Петрофизическая характеристика нефтегазового месторождения с ловушкой, связанной с соляными куполами
Распределение физических свойств значительно усложнено в районах с солянокупольной тектоникой.
Глубокое залегание соляного массива может привести к образованию в надсолевых отложениях обыкновенных антиклинальных ловушек, отличающихся от других наличием в ядрах соли. Чистая соль обычно характеризуется довольно выдержанными свойствами: σ=2,1-2,2 г/ , ρ=10000-100000 Ом м, Vp=4,2-5,5 км/с. Примеры подобных месторождений встречаются в Днепровско-Донецкой(Щебелинское), Прикаспийской впадинах и других районах. Наличие соли существенно сказывается на физической характеристике толщ и структур[1].
В таблице 1 приведены значения физических свойств пород различного состава и возраста Прикаспийской впадины(по данным Н.Я.Кунина, А.Я.Бродского и др.)[2]
Таблица 1. Физические свойства пород
В
целом плотности и скорости терригенных
надсолевых пород увеличиваются с
глубиной. Плотностная и скоростная
граница соли и надсолевых отложений
обладает переменной по глубине
контрастностью. Причём контрастность
скоростной границы быстро убывает с
глубиной, а контрастность плотностной
границы с глубиной возрастает.
Скорости и плотности в галогенных образованиях существенно зависят от их состава: максимальные скорости – 5,2-6,0 км/с и плотности 2,6 г/ имеют сульфатно-карбонатные разности, средние значения 4,2-4,7 км/с и 2,12-2,20 г/ – каменная соль(преимущественно галит), а минимальные значения – 4,0-4,6 км/с и 2,12-1,15 г/ – калиево-магниевые разности. Бишофиты и их карналлитовые оторочки характеризуются скоростями до 3,0 км/с. Однако в целом соляные тела характеризуются существенно пониженной плотностью и увеличенной скоростью распространения упругих колебаний по сравнению с отложениями надсолевой толщи. Особенно резко, на 2-3 порядка, отличаются они по электрическому сопротивлению. Массивы каменной соли определяют основные черты аномального поля ∆ga, а поверхность соли является кровлей пласта бесконечного сопротивления. Эта же поверхность представляет собой резкую акустическую границу в сводах куполов и соляных массивов.
Граница между галитами и подстилающими их ангидритами в основании соленосной формации является жёсткой акустической границей, с которой связаны динамически выраженные отражённые волны. При незначительной мощности ангидритов отражения от этой границы и от кровли подсолевых осадков(карбонатных или терригенных) интерферируют, образуя одну достаточно устойчивую волну, которую обычно формально связывают с поверхностью подсолевого комплекса. Плотности и скорости в породах подсолевого комплекса мало зависят от глубины. Они определяются литологическим составом пород и зависят от рпзвития зон АВПД[2].
Характеристика физических полей нефтегазовых ловушек связанных с соляными куполами
Возможности различных геофизических методов при решении структурных задач в солянокупольных районах определяются спецификой распределения физических свойств разреза, которая связана с наличием резко изменяющейся по мощности соленосной толщи и её неоднородностью. В то же время галогенные отложения отличаются по электрическому сопротивлению, плотности и скорости упругих волн от вмещающих пород[2].
Поиски соляных куполов наиболее надежно осуществляются методами гравиразведки, по результатам которых четко выделяются минимумы силы тяжести, приуроченные к наиболее возвышенным участкам соляных диапиров. Интенсивность минимумов варьирует от единиц до первых десятков миллигал, а конфигурация их, как правило, изометричная, округлая или амебовидная.
При детальных съемках по интенсивности зон высоких горизонтальных градиентов ∆g, окаймляющих минимум, может быть сделано качественное заключение о крутизне склонов купола. По данным гравиразведки выделена большая часть солянокупольных структур.
В редких случаях к соляным куполам приурочены небольшие положительные магнитные аномалии, обусловленные обломками диабазов, вынесенных при движениях соли и сконцентрировавшихся в кепроке. Обычно солянокупольные тела не находят отображения в магнитном поле.
Соляные купола отчетливо фиксируются при сейсмических поисковых исследованиях, так как по волновым нолям они резко отличаются от межкупольных мульд. В межкупольных мульдах систематически прослеживается серия выдержанных опорных отражающих и преломляющих горизонтов в надсолевых отложениях и нередко четкие отражающие горизонты в подсолевых породах. Сейсмические реперы, связанные с надсолевым комплексом, вблизи соляного купола обычно испытывают более или менее резкое воздымание, после чего их прослеживание становится нечетким или их корреляция прекращается. Лишь над глубоко погребенными соляными куполами и по профилям вдоль погруженных склонов соляных куполов трассируются отдельные опорные горизонты через сводовую часть поднятий из одной межкупольной мульды в другую.
Подсолевые горизонты под соляными куполами обычно прослеживаются на значительно меньших временах, чем в межкупольных мульдах. Минимумы нормальных времен подсолевых отражений, приуроченные к сводам солянокупольпых поднятий, обусловлены не конформным поднятием подсолевых горизонтов, а более высокой средней скоростью распространения упругих волн в соляном куполе по сравнению со средней скоростью в породах падсолевого комплекса, выполняющих межкупольные мульды.
Неглубоко залегающие своды соляных куполов четко картируются методом КМПВ по высоким значениям Vp(4,5—4,8 км/с) или по первым вступлениям на сейсмограммах MOB, полученных при достаточно протяженных длинах годографа.
Таким образом, поиски соляных куполов эффективно осуществляются комплексом гравиметрических съемок и сейсмическими площадными исследованиями. Соляные купола отображаются минимумами ∆g, поднятиями или прекращением корреляции надсолевых сейсмических реперов, неглубоким залеганием высокоскоростных преломляющих горизонтов, приуроченных к кровле соли, а также резкими минимумами времен регистрации подсолевых отражений[1].
Основным методом при поисках солевых структур является МОГТ. Однако сложность геологического строения и распределения физических свойств определяет неполноту решения задач одним сейсмическим методом по следующим причинам:
Кровля соленосной толщи систематически картируется МОГТ лишь в сводовых частях соляных массивов и куполов(рис.1).
Рис.1.Временный разрез МОГТ(12-кратное прослеживание).Астраханский свод(по А.Я.Бродскому, В.И.Шепиловой, Е.А.Капилевичу, 1980 г.)
Точность построения границ надсолевого комплекса в отдельных изолированных мульдах при отсутствии опорных данных бурения недостаточна. Определение интервальных скоростей по данным МОГТ в условиях градиентной или относительно тонкослоистой среды затруднено.
Прослеживание отражённых волн, связанных с подсолевыми границами, значительно осложнено наличием разрывов в корреляции, петель, заходов, обусловленных существенной криволинейностью преломляющих границ в покрывающей толще, а также резкими изменениями скорости в ней при переходе из зоны соляного купола в зону мульды и наоборот(рис.1). Значительными помехами являются сложноотражённые, дифрагированные и боковые волны, распространяющиеся вне плоскости профиля.
Первая волна, образованная наложением волн, отражённых от границ вблизи подошвы соленосного комплекса и в кровле подсолевых осадков, является интерференционной.
Для волн, отвечающих более глубоким подсолевым границам, характерно в большинстве случаев низкое отношение сигнал/помеха.
Для выявления объектов примыкания необходимо прослеживание границ в надсолевых осадках и изучение границы, отвечающей поверхности соли. Их пересечение(при условии воздымания коллектора, перекрытого покрышкой, к стене соли) определяет искомую структуру примыкания.
Границы в надсолевых отложениях изучаются сейсморазведкой МОГТ; рельеф соли – электроразведкой ТТ и МТЗ, гравиразведкой, а также сейсмороразведкой КМПВ. Гравиразведка используется для обнаружения соляных куполов, которым соответствуют надкупольные структуры.
Задача выявления подсолевых структур решается сейсморазведкой МОГТ, а также в комплексе с электроразведкой ЗСБЗ.
Отражённые волны надсолевого комплекса хорошо выделяются в пределах мульд. В присводовых зонах куполов корреляция волн нарушается, что затрудняет идентификацию волн от мульды к мульде. Крутые стенки куполов сейсморазведкой не прослеживаются, но наличие их устанавливается качественно по прекращению прослеживания надсолевых границ и присутствию характерной группы волн, в виде веера криволинейных осей синфазности, пересекающих другие отражения(рис.1).
Для картирования поверхности соли используются электро-, гравии- и сейсморазведка КМПВ.
Точность изучения рельефа поверхности соленосной толщи методами электроразведки и гравиразведки примерно одинакова. В мульдовидных зонах большей надёжностью характеризуются данные гравиметрии[2].