2.2. Изучение криолоитозоны при поисках и разведке нефтегазоперспективных структур сейсмическим методом с применением взрывов.

Впервые изучение криолитозоны было заложено в проект CП-12/83-85 треста “Тюменнефтегеофизика” на Восточно-Карамовской площади, расположенной в 60 км. к западу от г.Ноябрьск в центральной части Сибирских увалов. Исследования ЗМС и ММП выполнялось с использованием волн первых вступлений. Была разработана технология обработки сейсмограмм с применением метода замены слоя. В то время полевые наблюдения велись с выносом ближайшего к пункту взрыва приемника на расстояние 300 м. В результате работ по всей площади исследований был выполнен учет ЗМС и ММП, доказано существенное влияние ВЧР на точность сейсмоструктурных построений. Выполненные в этой партии опытные работы позволили обосновать применение метода отраженных волн для изучения мерзлоты.

В дальнейшем работы по изучению и учету ЗМС и ММП выполнялись ежегодно на различных площадях. Было обосновано применение системы приема сигналов без выноса пункта возбуждения и разработана технология изучения и учета влияния мерзлоты по методу отраженных волн.

В 1984 году в соответствии с программой совершенствования технологии сейсморазведочных работ в интересах объединения Ноябрьскнефтегаз на Суторминском нефтяном месторождении были пробурены специальные скважины для изучения формирования волновых полей при наличии мерзлой толщи. С целью обоснования технологии изучения и учета мерзлых толщ в рамках программы опытно-методических работ треста Тюменнефтегеофизика лабораторией сейсморазведки Института геологии и геофизики СО АН СССР было выполнено математическое и физическое моделирование волновых полей при наличии мерзлых толщ. В результате работ были выявлены ограничения применяемых методик изучения ВЧР.

До 1997 года работы по изучению и учету мерзлых толщ были выполнены на 14 разведочных площадях. Общая протяженность сейсмических профилей превысила 4000 километров, а площадь исследований превысила 5000 квадратных километров. Во всех случаях применение технологий учета влияния ВЧР приводили к повышению точности сейсмоструктурных построений.

В основу технологии входило прямое изучение границ мерзлых толщ на основе материалов традиционных сейсморазведочных работ МОВ-ОГТ.

На рис.2.3 показан пример выделения сплошной реликтовой мерзлоты в центральной геокриологической зоне и островной реликтовой мерзлоты в южной геокриологической зоне на временных разрезах преломленных волн.

На рис.2.4 показано выделение границ реликтовой мерзлоты методом преломленных и отраженных волн.

На рис.2.5 показано выделение верхней и нижней границ реликтовой мерзлоты, а также внутримерзлотных границ

На одной из площадей Ноябрьского района было построено два варианта структурных карт на одной из которых, полученной без использования информации о строении ВЧР было выявлено малоразмерное локальное поднятие. На карте, построенной с учетом ВЧР вместо поднятия отмечен небольшой структурный нос. При этом вокруг выделенной структуры на расстоянии 2-3 км были ранее пробурены 4 разведочных скважины. В результате бурения новой разведочной скважины глубина целевого горизонта оказалась больше на 45 м по сравнению с картой, построенной без учета ВЧР и всего на 15 м по сравнению с картой, полученной с учетом ВЧР. Антиклинальная структура не подтвердилась.

На Коллективной площади, расположенной в южной оконечности Суторминского нефтяного месторождения после составления отчета по сейсморазведочным работам было пробурено 11 эксплуатационных скважин, при этом лишь по одной скважине ошибки в положении целевого горизонта составили 11 метров, по остальным 10-ти скважинам ошибки распределились равномерно от 0 до 5 м и от 5 до 10 м.

На основании большого объема фактических материалов было установлено, что возможности повышения точности сейсмоструктурных построений с использованием стандартных систем наблюдений ограничиваются среденквадратической погрешностью 10-12 метров. Однако, к настоящему времени становится все более актуальной проблема поиска объектов амплитудой до 10 м и размерами в плане до 1.5-2 км. Поскольку достигнутая точность не удовлетворяла потребности нефтедобывающих предприятий были выполнены исследования, связанные с получением дополнительной сейсмческой информации в полевых работах.

В 1997 году был разработан аппаратурно-методический комплекс для выполнения работ по технологии многоуровневой высокоточной сейсморазведки с применением взрывов [ 4, 5, 6, 7 ], обеспечивающий дальнейшее повышение точности сейсморазведки.

Сущность новой технологии состоит в применении одновременно двух приемно-регистрирущих систем: основной - оптимально настроенной на изучение целевых геологических объектов и дополнительной - оптимально настроенной на изучение среды, перекрывающей целевые объекты. Основная приемно-регистрирующая система - это обычно применяемая, а дополнительная является подвижной с размещением сейсмоприемников на транспортерной цепи, соединенной с транспортным средством, на котором размещена дополнительная сейсмостанция, работающая в ждущем режиме.

В период 1998 - 1999 годы с применением новой технологии выполнены работы МОВ ОГТ 2Д в одном из сложнейших по поверхностным условиям районов - на водораздельном участке между пос.Старый Уренгой и пос.Красноселькуп на Северо-Часельской площади.

Полевые работы выполнены в объеме 702 км (7020 физических наблюдений). Съемкой 2Д по сети средней плотностью 1,25 пог. км профиля на 1 кв.км площади покрыто около 1000 кв.км.

На рис.2.6 показаны сейсмограммы основной и дополнительной систем наблюдений, получаемые от общего взрыва по технологии многоуровневой высокоточной сейсморазведки

В результате применения дополнительной приемно­-регистрирующей системы наблюдений получен большой объем дополнительной информации, которая включает:

- фактические глубины взрывов;

- точные значения вертикального времени;

- карты параметров ЗМС;

- карты и схемы параметров двух слоев многолетней мepзлoты.

На рис.2.7 показана, на примере одного из профилей протяженностью 10 км, схема строения ВЧР , характерная для Северо­Часельской площади.

Рельеф местности имеет достаточно большие уклоны, перепад отметок достигает 50 м. Толщина слоя зоны малых скоростей изменяется в пределах от 5 до 25 м.

Приповерхностная мерзлота имеет толщину от 35 до 90 м, сложный рельеф верхней границы.

Под приповерхностной мерзлотой находятся талые породы, а под ними слой реликтовой мepзлoты, толщина которого достигает 260 м.

Проверка данных по скважинам показала, что учет ВЧР позволяет более, чем в 2 раза повысить точность сейсмоструктурных построений.

Среднеквадратическая погрешность карты, построенной без учета ВЧР составляет +14.98 м, предельные отклонения +19 м и -38 м, соответствующая карта, построенная с учетом ВЧР имеет погрешность +6.88 м, предельные отклонения +12 м и -13 м.

В результате выполненных работ показаны широчайшие возможности многоуровневой сейсморазведки для изучения и учета влияния ВЧР в районах широкого развития мерзлых толщ.