основанных на изучении распро­странения упругих волн, возбуждаемых взрывом или невзрывным ис­точником.

Сейсморазведка — основной метод геофизических исследова­ний при поисковых и разведочных работах на нефть и газ, поскольку с ее помощью решается большое число разнообразных геологиче­ских задач с более высокой детальностью, чем другими геофизиче­скими методами. Сейсморазведка — один из наиболее интенсивно развивающихся геофизических методов.

Физическая основа сейсморазведки состоит в следующем. Воз­буждаемые на поверхности упругие колебания распространяются на глубину. Распространяясь по горным породам, которые имеют раз­личные физические свойства, упругие волны отражаются и прелом­ляются на границах сред с различными упругими свойствами. От­раженные и преломленные волны можно регистрировать на днев­ной поверхности специальной высокочувствительной аппаратурой. По времени прихода и характеру отраженных и преломленных волн можно судить о глубине залегания, строении и вещественном соста­ве различных геологических тел.

В зависимости от типа изучаемых упругих волн выделяют два главных метода сейсморазведки — метод отраженных волн (МОВ) и корреляционный метод преломленных волн (КМПВ). Помимо этого разработаны и методы изучения поперечных волн.

Метод отраженных волн (МОВ). Отраженные волны возникают на границах, разделяющих породы с различными волновыми сопро­тивлениями, при падении волн под любым углом к границе. В разре­зах осадочных пород с переменным литологическим составом созда­ются благоприятные предпосылки для возникновения большого чис­ла отражающих горизонтов. По времени прихода отраженных волн находят глубины отражающих границ. Это дает возможность про­водить картирование структурных форм осадочных толш. Точность определения глубин — 1...2% от глубины отражающего горизонта.

Глубинность исследования разреза методом отраженных волн теоретически безгранична. Нижняя граница, как правило, опреде­ляется мощностью осадочной толщи. На практике отражения полу-

- 222 -

чают с глубин до 10 000 м. В последние годы получены отраженные волны от границ на глубинах 30...50 км.

Метод отраженных волн позволяет изучать отражающие гори­зонты, залегающие под углом до 50°. Обычно исследуются породы, залегающие под углом до 15°.

Метод отраженных волн позволяет одновременно выделять в раз­резе и отслеживать 10...5 и более отражающих границ, что дает воз­можность одновременно изучать весь разрез осадочного бассейна.

Метод преломленных волн (КМПВ) основан на регистрации волн, образующихся на границах слоев с повышенной скоростью распро­странения упругих колебаний, по сравнению с вышележащими от­ложениями. Упругая волна, попав на отражающую поверхность под углом полного внутреннего отражения, начинает скользить вдоль этой границы и генерирует волну, которая, возвращаясь на поверх­ность, может быть зафиксирована. По времени прихода преломлен­ной волны определяют глубину границы преломления и граничную скорость, по которой оценивают литологический состав пород.

Метод преломленных волн наряду с решением структурных за­дач позволяет прослеживать тектонические нарушения, стратифи­цировать сейсмические горизонты.

Выдержанных преломляющих границ в разрезе, как правило, меньше, чем отражающих, и точность структурных построений пер­вым методом ниже, чем вторым. Поэтому метод преломленных волн в комплексе с МОВ используется при региональных исследованиях хтя картирования поверхностей карбонатных, плотных глинистых и соленосных толщ и поверхности кристаллического фундамента.

Одной из модификаций сейсморазведки, которая получила ис­ключительно большое распространение, является метод общей глу­бинной точки (МОП). Принцип МОГТ состоит в том, что отража­ющая граница изучается многократно, а результат представляется в виде суммарной записи, полученной от сложения нескольких ко­лебаний, относящихся к одной и той же точке отражающей грани­цы — к общей глубинной точке. Данный метод имеет целый ряд пре­имуществ, главное из них — подавление многократных помех, кото­рые снижают достоверность выделения полезных сигналов при глу­бинах свыше 3...4 км.

Сейсморазведку проводят по сетке взаимосвязанных профилей, на которых с определенным интервалом располагают источники и приемники колебаний. В качестве источников колебаний исполь­зуют взрывы в неглубоких скважинах или передвижные вибрацион­ные или ударные установки. Регистрируемые сейсмоприемниками колебания усиливаются, преобразуются и записываются на магнит­ную ленту. Геологическую информацию из сейсмограммы извле­кают путем обработки на ЭВМ по специальным программам. Зада­ча любого метода сейсморазведки — определение времени пробега

- 223 -

сейсмической волны от отражающего или преломляющего горизон­та до поверхности.

Результаты сейсморазведки представляются в виде времен­ных разрезов и карт изохрон — карт равных времен прихода волны от какого-либо оперного отражающего горизонта. Эти карты, ис­пользуя значения скоростей распространения волн, пересчитывают в структурные карты (карты глубин залегания отражающих горизон­тов) (рис. 79). В этой связи достоверность сейсмических построений в значительной мере зависит от изученности скоростных характери­стик разреза.

- 224 -

Если скорость распространения сейсмических волн не изменяет­ся по плошали, то структурная карта и карта изохрон будут идентич­ны. Если же скорость сейсмических волн изменяется по площади, а аномалии изменения скорости сопоставимы по размерам с карти­руемыми локальными поднятиями, структурные построения, прове­денные без учета изменения сейсмических скоростей, будут мало­надежными.

Для определения скоростных характеристик разреза в пробурен­ных поисковых, параметрических и опорных скважинах проводят сейсмокаротажное и вертикальное сейсмопрофилирование (ВСП). В регионах с изменчивой скоростной характеристикой разреза сейс­моразведочные работы увязывают с бурением параметрических скважин, в которых выполняют ВСП и сейсмокаротаж.

При проведении сейсморазведочных работ профили ориенти­руют в крест предполагаемого простирания изучаемой структуры. Для увязки поперечных профилей выполняют несколько связую­щих продольных профилей. Расстояния между профилями зависят от решаемых задач (выявление ловушки или подготовка ее к поис­ковому бурению) и масштаба проводимой съемки (обычно 1:25 000; 1:50 000 и 1:100 000).

Регистрируемое при сейсморазведочных работах волновое поле содержит в себе информацию не только о структурных особенностях исследуемого разреза, но и о литологическом составе пород, после­довательности и обстановке их осадконакопления. геологическом возрасте и особенностях флюидонасышения. Это направление раз­вития сейсморазведки назвали сейсмостратиграфией.

ПРЯМЫЕ ПОИСКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА

Под прямыми поисками понимаются геохимические и геофизические исследования с целью получения информации о наличии в недрах залежей нефти и газа.

К настоящему времени для прямых поисков успешно опробова­ны все основные методы, применяющиеся для изучения структур­ных условий газонефтяных регионов, — сейсмо-, электро-. грави- и магниторазведка, а также освоены некоторые методы (вызванной поляризации и естественного потенциала, терморазведка и др.), ра­нее не использовавшиеся в нефтяной геофизике.

Наибольшее развитие получили наземные методы. Применение комплекса методов объясняется необходимостью решения двух за­дач: а) обеспечения достоверности выделения слабых аномалий не­посредственно от залежей; б) повышения надежности геологическо­го истолкования результатов геофизических работ. Применитель­но к методам прямых поисков разрабатывались и оптимизирова­лись главным образом системы регистрации (наблюдений) и специ­альной обработки, в меньшей мере качественной, количественной и геологической интерпретации.

- 225 -

Основными показателями, определяющими целесообразность использования геофизического метода в комплексе прямых поис­ков, должны быть: 1) высокое отношение сигнал/помеха при выде­лении однотипных элементов АТЗ; 2) наличие специфической ин­формации, не получаемой другими методами; 3) объем информа­ции, доставляемой методом; 4) стоимость информации (при прочих равных возможностях).

В регионах со сложными физико-геологическими условиями (большие глубины, наличие различных экранов — помех в надпро- дуктивных отложениях) комплексируют наиболее информативные, но трудоемкие методы — сейсмо- и электроразведку (Восточная Си­бирь, Прикаспийская впадина). Достаточно широко в комплексах представлены в различных условиях гравии — и терморазведка. Вы­борочно в комплекс привлекают магниторазведку, обычно — в вари­анте высокоточной аэросъемки.

В основу прямых поисков положены результаты наземных и скважинных измерений физических свойств пород, насыщенных углеводородами.

Плотность нефтегазонасышенных пород меньше плотности во­донасыщенных пород. Для залежей нефти разность составляет — 0,05...0,10 г/см³, а для залежей газа — 0,05...0.15 г/см³. В связи с этим залежи нефти и газа вызывают в гравитационном поле отрицатель­ные аномалии, как правило, 0,05...0,5 мГал. Удельное сопротивление нефтегазоносных пластов повышенное. Для нефтяных залежей — в 3...4 раза, а для газовых — в 10... 15 раз больше удельного сопротив­ления вмещающих водонасыщенных пород.

Нефть и газ оказывают значительное влияние на скорость и по­глощение упругих волн. Выполненные на ряде месторождений из­мерения скорости продольных волн в условиях естественного за­легания показали ее уменьшение в нефтегазовых отложениях на 200...500 м/с (или на 15...25%); коэффициент поглощения продоль­ных волн увеличивается в 10 раз и более (в водоносной он состав­ляет (1...5) • 10'³ м'¹, а в нефтегазовых залежах 10 • 10^_3 м^_| и более. На газохранилищах увеличивается поглощение в несколько десятков раз. Наличие поглощения упругих волн ведет к дисперсии скоро­стей, т.е. их зависимости от частоты.

Изменение упругих и поглощающих свойств под влиянием залежей нефти и газа приводит к появлению аномалий в сейсми­ческом волновом поле. К их числу относятся: отражения от га­зоводяного и нефтяного контактов, коэффициент которых мо­жет достигать 20...25; аномалии «яркого пятна» и «темного пят­на», приуроченные к поверхности залежи; непротяженные ано­малии внутри залежей, связанные с соответствующими акусти­ческими границами; аномалии уменьшения амплитуд (в 2 раза и более); аномалии уменьшения (на несколько процентов) эф-

- 226 -

фективной скорости и преобладающей частоты, ухудшения ха­рактера сейсмозаписи и др.

Из рассматриваемых параметров максимальным перепадом для газонефтенасышенных пород характеризуется электрическое сопро­тивление, минимальным — скорости продольных волн и плотность. Таким образом, методами электроразведки можно получить высо­кие отношение сигнал/помеха.