Радиометрическая съемка в нефтеносных районах Западной Туркмении
В.И. ЕРМАКОВ, А.Н. ШАЦОВ
За последние годы большое значение как в СССР, так и за рубежом придают разработке вопроса применения радиометрии для поисков нефтяных и газовых месторождений.
Интерес к этому методу объясняется его большой экономичностью, а также тем, что, дополняя результаты других геофизических методов, радиометрия может давать определенные указания на наличие залежей нефти. Радиометрические съемки отдельных нефтеносных площадей, проведенные в СССР и США, показывают, как правило, снижение гамма-активности над нефтяными залежами, хотя пока еще нет удовлетворительного, геологически обоснованного объяснения этому явлению. Имеющиеся представления о природе аномалий гамма-активности пока еще гипотетичны.
В настоящей статье освещаются некоторые результаты наземных радиометрических съемок, поставленных под руководством профессора Ф.А. Алексеева работниками Института нефти АН СССР в Западной Туркмении.
Радиометрическая съемка нефтеносных и перспективных структур велась методом автомобильного профилирования с использованием автогаммарадиометра АГР-СС-56, сконструированного в Институте нефти АН СССР. В качестве индикатора радиоактивных излучений была использована кассета серийных газоразрядных счетчиков, причем конструкция прибора позволяла производить непрерывную запись гамма-активности при различных постоянных времени интегрирующей ячейки. Профилирование осуществлялось при скорости движения 15-20 км/час. Основными объектами исследований были известные нефтяные месторождения Кум-Даг, Кизыл-Кум, а также ряд перспективных структур Прибалханского и Кеймир-Чикишлярского нефтеносных районов.
Наибольший интерес с точки зрения разработки ряда методических вопросов представляют результаты съемки месторождения Кум-Даг, одного из основных эксплуатационных объектов Западной Туркмении. Структурной формой месторождения является куполовидная брахиантиклиналь, выполненная верхнетретичными и бакинскими песчано-глинистыми отложениями, интенсивно дислоцированными серией сбросов, ориентированных в общем северо-западном направлении. Залежи нефти приурочены к отложениям акчагыльского яруса и верхам красноцветной толщи. Строение поверхности месторождения неоднородно. Свод структуры выражен в рельефе незначительной возвышенностью с выходами пород бакинского яруса, закрытых на погружениях складки позднехвалынскими песчаными отложениями и маломощными эоловыми песками.
Радиометрическая съемка месторождения серией поперечных и продольных профилей позволила с достаточной полнотой установить характер распределения поля гамма-активности. На представленной карте профилей (рис. 1) выделяется отчетливая аномалийная зона пониженных значений гамма-активности, удовлетворительно совпадающая с известным контуром нефтеносности на западе месторождения и несколько выходящая за его пределы в восточной и северо-восточной частях. Относительное падение активности в пределах продуктивного свода месторождения достигает 0,5- 0,75 гамм.
Анализ строения поверхности месторождения не дает основания считать, что распределение поля гамма-активности обусловлено стратиграфо-литологическими или ландшафтными вариациями, влияние которых на результаты съемки не исключается. Характерно, что зона минимальных значений начинается в области развития хвалынских образований и захватывает площадь выходов пород бакинского яруса, причем сколько-нибудь значительных перепадов гамма-активности на контакте указанных отложений не фиксируется. Поэтому наиболее вероятным объяснением полученной аномалии радиоактивности является ее связь с нефтяными залежами месторождения. В этом случае определенный интерес имеет установленное распространение аномальной зоны гамма-активности за пределы известного контура нефтеносности на северо-востоке и востоке месторождения, что может быть связано с возможной нефтеносностью этих участков.
Несколько более сложная радиометрическая характеристика получена для соседнего месторождения Кизыл-Кум, значительная часть поверхности которого сложена песками, радиоактивность которых значительно ниже радиоактивности подстилающих грунтов. В связи с этим записанное по профилям изменение гамма-активности в большинстве случаев обусловлено характером распространения песчаных наносов. В области сплошного развития подвижных барханов, в условиях почти непрерывного перевеивания песка, несомненно, происходит нивелирование естественного поля гамма-активности, и полученные материалы не могут интерпретироваться с точки зрения их связи с глубинными явлениями. Характерно, что по отдельным профилям, проведенным в более благоприятных условиях, в пределах продуктивного свода структуры фиксируется отчетливое снижение радиоактивности.
Таким образом, результаты гаммаметрической съемки известных месторождений Западной Туркмении намечают существование определенной связи между распределением поля гамма-активности и нефтяными залежами. Такая зависимость наиболее отчетливо прослеживается в условиях однородной поверхности или при незначительном различии по естественной радиоактивности слагающих ее образований. В ряде случаев, как это будет показано ниже, влияние поверхностных изменений может предопределить результаты съемки.
В качестве примеров рассмотрим результаты съемок Прибалханского (структура Кобек) и Кеймир-Чикишлярского (погребенная антиклиналь Гекча) районов.
Структура Кобек расположена к юго-востоку от месторождения Кум-Даг. По данным структурного бурения складка представляет собой брахиантиклинальное поднятие, ось которого протягивается в северо-западном направлении. В своде структуры, сложенной верхнетретичными и бакинскими песчано-глинистыми отложениями, наблюдаются выходы пород бакинского яруса, прикрытые маломощными современными наносами. Морфологически значительная часть дневной поверхности участка съемки представляет плоскую равнину, занятую такырами, сменяющимися к юго-востоку солончаками, с которыми связана наиболее высокая радиоактивность района. Радиометрическая съемка серией поперечных профилей показывает весьма характерное снижение радиоактивности, имеющее вид четкой аномалии, удовлетворительно совпадающей со сводом и северо-западным окончанием структуры (рис. 2). Относительное снижение радиоактивности в пределах аномалийной зоны по сравнению с общим фоном участка достигает 0,5- 1,0 гамм. В пределах юго-восточного окончания структуры значительных перепадов гамма-активности не фиксируется, что может быть связано с особенностями глубинного строения участка, тем более, что однородность морфологии поверхности и литологического состава пород не дает основания объяснить наблюдаемое распределение поля гамма-активности влиянием указанных факторов. Таким образом, радиометрическая характеристика разведочной площади Кобек имеет большое сходство с полученной для соседнего нефтяного месторождения Кум-Даг. Учитывая однотипность геологического строения указанных структур, следует сделать вывод о единой, вероятно, природе полученных аномалий радиоактивности, связанных, возможно, с нефтеносностью этих структур.
Характерные перепады гамма-активности (рис. 3) фиксируются в пределах погребенной Гекчинской складки, выявленной сейсмической разведкой по отражающим горизонтам в образованиях, подстилающих красноцветную толщу.
Пока еще преждевременно делать выводы о природе зафиксированной аномалии гамма-активности, приуроченной к своду и крылу западного поднятия, однако однородная поверхность съемки заставляет искать объяснение в глубинных факторах.
Другим вопросом, требующим освещения при разработке радиометрического метода исследований нефтяных месторождений, является установление связи гамма-активности со строением поверхности и рядом других природных факторов, воздействующих на поле гамма-активности. Наблюдаемая связь создает определенные трудности при интерпретации материалов радиометрических исследований и может, по-видимому, ограничить применение радиометрии в отдельных неблагоприятных районах. Однако опубликованные представления (Bulletin of the American Association of Petroleum Geologist, vol. 40, № 10, October, pp. 2457-2474, 1956.) о том, что наблюдаемая связь аномалий радиоактивности с нефтяными залежами носит случайный характер, в достаточной мере тенденциозны и основаны на примерах съемки в неблагоприятных поверхностных условиях. Несомненно, что различные природные условия, не имеющие прямой связи с нефтеносностью, оказывают значительное влияние на результаты радиометрических съемок. Проведенные Институтом нефти в различных районах исследования показывают, что изменение фона гамма-активности связано с литологией и генезисом слагающих поверхность пород, распределением грунтовых вод, засолоненностью почвы, морфологией местности и другими факторами. Однако подобные изменения в большинстве случаев поддаются учету при правильной постановке геологической документации и исключаются при интерпретации радиометрических материалов. Влияние морфологии местности иллюстрируют результаты радиометрической съемки на площади, расположенной к югу от грязевого вулкана Гек-Патлаух и тектонически приуроченной к своду крупной Кеймир-Окаремской брахиантиклинальной складки. Поверхность участка съемки представляет собой слабо расчлененную равнину, в пределах которой отчетливо выделяются шоры, расчленяющие их террасовидные гривки и такыры. В прибрежной полосе развита гряда песчаных дюн.
Результаты радиометрической съемки, представленные на карте профилей (рис. 4), показывают отчетливую связь наблюдаемого распределения гамма-активности с выделенными морфологическими единицами. Наиболее низкий фон отмечается в пределах шоров, занимающих прибрежную часть района съемки. Шоры восточной полосы, расположенные гипсометрически выше, характеризуются более высоким фоном гамма-активности, что может быть связано с более глубоким залеганием грунтовых вод и меньшим хлоридным засолонением почвы. При переходе от шоров к такырам или песчано-глинистым террасам, покрытым с поверхности трещиноватой глинистой коркой, фон значительно повышается, причем относительное увеличение гамма-активности составляет 1,0-1,5 гамм. Геологический анализ материалов радиометрической съемки дает основание считать, что весьма сложная радиометрическая характеристика приведенного участка съемки главным образом обусловлена морфологией местности, влияние которой на изменение фона в данном случае является преобладающим.
Другим природным фактором, влияющим на распределение поля гамма- активности в условиях Западной Туркмении, является стратиграфо-литологический фактор. Почти повсеместно отмечается значительное изменение фона радиоактивности при переходе от одних стратиграфических горизонтов к другим. Наибольшие наблюдаемые перепады активности связаны с геологическими границами, разделяющими отложения различных фаций. Внутри фациально однотипных отложений значительных изменений фона гамма-активности, как правило, не отмечается.
Весьма характерный пример связи поля гамма-активности с геологическим строением поверхности дают результаты радиометрической съемки в пределах южной части Кеймир-Чикишлярского нефтеносного района, в строении поверхности которого принимают участие фациально различные и разновозрастные комплексы пород. На западе участка съемки, в прибрежной полосе, развиты морские и эоловые отложения новокаспийского яруса, представленные преимущественно глинами и глинистыми песками. Восточнее они сменяются пролювиально-аллювиальными глинистыми отложениями раннехвалынского времени. Геологическая карта одного из участков съемки представлена на рис. 5. Карта гамма-активности того же участка, построенная в условных изолиниях, дана на рис. 6. Нулевая изолиния соответствует среднему фону района.
Сопоставление карт показывает, что участки развития разновозрастных, фациально различных пород удовлетворительно оконтуриваются изолиниями радиоактивности, причем увеличение фона активности при переходе от новокаспийских к раннехвалынским отложениям составляет от 1,5 до 2,5 гамм.
Таким образом, из приведенных материалов видно, что для данных участков распределение гамма-активности в значительной мере связано с морфологией и геологическим строением поверхности съемки. В связи с этим во избежание грубых ошибок в интерпретации необходима самая тщательная увязка радиометрических данных с поверхностными условиями.
Учет этих факторов тем более важен, что структуры, выраженные морфологическими (прямой или обратный рельеф), а также имеющие различную гамма-активность пород, обнажающихся на дневную поверхность в своде и крыльях, могут иметь радиометрическую характеристику, идентичную с получаемой над нефтяными залежами.
Другой стороной вопроса связи поля гамма-активности поверхности с ее геологическим строением является возможность применения радиометрии для решения таких задач геологического картирования, как прослеживание стратиграфических границ и линий разрывов. Использование радиометрических материалов в значительной мере может облегчить работу геолога в районах с плохой обнаженностью, а также при картировании толщ, не имеющих надежных маркирующих горизонтов.
Из опыта проведенных работ следует, что радиометрическая съемка может найти широкое применение при поисках и разведке нефтяных месторождений. Работы, проведенные в Западной Туркмении, явились дополнительным подтверждением приуроченности зон пониженной гамма-активности к нефтеносным площадям.
Определенный интерес представляют также данные исследований юго-восточной части Кеймир-Чикишлярского района.
Как было показано, значительно сложнее обстоит дело с интерпретацией данных радиометрической съемки, проведенной в районах с резкими морфологическими изменениями поверхности. Различные неоднородности в строении поверхности сильно дифференцируют запись, что приводит к значительному усложнению обработки. Последняя ведется в направлении исключения влияния как стратиграфо-фациальных, так и морфологических разностей.
Институт нефти АН СССР
Рис. 1. Карта профилей наземной радиометрической съемки Кумдагского нефтяного месторождения.
1-радиометрический профиль (повышенные значения гамма-активности заштрихованы); 2-стратоизогипсы покровле горизонта Б; 3-линии нарушений; 4-контуризвестной нефтеносности.
Рис. 2. Карта профилей наземной радиометрической съемки структуры Кобек.
1-радиометрический профиль (повышенные значения гамма-активности заштрихованы); 2-стратоизогипсы по кровле апшеронского яруса; 3-линии нарушений.
Рис. 3. Карта профилей наземной радиометрической съемки структуры Гекча.
1-радиометрический профиль (повышенные значениягамма-активности заштрихованы); 2-стратоизогипсы поотложениям, подстилающим красноцветную толщу.
Рис. 4. Карта профилей наземной радиометрической съемки Кеймир-Окаремского района.
1-радиометрический профиль (повышенные значения гамма-активности заштрихованы); 2 - грязевой вулкан; 3 - площадь развития такыров и песчано-глинистых террас; 4-прибрежные песчаные дюны; 5 - площадь развития шоров.
Рис. 5. Схема геологического строения Кеймирского участка.
Рис. 6. Изолинии гамма-активности Кеймирского участка.
