2. Предполевой этап

Целью предполевого этапа является проектирование и создание геолого­геофизической основы ГГК. .

В задачи и состав работ входит:

1. сбор фондовых и опубликованных материалов по геологии площади.

2. Сбор каменного материала по ранее пробуренным скважинам и обнажениям и его литолого-петрографические иучение.

3. Изучение коллекции шлифов.

4. Составление предварительной литолого-стратиграфической колонки с указанием петрофизических характеристик разных групп пород и стратиграфических подразделений^/-^

5. Интерпретация геофизического материала, а в случае необходимости пересоставление отдельных геофизических карт по первичным материалам.

6. Построение предварительных геолого-геофизических моделей для разных участков и блоков изучаемой площади.

7. Целенаправленное для установления глубинного строения дешифрирование АКС и морфометрический анализ.

8. Комплексная геолого-геофизическая интерпретация имеющегося материала и составление геолого-структурной карты или схемы погребенных образований.

9. Составление проекта и сметы ГГК-50.

Из всех перечисленных задач остановимся на возможностях дешифрирования АКС и комплексной интерпретации учитывая, что другие пункты вряд ли вызывают вопросы.

Возможности глубинного дешифрирования материалов АКС

Возможности дешифрирования погребенных геологических объектов существуют лишь в тех случаях, когда погребенный рельеф находит отражение в современном рельефе, т.е. «просвечивает» сквозь толщу покровных пород. При этом наибольшая информативность обеспечивается на отрицательных или просадочных формах рельефа, которые развиваются вдоль разрывных нарушений, над контактами геологических тел разного состава, против выходов на погребенный эрозионный срез фундамента неустойчивых к выветриванию пород. Эти границы и элементы как бы проецируются на дневную поверхность сквозь толщу покровных отложений. Повышенная увлажненность вплоть до заболоченности отрицательных форм рельефа способствует более чёткому их фотоотображению.

При глубинном дешифрировании используются те же индикаторы, что и при поверхностной геологической съемке, хотя проявляются они в значительно ослабленном и трансформированном виде. Поэтому и дешифровочные признаки отличаются меньшей точностью и детальностью.

Глубинное дешифрирование возможно использовать при мощности покровных пород (до 40-50 метров, при особо благоприятных условиях - до 100 метров. При этом для дешифрирования более благоприятны песчано-алевролитовые породы в составе покровного

комплекса. Именно эти породы обладают повышенными фильтрационными свойствами, создают ослабленные зоны, подверженные просадкам и формированию отрицательныхформ рельефа.

Существенными/препятствием для дешифрирования являются мощные глинистые осадки, служащие непреодолимым экраном для фильтрующихся вод. В близком залегании их к дневной поверхности они ведут к заболачиванию больших территорий и маскируют просадочные формы рельефа, унаследованные от кристаллического фундамента.

Наименьшее влияние мощность чехла оказывает на дешифрируемость разломов особенно более крупных и высокоамплитудных, т.е. они проявляются с большей отчетливостью даже при значительной мощности покровных отложений.

Характер выраженности разреза фундамента зависит от его однородности или неоднородности. Толщи однородные не находят отражения на АКС, а слоистые проявляются но фотоснимках в виде линеаментов. В ряде случаев возможно определение и вещественного состава пород, например, закарстованных известняков по пятнистому изображению.

Наиболее благоприятны для дешефрирования крутозалегающие слоистые толщи. При углах падения 20°-30° и более образуется гребневидный рельеф, отражающийся и на фотоснимках, а пологозалегающие толщи - не дешифрируются.

При дешифрировании интрузивных тел наиболее достоверно опознаются лишь гранитоиды, т.к. им присущ специфический рисунок трещиноватости.

..Общие закономерности возможностей дешифрирования заключаются в том, что:

1. чем больше различий в составе и структуре контактирующих тел, тем успешнееможет быть дешифрирование.

2. дешифрированность границ улучшается с увеличением крутизны их залегания.

3. с уменьшением масштаба снимков увеличивается роль геологической информации, т.к. возрастает их обзорность.

4. с нарастанием мощности покровного чехла возможности дешифрирования

Составление схемы комплексной интерпретации является важнейшим итоговым документом предполевой подготовки. Его завершает процесс предполевой подготовки, на её основе ставятся полевые работы. Построение её производится путем наложения и совместного анализа всех «однометодных» геофизических карт и схем, что позволяет выделить наиболее перспективные участки для их последующего изучения методами ГГК вполевых условиях. Схема комплексной интерпретации является основой для составления проекта на ГГК.

При составлении схемы комплексной интерпретации должны использоваться:

• исходная геологическая карта площади исследований;

• предварительная карта рельефа складчатого комплекса

• карты геофизических полей (грави-, магнито -электроразведки);

• карты дешифрирования АКС;

• морфометрические карты (при хорошей расчлененности рельефа).

При комплексной интерпретации должны быть учтены закономерные связи физических свойств ископаемых геологических тел и границ с соответствующими им физическими полями (например, положительная магнитная аномалия может отвечать зоне железорудного оруденения^ положительная гравитационная аномалия - выступу фундамента, а в платформенных солянокупольных областях - межкупольным мульдам и

При построении схемы комплексной интерпретации в качестве исходного выбирают наиболее информативный для данного района метод (магниторазведка.

гравиразведка и др.). Затем на него накладывают и с ним -сопоставляются-данные других методов (геофизических,_: геохимических, фотометрических}.

Наиболее достоверными будут те границы и геологические тела и структуры, которые выделяются по нескольким методам и не входят в противоречие ни с одним из них.

Если площадь ГГК примыкает к району, где фундамент обнажается на поверхности, то построение схемы комплексной интерпретации целесообразно начинать от обнаженной части, трассируя границы и разнородные геологические тела на участки погребенного рельефа (естественно, с учетом геофизических полей и других данных).

Порядок выделения объектов на схеме комплексной интерпретации подчинен следующим принципам: от крупного к мелкому, от наиболее уверенных к менее уверенным, от наиболее контрастных к менее контрастным. Тем самым происходит постепенная детализация схемы комплексной интерпретации.

На практике вначале выделяют крупные тектонические блоки, различающиеся в физических полях, наиболее контрастные геолого-геофизические границы, в т.ч. предполагаемые тектонические нарушения, вначале фрагментарно, а затем они объединяются в линии и системы нарушений.

Следующим этапом является расчленение фундамента на литолого-физические комплексы, выделение интрузивных тел, определение их основности (кислые, основные, ультраосновные и др.).

Особое значение при составлении схемы комплексной интерпретации придается выделению перспективных участков. Их предварительное оконтуривание, локализация необходимы для того, чтобы полевые работы сосредоточить именно на них, сузить площади для ГГК, исключить явно бесперспективные и неблагоприятные для будущих поисков участки. Их предварительно оконтуривание, локализация необходимы для того, чтобы полевые работы сосредоточить именно на них, сузить площади для ГГК, исключить явно бесперспективные и неблагоприятные для будущих поисков участки,

Предварительная оценка перспектив площади на выявление полезных ископаемых делается с учетом геохимических исследований и по аналогии с выявленными месторождениями на соседних площадях.

При составлении схемы комплексной интерпретации широко используются ЭВМ с различным программным обеспечением.

Особенности предполевого периода для платформенных областей

Предполевой период для платформенных областей, где фундамент залегает на глубинах в тысячи метров, предусматриваем примерно те же методы изучения материала, что и в складчатых областях, т.е. магнито-, гравии-, электроразведка, сейсморазведка,. геохимические методы, дешифрирование АКС; Однако из всех методов наибольший вес по своей информативности и эффективности приобретают сейсмические методы, как по региональным профилям, так и площадные (2Д) и объемные (ЗД).

Поскольку основным полезным ископаемым на платформе являются нефть и газ, а залегают они чаще в ловушках, образованных положительными формами глубинных структур, то и выбор участков для постановки поисковых работ, для детализации наметившихся аномалий или даже для заложения глубоких поисковых скважин проводится при наличии положительных (антиклинальных) перегибов отражающих границы на региональных сейсмопрофилях или на картах площадной сейсморазведки, проведенной по редкой сети профилей.

Сейсмические карты рассматриваются в комплексе с гравимагнитометрическими (например, в областях солянокупольной тектоники или в зонах высокой расчлененности рельефа фундамента).

Выделение перспективных участков способствуют также литолого-фациальные карты, карты закономерностей распространения коллекторов и покрышек, плегеоморфологические карты и другие.

ГГК на нефть и газ в платформенных областях включает в себя, прежде всего, детальные площадные сейсмические работы, целью которых является подготовка глубинных структур к поисковому бурению.

Поэтому на предполевом этапе проводится отбор перспективных участков и локальных поднятий для проведения на них площадных сейсмических работ детального характера с целью подготовки их к глубокому бурению.

Намеченные к детализации объекты ранжируются по степени их перспективности на первоочередные и последующие. Предпочтение отдается объектам, входящим в какие-то линейные зоны нефтегазонакопления. —

Следующим этапом ГГК является обоснование и постановка глубокого поискового бурения на лучших из числа подготовленных объектов уже с целью выявления залежей нефти и газа.

Проектно-сметная документация

На основе материалов подготовительных работ составляются проекты и сметы на производство ГГК-50. При этом обосновываются и намечаются для производства полевых работ наиболее перспективные участки, определившиеся по результатам анализа и комплексной интерпретации материалов в предполевой период.

Проекты на производство ГГК-50, геофизическими, геоморфологическими, геохимическими и другими методами составляется раздельно в соответствии с действующими макетами и инструкциями для каждого из видов.

Основные требования к проекту. Он должен предусматривать:

• применение наиболее информативных и экономичных методов исследования;

• применение передовой технологии;

• высокопроизводительность оборудования и приборов;

• прогрессивные методы организации труда.

Затраты труда и стоимости работ определяются по действующим нормативам, а в случае их отсутствия - по сметно-финансовым расчетам на основе накопленного опыта подобных работ в аналогичных физико-географических и геолого-экономических условиях.

полевых работ.

Особенности полевых работ при ГГК-50 в складчатых областях

В районах 2^х - 3 ^х - ярусного строения полевые работы представляют многостадийный

процесс и включают в себя 3 этапа:

1. изучение глубинного строения площади геофизическими методами по опорным геолого-геофизическим профилям;

2. изучение межпрофильных пространств;

3. бурение и исследование скважин.

Изучение опорных геолого-геофизических профилей.

Комплекс геофизических исследований на опорных профилях включает в себе те же методы, что и в опережающем этапе, но выполняются они с повышенной точностью и детальностью. Опорные профиля намечаются вкрест простирания структур, на участках, где по схеме комплексной интерпретации предполагаются наиболее характерные и контрастные геологические тела и границы. Желательно, чтобы они пересекали эпицентры геофизических аномалий.

а

Количество опорных профилей зависит от сложности геологического строения территории. Эти профиля образуют тот каркас, к которым приспосабливаются и накладываются результаты интерпретации межпрофильных участков.

Интерпретация геофизических данных в полевой период складывается из 2-х стадий: предварительной с целью обоснования мест заложения картировочных скважин и окончательной - после проведения картировочного бурения. Таким образом, геофизическое изучение опорных профилей опережает постановку буровых работ.

Предварительная фаза имеет целью уточнение положения различных геологических тел и границ в складчатом комплексе, их простираний и углов наклона, определение глубин “залегания до коры выветривания и до неизмененных пород, возможно более дробного расчленения пород фундамента на литолого-физические разности и обоснование мест заложения картировочных скважин.

Места заложения картировочных скважин выбираются в зависимости от конкретной геологической обстановки, тем чаще, чем более дифференцированные геофизические поля. Например, скважины бурятся в экстремальных точках геофизических полей^ по разные стороны от предполагаемых геологических границ, что позволяет уточнять положение этих границ и изучить литолого-физические свойства пород обоих контактирующих тел. .

По материалам картировочного бурения выполняется вторая заключительная фаза » интерпретации, целью которой является:

• построение окончательного опорного геологического разреза до верхних частей фундамента, скорректированного по материалам бурения картировочных скважин

• экстраполяция геологических тел и границ, установленных по поверхности складчатого основания, на глубину;

• уточнение по керну и каротажам скважин физических свойств различных литолого­физических объектов в пределах покровного и складчатого комплексов для количественной интерпретации геофизических данных на опорных профилях и по всей площади.

Максимальной информативностью о глубинном строении обладает комплекс сейсморазведки с гравиметрией, а на практике - это чаще всего гравиметрия без сейсморазведки.

В настоящее время разработано много способов количественной интерпретации кривых Ag для выявления и построения на разрезах и картах гравитирующих тел. При этом широко используются значения плотностей горных пород, полученные при лабораторном изучении керна картировочными скважинами. Путем различных трансформаций наблюденного гравитационного поля удается разделить его на локальные и региональные ₍ составляющие, рассчитать глубины залегания возмущающих объектов. При этом широко используется метод подбора и последовательных приближений расчетного поля к исходному наблюденному.

Он заключается в том, что в зависимости от формы, глубины залегания возмущающих масс, предполагаемой их избыточной плотности строится расчетная (теоретическая) кривая Ag , которая сравнивается с наблюденной кривой, т.е. кривой, отвечающей фактическому разрезу по профилю. Задаваясь последовательно разными вариантами теоретического геологического разреза (т.е. путем подбора) добиваются методом последовательных приближений совпадения расчетной кривой Ag с наблюденной. Этот заключительный вариант подбора и будет в максимальной степени отвечать глубинному геологическому разрезу. Поэтому именно он принимается в качестве окончательного варианта геологического разреза, пригодного для дальнейшего его расчленения на более дробные элементы. Этот метод получил богатое программное обеспечение, поэтому все расчеты ведутся в специализированных программных комплексах. (ЭВМ с высокой производительностью).

Исследования в межпрофильных интервалах дополняют, уточняют и детализируют результаты работ на опорных профилях. Картировочные скважины в межпрофильных пространствах располагаются на вспомогательных профилях, либо в одиночку. Они бурятся только после выполненных геофизических работ одним из самых информативных методов. Размещение дополнительных (вспомогательных) профилей целесообразно в районах аномальных зон. Интерпретация геофизических данных на этих профилях выполняется по методике, определенной на опорных профилях.

По завершению картировочного бурения в межпрофильных интервалах производится окончательная взаимоувязка всех геофизических и геологических данных, строится уточненный вариант глубинной геологической карты и совмещенной с нею карты рельефа складчатого комплекса.

Виды бурения при ГГК

Важнейшими видами работ при ГГК является бурение. В складчатых областях оно подразделяется на картировочное, поисковое и структурное.^

Картировочное бурение представляет основной вид буровых работ. С его помощью решаются следующие геологические задачи:

1. Изучаются породы покровного и складчатого комплекса.

2. Дается информация о вещественном составе пород, стратиграфии, физических свойствах.

3. Служат основой для интерпретации геофизических и аэрофото-геологических материалов.

Картировочные скважины бурятся на глубину вскрытия покровного чехла и коры выветривания складчатого основания. Бурение их прекращается после вскрытия и проходки в 15-30 м по низменным породам фундамента.^ особо важных случаях, например, при картировании рудоносных рудоо^разовании глубина вскрытия низменных пород увеличивается до 50-70 м и более^Г

Поисковое бурение ставится только на перспективных участках. Их глубина определяется глубиной рентабельности освоения месторождений, поэтому для каждого из видов полезных ископаемых эти глубины рассчитываются для конкретных условий их залегания. Обычно они бурятся со вскрытием полезных ископаемых на 100-200 метров глубже его поверхности.у

Структурное бурение ' ставится для изучения наиболее важных элементов геологического строения. Они бурятся на глубины, значительно превышающие глубины картировочных скважин. Это наиболее дорогостоящий вид бурения, поэтому к обоснованию мест их заложения предъявляются повышенные требования.

Расстановка и густота картировочных и поисковых скважин на профилях неравномерны и зависят от конкретных условий. С большой плотностью на участках сложных геофизических полей и с меньшей - на участках простого строения с однородными и устойчивыми физическими полями-jHa практике эти расстояния изменяются от 75-100 метров до 1-2 км.

Исследовательские работы в скважинах

Во всех скважинах при ГГК обязательно проводится комплекс ГИС,] состоящий из стандартного электрокаротажа методом кажущихся сопротивлений (КС)| гамма- каротажа (ГК), кавернометрии и инклинометрии. В поисковых скважинах, кроме того, каротаж магнитной восприимчивости (КМВ), вызванной поляризации (ВП), собственной (поляризации (ПС). В поисковых скважинах в зависимости от ожидаемого полезного

ископаемого проводятся также дополнительные исследования: скважинная электроразведка, скважинная магниторазведка.

Все эти методы служат для расчленения и корреляции осадочных отложений в покровном комплексе, а также и для оценки литологии пород фундамента.

Основным методом изучения разреза является отбор и исследование керна. Поскольку объем керна всегда ограничен, изучать его необходимо сГособой тщательностью и детальностью. Поэтому изучение его ведется комплексом методов: геологических, петрофизических, минералого-геохимических и др.

' В складчатых породах фундамента особое значение приобретает изучение элементов залегания. Поэтому при изучении керна дается описание слоистости, сланцеватости, трещиноватости, полосчатости, расположения и взаимоотношения трещин, прожилков, включений и т.д.

Как правило, приходится вести и отбор ориентированного керна методами кернометрии с помощью различных модификаций приборов: керноскопов и кернометров.

Применение кернометрии позволяет расшифровывать характер залегания складчатых структур, определять азимуты падения и простирания отдельных пачек, устанавливать нормальное и опрокинутое залегание пород, выявлять морфологические особенности интрузий, элементы залегания рудных тел, определять ориентировку основных систем трещиноватости.

Особенности ГГК в платформенных областях при поисках нефти и газа

Главные особенности ГГК в платформенных условиях заключаются в том, что:

1. объектом исследований является не складчатое основание, т.е. фундамент, а покровный комплекс осадочных пород;

2. условия залегания пород, как правило, пологие;

3. мощность осадочного чехла достигает нескольких тысяч километров;

4. первостепенное значение имеет наличие в осадочном чехле положительных структур - ловушек разного типа (антиклинальных, дизъюнктивных, стратиграфических, литологических и комбинированных);

5. обязательным условием для нефтегазонакопления является наличие коллекторов и покрышек;

6. подвижный характер нефти и газа, высокие пластовые давления в залежах обуславливают особую технологию бурения глубоких скважин на нефть и газ

Глубокое бурение ведется на всех этапах геолого-разведочного процесса - опорные и [параметрические скважины на региональном этапе), поисковые и поисково-оценочные на поисковом этапе и разведочные - на этапе разведки.

Мы уже отмечали, что по результатам предполевой подготовки к глубокому бурению структуры (объекты) готовятся в основном сейсмическими методами – площадная сейсморазведка 2Д. (Основным методом глубинного изучения недр при ГГК на нефть и газ глубокое бурение,

В составе работ по ГГК помимо бурения поисковых, поисково-оценочных и разведочных скважин входят также детализационные сейсмические работы на выявленных месторождениях, проводимые с целью уточнения их глубинных моделей строения. К ним относятся пространственная сейсморазведка ЗД и скважинная сейсморазведка, способная дать детальную картину глубинного строения в определённом радиусе вокруг скважины, где проводится скважинная сейсморазведка.

Детализационная сейсморазведка и глубокое поисково-разведочное бурение составляют неразрывный комплекс при ГГК, взаимно дополняющий друг друга, по результатам которого строятся все необходимые карты, разрезы и схемы.

В первую очередь - это литолого-стратиграфические разрезы по каждой скважине, профильные геолого-сейсмические и временные разрезы, структурные карты по опорным

сейсмическим горизонтам, а также по кровлям и подошвам продуктивных пластов, карты коллекторов и покрышек, литолого-фациальные и другие карты и схемы. Как и для складчатых областей, важнейшее значение карты закономерностей размещения нефти и газа на разных уровнях (этажах) литолого-стратиграфического разреза с обоснованием прогноза на последующие работы.

При бурении глубоких скважин предусматривается обязательный комплекс геолого- геофизических и исследовательских работ, которые подробно рассматриваются в курсе

Здесь лишь напомним, что в состав его входят:

• отбор керна (100%, 20%, до 10%);

• отбор шлама через 1-5 м;

• комплекс ГИС в качестве основного метода для изучения литологии, коллекторских свойств и нефтегазонасыщения продуктивных пластов;

• испытание предполагаемых перспективных горизонтов в процессе бурения ИПТ или ИПК с отбором проб нефти, газа и воды;

• все виды лабораторных исследований керна, нефти, газа и воды;

испытания и исследования продуктивных горизонтов после спуска эксплуатационных колонн;

• подсчет промышленных запасов нефти, газа, конденсата и сопутствующих компонентов категории С1 и С2 с целью выяснения промышленной значимости выявленных месторождений.