Сейсмические методы
Сейсмические исследования — это основной вид геофизических работ, используемый для обнаружения ловушек неструктурного типа, в первую очередь это относится к методам отраженных волн (МОВ) и общей глубинной точки (МОГТ), Сейсмические исследования часто комплексируются с гравиметрическими и электроразведочными. Наиболее благоприятные результаты получены по прослеживанию зон литологического выклинивания и стратиграфического срезания в Западно-Сибирской, Предкавказско-Крымской, Туранской, Волго-Уральской нефтегазоносных провинциях, в Апшеронской нефтегазоносной области, в шельфовых частях акваторий Каспийского, Черного и Азовского морей.
Сложность прослеживания зон выклинивания заключается в том, что при фазовой корреляции выклинивающаяся пачка фиксируется лишь до тех нор, пока ее мощность больше длины сейсмической волны. Существующими методами удается установить зону выклинивания для пачек мощностью лишь более 70 м. По Р. Кингу, для районов Северной Америки разрешающая способность сейсморазведки в наиболее благоприятных условиях не позволяет выделять пласты мощностью менее 30 м.
Для сейсмических методов поисков в последнее десятилетие характерно их успешное развитие в двух направлениях: 1) цифровая обработка данных и синтетическое моделирование и 2) исследование литолого-фациального состава отложений. Последнее, направление; получило у американских геофизиков название «сейсмостратиграфия», хотя, как известно, с помощью комплекса сейсмических исследований решают чисто литологические задачи: прослеживание литологических границ, определение морфофизических особенностей отдельных фациальных комплексов и т. д. Стратиграфическое же изучение предусматривает обязательное определение возраста отложений.
Существенное повышение качества получаемых результатов на Современном уровне достигнуто благодаря совершенствованию методики и техники работ. Это — переход на цифровую регистрацию и систему многократных перекрытий при полевых наблюдениях, совершенствование цифровой обработки, новые способы визуализации сейсмических данных, создание новых методов интерпретации.
На рис. 17 мощность отложений дельты превышает 900 м, а её протяжённость составляет 32 км. Обращает на себя внимание резкий подъём края шельфа до современного положения после длительного периода горизонтальных движений.
Возможности применения сейсмических методов в тех или иных геологических условиях оценивают с помощью метода синтетических сейсмограмм, которые позволяют изучить структуру волнового поля в заданных временных и глубинных интервалах.
В штате Оклахома (США) были проведены экспериментальные исследования, целью которых явилось определение связи формы записи отраженных волн с литологическими свойствами пород с последующей статистической обработкой данных, По серии скважин, через которые проходят сейсмические профили, для пенсильванского комплекса Морроу намечена зона распространения русловых песчаников (рис. 18). Выделение их происходило с учетом данных акустического каротажа в скважинах, с помощью построения синтетических сейсмограмм и последующего сопоставления диаграмм акустического каротажа, синтетических и полевых сейсмограмм для интервала разреза, представленного породами с различной литологической характеристикой.
В нашей стране разрабатывается направление, известное под общим названием — прогнозирование геологического разреза (ПГР), заключающееся в определении по геофизическим данным состава горных пород, в прогнозировании условий их образования и поисках аккумулятивных тел, являющихся ловушками нефти и газа. Эти работы успешно ведутся в: ЦГЭ, ВНИИГеофизике, ВНПО «Союзморгео» и других организациях.
Широкое развитие в настоящее время получила также скважинная сейсморазведка, основанная на совместной интерпретации геофизических материалов и результатов глубокого бурения скважин. Метод вертикального сейсмического профилирования (ВСП) и его разновидность — поляризационный метод — позволяют изучать физические свойства разреза в около-и межскважинном пространстве с радиусом до 3 км. Эти исследования расширяют возможности поисков зон выклинивания и картирования их в плане. Эффективность прогнозирования резко возрастает при цифровой регистрации и обработке сейсмических данных.
Для слабо изученных районов ряда нефтегазоносных провинций и областей СНГ с помощью сейсмических методов удалось выделить и проследить различные по составу литологические толщи, установить общий характер фациальной обстановки, наметить в разрезе возможные коллекторские и экранирующие толщи и дать прогноз распространения ловушек неструктурного типа. В Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции М. Я. Рудкевичем и др. были закартированы зоны региональных литолого-фациальных замещений продуктивных пластов в нижнемеловых отложениях, с которыми связаны структурно-литологические залежи, в частности на Федоровском (пласт. БС11), Усть-Балыкском (пласт БС10) и других месторождениях.
Высокоточные материалы по нефтегазоносным районам получены в результате комплексного анализа особенностей волнового поля, очищенного от кратных волн, данных о пространственном поведении пластовых скоростей, амплитуд, частот, полярности отраженных волн и других параметров. При этом большое внимание уделяется сейсмическому картированию аккумулятивных (клиноформных) седиментационных тел, широко распространенных в пределах прибрежных, мелководных зон и хорошо выраженных склонов бассейнов седиментации (рифогенные, баровые тела, дельтовые образования и т. д.).
Для изучения внутреннего строения литологически неоднородных комплексов применяют методику детального прогнозирования геологического разреза (ДПРГ), базирующуюся на обработке сейсмических и скважинных материалов (ГИС). Комплексные исследования позволяют изучить особенности строения пластов мощностью 15—20 м, для которых строятся двумерные поля динамических параметров сейсмических волн, литолого-акустические разрезы скважин и временные разрезы эффективных коэффициентов отражения (ЭКО).
Интерпретация полученных результатов позволяет создать модель тонкослоистого разреза, проследить границы пластов, отметить выклинивания, тектонические нарушения, определить соответствие между акустическими и литологическими границами и т. д. Так, по этой методике в Нюрольской' впадине Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции по акустическим границам выделены кровля и подошва баженовской свиты, доюрская поверхность, отмечены тектонические нарушения, прослежены угольные и песчаные реперы в разрезе, локализованы зоны выклинивания песчаников, выделены интервалы улучшения коллекторских свойств в баженовской свите.
В последние годы в ЗапСибНИГНИ разработан метод сейсмоэнергетического картирования при выделении нефтесодержащих горизонтов. При этом используются энергетические и спектральные параметры волнового поля — прямые индикаторы присутствия нефти в пласте. Этот метод применен для исследования нефтегазонасыщенности в литологических залежах баженовской свиты верхней юры. Установлено, что энергоотдача нефтенасыщенных разностей продуктивного пласта Юо почти на порядок меньше энергоотдачи непродуктивных горизонтов. Это позволило прогнозировать распространение нефтенасыщенных частей разреза баженовской свиты. В шельфовых частях акваторий задачи поисков неструктурных ловушек успешно решаются на основе метода отраженных волн. При использовании многоканальных приемников упругих колебаний с широким спектром и записью изучаемых сигналов получают высокоточные материалы, которые при обработке на ЭВМ позволяют получить максимальную разрешенность сейсмозаписи и очень точно определить кинематические и динамические характеристики волновой среды.
Гравиметрические, магнитометрические и электрометрические методы
Гравиметрические исследования успешно применяют в комплексе с сейсмическими для выявления зон нефтегазонакопления рифогенного типа.
Комплексирование высокоточной гравимагниторазведки и сейсморазведки МОП успешно используют при поисках неструктурных залежей в вулканогенно-осадочных образованиях Азербайджана. Для этого типа разреза гравитационное поле хорошо отражает геологическое строение с характерными крутыми углами, падения на крыльях структур, резким изменением литофаций и т. д. Вследствие повышенной магнитной восприимчивости вулканогенных пород здесь эффективно применение магниторазведки. Комплексирование высокоточной гравиразведки и магниторазведки, с сейсморазведкой МОП, в частности, позволяет установить зоны выклинивания на склонах крупных поднятий в вулканогенно-осадочной толще мезозойских отложений Азербайджана. Поиски неструктурных залежей с помощью электроразведочных методов заключаются в измерении горизонтальной геоэлектрической неоднородности, связанной с изменением физических свойств, пород по горизонтали и наличием наклонных границ. По материалам вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) и метода теллурического зондирования (МТЗ) в комплексе с поисковым и разведочным бурением для ряда нефтегазоносных областей Азербайджана выявлены фациальные замещения, зоны выклинивания песчаных горизонтов.
Большие возможности применения электроразведочных работ на акватории Каспийского моря, в том числе и по прямым поискам залежей, показаны коллективом исследователей ЮжВНИИГеофизики и Азнефтехима. Исследования в модификации непрерывного дипольного осевого зондирования, непрерывного осевого профилирования, морского картировочного электропрофилирования в совокупности с сейсморазведкой позволили проследить латеральную неоднородность разреза, связанную со сменой литолого-фациального состава и изменением характера нефтенасыщенности пластов. На картах изоом зонами минимумов отражаются сводовые части складок, характеризующиеся приближением к дневной поверхности проводящих отложений.
Большое значение имеют электроразведочные методы ВЭЗ и МТЗ для картирования погребенного рельефа фундамента, с которым связаны ловушки литологического выклинивания и прилегания.
Промысловые геофизические методы
Последние достижения в проведении и интерпретации геофизических исследований скважин свидетельствуют о накоплении опыта использования интерпретационного математического обеспечения на мини-ЭВМ, установленных на каротажных станциях и в стационарных центрах обработки данных каротажа. Математическое обеспечение представляет собой комплексы программ, позволяющих в частности, исследовать сложно построенные многокомпонентные карбонатные и глинистые породы и оценивать по данным каротажа пористость, характер насыщения флюидами, количество и тип глинистых минералов, тяжелых минералов и т. д.
Данные промысловой геофизики широко используют при диагностике фациальных условий осадконакопления и выделении аккумулятивных тел различного генезиса, При этом для терригенного разреза наиболее успешно применяют анализ каротажных диаграмм самопроизвольной поляризации (ПС) и естественной радиоактивности (ГК). По даннылл И. С. Джафарова, в составе песчано-глинистой продуктивной толщи Апшеронского полуострова по форме кривой ПС удается выделить русловые и дельтовые песчаники, береговые бары, песчаники в основании трансгрессивных серий, по форме кривой ГК — уточнить литологию и текстурные особенности разреза (глины, глинистый конгломерат, песчанистый конгломерат, микрослоистый песчаник и т. д.). Однако при этом следует учитывать то обстоятельство, что на форму кривой ПС большое влияние оказывает минерализация пластовых вод, на форму кривой ГК — присутствие в породах минералов с высокой естественной радиоактивностью.
Для продуктивных юрских отложений Мангышлака, включающих континентальные, переходные и морские фации, В. С. Муромцевым разработаны электрометрические модели фаций, отличающиеся индивидуальными особенностями строения кривой ПС. Метод естественной радиоактивности применялся для уточнения полученных результатов. Этот способ предусматривает широкое использование математических методов обработки данных с применением ЭВМ. Он был успешно апробирован для продуктивных отложений Самарского Поволжья и Центрального Приобья при поисках неструктурных залежей.
В последние годы среди геофизических методов, позволяющих выделить несогласия в разрезе и различные клиноформы на шельфе морей, наибольшее значение приобрели методы сейсмоакустического каротажа.