Применение геофизических методов разведки при поисках нефти в зарубежных странах
Статья написана по материалам симпозиума, посвященного вопросам развития нефтяных ресурсов в странах Азии.
И.К. КУПАЛОВ-ЯРОПОЛК
Экономический совет дли стран Азии и Дальнего Востока (ИКАФЕ) Организации Объединенных Наций провел в декабре 1958 г. в г. Дели (Индия) симпозиум по вопросам развития нефтяных ресурсов в странах Азии. В число участников совещания вошел ряд стран, членов ООН, с развитой нефтяной промышленностью. Опыт, накопленный этими странами, должен облегчать выбор как направления, так и методики нефтепоисковых работ в странах Азии, которые в большинстве не имеют развитой нефтяной промышленности и затрачивают значительные суммы в валюте на приобретение нефтепродуктов.
На симпозиуме большое внимание было уделено вопросам, связанным с применением геофизических методов разведки для изучения бассейнов седиментации (региональные исследования), а также и для непосредственных поисков нефтеносных структур. Наличие обстоятельных докладов от Австралии, Нидерландов, СССР, ФРГ, США, Франции, явившихся хорошим дополнением к докладам стран района ИКАФЕ, позволило более полно определить значение и возможности этих методов в различных геологических условиях.
В настоящее время геофизические методы рассматриваются как одно из основных средств, обусловливающих прирост разведанных запасов нефти. В одном из докладов, представленном делегацией Индии, была приведена таблица, характеризующая общий среднегодовой прирост запасов нефти по некоторым странам мира и прирост запасов, отнесенный к некоторой площади, принятой за единицу, в зависимости от объема геофизических работ (в партие-месяцах) и числа поисковых скважин на этой площади (табл. 1).
Из данных табл. 1 следует, что наибольшим приростом запасов на единицу площади характеризуются в основном те страны, в которых широко применяются геофизические исследования и значителен объем поискового бурения.
Большинство стран Азии развивает свои нефтяные ресурсы, привлекая капитал из других стран и предоставляя концессии на нефтеперспективные площади, сохраняя все эти работы в частном секторе. Правительство Индии с 1955-1956 гг. прекратило предоставление концессий и проводит поиски и разведку нефти государственными организациями. Афганистан и Таиланд намечают развитие своих нефтяных ресурсов силами правительственных организаций с привлечением помощи извне. Подобного рода различия сказываются и на построении геофизической службы. Индия и Япония имеют каждая собственную геофизическую службу; в других странах работают отдельные геофизические партии от различных фирм - по контрактам. Ориентировочные данные об объемах геофизических исследований (в партие-месяцах) в 1957 г. для ряда стран приведены в табл. 2.
В большинстве стран геофизические партии благодаря благоприятным климатическим условиям могут работать 6-9 месяцев в году.
Обстоятельные доклады, содержащие анализ условий применения геофизических методов разведки и достигнутых результатов, были представлены делегацией Индии.
Делегации других стран Азии ограничивались упоминанием о проведении в их странах геофизических изысканий теми или иными методами и давали самую общую оценку этим методам. Это объяснялось тем, что в большинстве стран данные геофизических работ находятся у различных фирм и не обобщены.
В Японии нефтепоисковые работы ведутся почти 80 лет и все перспективные площади геологически изучены, поэтому геофизические методы используются там для решения частных задач на ограниченных площадях. Так, 27 приборо-месяцев гравиметрических работ были выполнены на 13 различных объектах, а 65 приборо-месяцев сейсморазведочных работ на 25 объектах.
В Индии более 60% площадей, рассматриваемых как нефтегазоперспективные, засняты аэромагнитной съемкой, 15% -гравиметрической съемкой; сейсморазведочные работы находятся в начальной стадии.
Аэромагнитной съемкой охвачена почти вся область Предгималайской депрессии (передового прогиба). С ее помощью удалось определить положение погребенных хребтов, делящих эту депрессию на отдельные впадины, и оценить мощность осадочных пород. Следует, однако, учитывать, что общая мощность осадков, установленная по данным аэромагнитометрии, не характеризует перспективы бассейна, так как в пределах Индустанского полуострова развиты метаморфизованные осадочные породы докембрийского возраста.
Густота сети при гравиметрической съемке составляет в Индии одно наблюдение на 2,5 км2. Эта разведка дала возможность установить некоторые особенности строения бассейнов, выделить области предполагаемых разломов. Однако гравиразведка не обеспечивает выявление локальных структур ни в долине Брамапутры (Ассам), ни в районе Камбея. В последнем, в пределах депрессии по поверхности траппов наблюдается положительная аномалия силы тяжести, вызванная изменением плотности глубинных пород. Некоторые, но далеко не все погребенные структуры отображаются в виде остаточных аномалий силы тяжести на гравиметрической карте.
Сейсмическую разведку применяют в Индии во всех перспективных на нефть и газ районах (кроме Раджастана), где в условиях пустыни исключительно трудно бурить взрывные скважины, даже при использовании сжатого воздуха вместо бурового раствора. Сейсморазведку используют при региональных исследованиях, а также для поисков отдельных структур и подготовки их к глубокому разведочному бурению. В 1958 г. все глубокие разведочные скважины были заложены на основании структурных карт, составленных по данным сейсмической разведки отраженными волнами. Отдельные региональные пересечения предгорной депрессии сейсморазведочными профилями позволили получить представление об асимметричном строении депрессии, возможной мощности осадков и поведении оси депрессии. КМПВ применяли в меньшей степени, преимущественно при региональных работах для определения глубины залегания кристаллических пород. Длина профилей КМПВ достигала 15 км; при работах использовали радиосвязь.
Геофизические, преимущественно сейсморазведочные работы проводились в Индии при техническом содействии советских специалистов.
Значительный интерес представили доклады делегаций Австралии и ФРГ.
В Австралии области развития осадочных пород занимают около 4 млн. км2, почти половину всего континента. До настоящего времени выделено 25 бассейнов седиментации, включающих различные комплексы пород от ордовика до третичных. Почти регионально отмечается несогласие между мезозойскими и более древними образованиями, поэтому определения площадей бассейнов и поиски структур осуществляются геофизическими методами.
Поиски и разведку нефти проводят несколько частных предприятий, каждое из них работает на определенной площади. При австралийском правительстве имеется Бюро минеральных ресурсов, геологии и геофизики (организовано в 1946 г.). Бюро проводит все региональные геофизические исследования, а также опытные работы, связанные с выработкой методики наблюдений в наиболее сложных условиях. Нефтеразведочные предприятия проводят детальные геофизические работы с целью поисков и подготовки к бурению отдельных структур, используя результаты региональных исследований и методические указания Отдела геофизики. Такое сочетание работ централизованной геофизической организации, проводящей региональные исследования, связанные с изучением глубины, площади и основных черт строения осадочных бассейнов, и геофизических групп, занятых поисками и разведкой в пределах отдельных районов, оказалось весьма плодотворным и значительно продвинуло геологическое изучение континента.
Геофизический отдел Бюро проводит все виды геофизических изысканий, связанные с поисками полезных ископаемых, инженерными проблемами, изучением новых образцов аппаратуры. Одновременно в отделе сосредоточены работы по изучению ионосферы, земного магнетизма, сейсмичности и других вопросов «большой» геофизики. Отдел имеет необходимые оборудование и транспорт, включая самолет для проведения аэромагнитной съемки.
Региональные исследования проводят путем сочетания аэромагнитной съемки с наземными гравиметрическими наблюдениями, выполняемыми в мелком масштабе. Для получения более правильного представления об изучаемом районе аэромагнитной съемкой покрывают и прилегающие к нему территории. При съемке прибрежных районов аэромагнитные маршруты продолжают в область шельфа на расстояние до 160 км от берега. Участки, представляющие наибольший интерес, покрывают сетью маршрутов через 1,5-3 км.
Сосредоточение в Бюро всех геофизических данных, в том числе и результатов маятниковых наблюдений, позволяет проводить все гравиметрические съемки от одного уровня, выявлять региональные изменения гравитационного поля и учитывать их при интерпретации крупномасштабных съемок. Совокупность гравимагнитных данных используют в первую очередь для качественной интерпретации - выяснения контура бассейна в целом и подразделения его на отдельные области, различающиеся по характеру своих геофизических полей. Одновременно проводят количественную интерпретацию тех же данных для получения представления о порядке мощности осадочной толщи в различных частях бассейна. Опыт показал, что подобные определения, основанные только на данных гравимагнитной съемки, могут содержать значительные ошибки. Поэтому в каждом бассейне выполняют один или несколько региональных сейсморазведочных профилей, положение которых выбирают на основании сложившегося представления о строении бассейна. Данные сейсмической разведки более уверенно характеризуют строение бассейна: мощность осадков и наличие погребенной складчатости или несогласий. Изучают также изменения с глубиной скоростей распространения упругих волн. В тех случаях, когда сейсморазведочные профили дают иную картину по сравнению с имевшейся геологической интерпретацией гравимагнитных съемок, производится повторная интерпретация последних.
Проведение геофизических исследований сопряжено в Австралии со значительными трудностями, обусловленными преимущественно удаленностью объектов разведки и отсутствием дорог. Геофизическим партиям приходится самим прокладывать для себя пути движения. Часто это достигается тем, что впереди партии движется бульдозер, расчищая путь. В ряде районов применяют вертолеты. На Новой Гвинее вертолеты являются, единственным средством доставки всех видов оборудования, даже для глубоких буровых, если последние удалены от судоходных рек более чем на 6 км. Начиная с этого расстояния, использование вертолетов является экономически более оправданным, чем строительство и содержание дорог в условиях тропического леса.
Проведение сейсмической разведки затруднено, кроме того, следующим. В некоторых районах техническую воду для бурения приходится доставлять за 150 км. Чтобы повысить уровень полезной энергии, широко применяют группирование сейсмоприемников - до 18 приборов на канал. Большое значение имеют условия возбуждения. Наличие на небольшой глубине (около 30 м) пласта, характеризующегося высокой скоростью распространения упругих колебаний, ухудшает условия приема, если заряд не помещен ниже этого пласта. Положительный результат может быть получен в подобных условиях также при рассредоточении заряда и производстве взрыва одновременно в 30-36 скважинах глубиной по 6 м каждая.
Исследования, связанные с выбором наилучшей методики разведки в сложных условиях, проводятся геофизическим отделом Бюро. В результате подобных исследований значительно расширилась возможная область применения сейсморазведочного метода. В частности, систематически получали отражения от границ, находящихся ниже покрова базальтов.
Несмотря на сложность проведения и дороговизну, сейсморазведочные исследования включаются как неотъемлемый элемент в программу региональных исследований, так как в ряде районов сейсморазведочными работами была выявлена ошибочность первоначальной интерпретации данных гравимагнитных наблюдений. В бассейне Карнарвон сейсморазведкой установлено, что антиклинальные складки, выявленные при геологическом картировании, существуют только в пределах верхних 900 м осадочной толщи, а глубже слои залегают синклинально. В бассейне Каннинг при разведке купола Неррима сейсморазведкой выявлен ряд сбросов, а главное было установлено структурное несоответствие между верхними и нижележащими отложениями.
Правильная постановка региональных исследований позволила в короткий срок изучить строение многих бассейнов. В частности, для Большого артезианского бассейна, занимающего территорию около 500 тыс. км2, установлено преимущественно неглубокое залегание фундамента в пределах 600-1200 м и зависимость гравитационной картины от изменений петрографического состава пород фундамента. В короткий срок было установлено, что бассейн Перт представляет впадину длиной около 650 км при ширине до 90 км. Мощность осадочного комплекса в бассейне достигает 9000 м. Бассейн Перт рассматривается теперь как один из наиболее перспективных для постановки нефтепоисковых работ.
В докладе о роли различных геофизических методов при поисках нефти в ФРГ охарактеризованы условия применения геофизической разведки для решения разведочных задач в пределах небольшого, геологически хорошо изученного района. Месторождения нефти в ФРГ обычно невелики и приурочены либо к склонам соляных куполов, к антиклинальным складкам в надсолевой толще, или к ловушкам, обусловленным поверхностями несогласия. Наличие большого числа глубоких скважин дало возможность установить, что сейсморазведочный метод отраженных волн является единственно пригодным не только для разведки, но и для поисков нефтеносных структур. Детальные гравиметрические наблюдения даже с высокоточной аппаратурой не были в состоянии выявить погребенные антиклинальные складки между соляными куполами и даже некоторые соляные купола. При помощи метода преломленных волн был выявлен ряд соляных куполов и часть погребенных антиклиналей. Однако основная заслуга в открытии 48 месторождений нефти в северной части страны, 12 новых месторождений в пределах Рейнского грабена и 8 месторождений газа в Предальпийском прогибе принадлежит методу отраженных волн. Только этим методом удалось выделить отдельные блоки в пределах грабена и стратиграфические ловушки, с которыми связана часть месторождений. Наличие разрезов, построенных по данным метода отраженных волн, дает возможность производить палеографические построения и таким путем получать указания о наличии стратиграфических ловушек и их местонахождении.
В результате исследований была разработана методика наблюдений, позволившая успешно применять сейсморазведку и при отсутствии протяженных отражающих горизонтов и точно определять положение отдельных ограниченных отражающих площадок.
Начиная с 1953 г., на территории ФРГ ежегодно проводят разведку 30-40 сейсморазведочных партий с целью выявления деталей строения нефтеперспективных участков.
Рекомендации доклада по ФРГ свелись к тому, что в районах со сложным строением, аналогичным строению ФРГ, необходимо даже на начальной стадии разведки применять сейсморазведочный метод отраженных волн, как основной метод изучения структурных условий. Остальные методы следует применять лишь для решения отдельных частных задач.
Заседания симпозиума проходили в атмосфере дружественного сотрудничества. Доклады и выступления представителей советской делегации (руководитель делегации СССР В.В. Федынский) выслушивались с большим вниманием. Было отмечено, что на многочисленные вопросы члены советской делегации давали точные и обстоятельные ответы, что способствовало пониманию точки зрения делегации.
Секретариат ИКАФЕ намечает издание докладов симпозиума.
|
Страна |
Годовой прирост запасов, млн. т |
Количество |
||
|
общий |
на 100 тыс. км2 |
объем геофизических работ в партие-месяцах на 100 тыс. км2 |
поисковых скважин на 100 тыс. км2 |
|
|
Канада |
223 |
14 |
85 |
42 |
|
Мексика |
100 |
18 |
38 |
6 |
|
Франция |
96 |
38 |
57 |
12 |
|
Колумбия |
40 |
5 |
14 |
2 |
|
ФРГ |
30 |
11 |
118 |
31 |
|
Аргентина |
28 |
2 |
6 |
1,5 |
|
Индия |
20 |
4 |
4 |
0,4 |
|
Перу |
17 |
2 |
5,5 |
5,5 |
|
Чили |
10 |
13 |
61 |
10 |
|
Нидерланды |
10 |
30 |
85 |
31 |
|
Италия |
9,5 |
8 |
117 |
16 |
Примечание. Данные таблицы пересчитаны в метрические меры.
|
Страна |
Виды геофизических работ |
|
|
гравиметрические |
сейсморазведочные |
|
|
Бирма |
16 |
8 |
|
Индия |
72 |
65 |
|
Индонезия |
21 |
43 |
|
Пакистан |
13 |
73 |
|
Таиланд |
4 |
- |
|
Филиппины |
10 |
7 |
|
Япония |
27 |
65 |