Прогнозирование месторождений нефти и газа
Под прямыми поисками понимается поиски, основанные на выявлении геофизических и других эффектов, обусловленных или непосредственно залежами нефти и газа или геологическими образованиями, возникшими под действием углеводородов. Сейчас все чаще вместо термина «прямые поиски» используется термин «прогнозирование залежей нефти и газа или просто нефтегазоносности».
Залежи нефти и газа приводят к появлению в гравитационном поле относительных отрицательных аномалий силы тяжести, достигающих иногда больших значений. В основном же аномалии составляют первые десятые доли миллигала. Теоретические расчеты показывают, что нефтяные залежи суммарной мощностью 100 м, находящиеся на глубинах 1-3 км, могут создавать гравитационные аномалии до 0,3-0,4 мГал, а газовые залежи той же мощности до 0,7-0,8 мГл.
Однако результаты полевых работ расходятся с теоретическими расчетами. Наибольшие трудности применения гравиразведки связаны с выделением аномалий силы тяжести от нефтегазовых залежей из наблюдаемых гравитационных полей. Так как гравитационные поля над месторождениями нефти и газа обусловлены различными факторами, основными из которых помимо залежи является:
Поверхностные неоднородности и неоднородности в осадочной толще (размывы, разуплотнения, солевые отложения и т.п.)
Тектонические формы в осадочной толще, особенно структуры, в которых находятся залежи;
Рельеф и плотностные неоднородности кристаллического фундамента.
Эти факторы могут привести к тому, что эффекты залежи будут в значительной мере затушеваны. Поэтому их обнаружение и выявление требует специальной обработки исходных данных. На первых порах решение задачи шло по пути исключения влияния всех имеющихся гравитирующих факторов, в том числе и структурного. Оставшиеся после этого аномалии Δgприписывались нефтегазовой залежи.
Прием довольно прост, физически вполне ясен, однако на практике широкого применения не получил ввиду необходимости знания плотностной характеристики разреза с большой полнотой.
В процессе разработки проблемы было предложено значительное число других приемов, в частности, связанных с преобразованием или трансформацией гравитационных полей.
Метод полного нормированного градиента
Основой метода является оператор Gн – оператор полного нормированного градиента.
,
где М – число точек, в которых задана
функция Δgна участке или
профиле длинойL,v– показатель степени, обычно принимающий
значения 1,2,4, 6 …
Как видно из формулы числитель является полным вертикальным градиентом силы тяжести в точке с координатами (x,z) вертикальной плоскости, проходящей через профиль наблюдений. Знаменатель представляет собой среднее значение полного вертикального градиента на некотором горизонтальном уровнеz, в том числе и на профиле наблюдений приz=0, определенной длины и имеющемMточек наблюдений.
Таким образом, получаем особые точки, полученные, в результате деления пересчитанных значений полного вертикального градиента на среднее значение полного вектора градиента на каждом уровне пересчета.
Результаты расчетов Gнчасто удобно изображать не в идее графиковGн (x, z)на различных уровняхz, а виде полейGн представляющих собой систему изолиний.
Геологические структуры типа антиклиналь по поле Gн (x, z)отмечается положительными аномалиями с одним максимумом, расположенным около основания тела. В отдельных случаях возможно отображение и в конце структур, где будут находиться сравнительно небольшие максимумы помимо основного в центре.
Иная картина при присутствии нефтегазоносной залежи. Вместо одного максимума, как для однородной антиклинали, имеются два максимума, расположенные по краям структуры, несколько ниже залежи. Между максимума отмечается минимум, центр которого близко расположен к залежи.