Применение геофизических методов разведки при поисках нефти в странах Азии
По материалам симпозиума по вопросам развития нефтяных ресурсов в странах Азии.
И. К. КУПАЛОВ-ЯРОПОЛК
Экономический совет для стран Азии и Дальнего Востока (ЭКАДВ) Организации Объединенных Наций провел в декабре 1958 г. в г. Дели (Индия) симпозиум по вопросам развития нефтяных ресурсов в странах Южной и юго-восточной Азии. Участниками совещания были также страны, члены ООН, имеющие развитую нефтяную промышленность. Опыт, накопленный этими странами, должен облегчить выбор как направления, так и методики нефтепоисковых работ в странах Азии, большинство из которых не имеет нефтяной промышленности и затрачивает значительные средства на приобретение нефтепродуктов. Участие Советского Союза в симпозиуме имело своей целью оказание всемирного содействия слаборазвитым странам Азии и Дальнего Востока в развитии их собственных нефтяных ресурсов путем передачи передового опыта советской нефтяной промышленности. Со своей стороны нефтяные монополии крупнейших капиталистических стран интересовались симпозиумом, имея в виду найти новые возможности приложения капитала и извлечения прибыли путем вовлечения в разведку и эксплуатацию новых месторождений нефти и газа.
На симпозиуме большое внимание было уделено вопросам, связанным с применением геофизических методов разведки для регионального изучения бассейнов осадконакопления, а также для непосредственных поисков нефтеносных структур. Обстоятельные доклады на эти темы представителей СССР, США, Австралии, Нидерландов, ФРГ, Франции позволили более полно определить значение и возможности геофизических методов в различных геологических условиях.
В настоящее время геофизические методы единодушно рассматриваются как одно из основных средств, обусловливающих прирост разведанных запасов нефти. В частности, в одном из докладов делегации Индии была приведена таблица, характеризующая общий среднегодовой прирост запасов нефти по 10 странам мира и прирост, отнесенный к некоторой площади, принятой за единицу, в зависимости от объема геофизических работ в партие-месяцах и числа поисковых скважин на той же площади. Ниже приводится табл. 1 из этого доклада, пересчитанная в метрические меры.
Таблица 1
|
Страна |
Годовой прирост запасов, млн. т |
На 100 000 км2 приходится |
||
|
общий |
на 100 000 км2 |
геофизических работ, партие-месяцы |
поисковых скважин |
|
|
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 |
В таблицу не включены страны Среднего Востока и Венесуэла в силу специфичности нефтепоисковых работ в этих странах. Из приведенных данных следует, что, несмотря на большое разнообразие геологических условий, как правило, наибольший прирост запасов на единицу площади обеспечили те страны, в которых широко применяются геофизические исследования и выполняется значительный объем поискового бурения.
Большинство стран Южной и юго-восточной Азии развивает свои нефтяные ресурсы, привлекая капитал из других стран и предоставляя концессии на нефтеперспективные площади на основе частной инициативы. Правительство Индии с 1955-1956 гг. прекратило предоставление концессий и проводит поиски и разведку нефти государственными организациями. Афганистан и Таиланд осуществляют развитие своих нефтяных ресурсов силами правительственных организаций и при помощи извне. Необходимо особо отметить успешное развитие работ по поискам нефти и газа в Афганистане, которые ведутся при научно-технической помощи Советского Союза, а также Румынии и Чехословакии. Подобного рода различия в политике поисков и разведки нефти сказываются и на организации геофизических работ. Индия и Япония имеют собственную геофизическую службу, в других странах работают отдельные геофизические партии от различных фирм по контактам. Объем геофизических исследований (в партие-месяцах) за 1957 г. приведен ориентировочно в табл. 2.
Таблица 2
|
Страна |
Вид геофизических работ |
|
|
гравиметрические |
сейсморазведочные |
|
|
Бирма |
16 |
8 |
|
Индия |
72 |
65 |
|
Индонезия |
21 |
43 |
|
Пакистан |
13 |
73 |
|
Таиланд |
4 |
- |
|
Филиппины |
10 |
7 |
|
Япония |
27 |
65 |
В большинстве стран геофизические партии из-за климатических условий могут работать 6-9 месяцев в году.
Обстоятельные доклады, содержащие анализ условий применения геофизических методов разведки и достигнутых результатов, были представлены делегацией Индии. В этой стране весьма успешные геофизические работы были проведены за последние годы в дружественном сотрудничестве с СССР, оказывающим Индии научно-техническую помощь в области поисков и разведки нефти. Как известно, эта помощь привела к открытию на территории Индии крупных месторождений нефти в Камбейском районе, который ранее считался бесперспективным. Делегации других стран Азии ограничивались упоминанием о проведении в их странах геофизических изысканий теми или иными методами и давали им самую общую оценку. Это объясняется тем, что в большинстве стран данные геофизической разведки находятся у различных фирм и не обобщаются. В Японии нефтепоисковые работы ведутся почти 80 лет, и все перспективные площади геологически изучены, поэтому геофизические методы используются 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, заснято аэромагнитной съемкой, гравиметрическая съемка проведена на 15% территории, сейсморазведочные работы находятся в начальной стадии.
Аэромагнитная съемка в Индии охватила почти всю область Предгималайской депрессии (передового прогиба). Она позволила определить положение погребенных хребтов, делящих эту депрессию на отдельные впадины, и оценить мощность осадочных пород, не подвергавшихся метаморфизму. Следует, однако, учитывать, что местами общая мощность осадков, устанавливаемая по данным аэромагнитометрии, может быть завышена, так как в пределах Индустанского полуострова развиты метаморфизованные осадочные породы докембрийского возраста, в ряде районов слабомагнитные.
Гравиметрическая съемка проводится с густотой сети 1 наблюдение на 2,5 км2. Этот вид разведки позволяет уточнить тектоническое районирование закрытых территорий, установить некоторые особенности строения бассейнов, выделить области предполагаемых разломов, а в ряде случаев также получить указания на наличие локальных структур в осадочной толще. Однако этот метод не обеспечивает надежного выявления локальных структур ни в долине Брамапутры (Ассам), ни в районе Камбея, на западе Индии. В последнем районе, где трапы погружены на значительную глубину, наблюдается положительная аномалия силы тяжести, вызванная изменением плотности глубинных пород.
Сейсмическая разведка получила применение во всех перспективных на нефть и газ районах Индии, кроме Раджастана, где в условиях пустыни исключительные трудности представило бурение взрывных скважин, даже при использовании сжатого воздуха вместо бурового раствора. Сейсморазведка применяется 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. Корреляционный метод преломленных волн (КМПВ) применялся в меньшей степени, преимущественно при региональных работах для определения глубины залегания кристаллических пород. Длина профилей КМПВ достигала 15 км при использовании радиосвязи.
Помимо доклада делегации СССР, освещавшего состояние геофизических работ в СССР, значительный интерес представляли доклады делегации 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 повсеместно отмечается несогласие между мезозойскими и более древними образованиями, поэтому определения площадей бассейнов и поиски структур осуществляются геофизическими методами.
Поисками и разведкой нефти занято несколько частных предприятий, каждое из которых работает на определенной площади. При австралийском правительстве имеется Бюро минеральных ресурсов, геологии и геофизики, организованное в 1946 г. Бюро проводит все региональные геофизические исследования, а также опытные работы, связанные с выработкой методики наблюдений в наиболее сложных условиях. Нефтеразведочные предприятия ведут 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, связанных 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 все необходимое оборудование, включая самолет для проведении аэромагнитной съемки и другой необходимый транспорт.
Региональные исследования проводятся путем сочетания аэромагнитной съемки с наземными гравиметрическими наблюдениями, выполняемыми в мелком масштабе. Для получения более правильного представления об изучаемом районе аэромагнитная съемка выполняется с охватом прилегающих областей. При съемке прибрежных районов аэромагнитные маршруты продолжаются в область шельфа на расстояние до 160 км от берега. Участки, представляющие наибольший интерес, покрываются сетью маршрутов через 1,5-3 км.
Сосредоточение в Бюро всех геофизических данных, в том числе и результатов маятниковых наблюдений, позволяет цроводить все гравиметрические съемки от одного уровня, выявлять региональные изменения гравитационного поля и учитывать их при интерпретации крупномасштабных съемок. Совокупность гравимагнитных данных используется в первую очередь для качественной интерпретации с целью выяснения контура бассейна в целом и подразделения его на отдельные области, различающиеся по характеру своих геофизических полей. Одновременно проводится количественная интерпретация 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, не исключают возможность значительных ошибок. Поэтому в каждом бассейне выполняют один или несколько региональных сейсморазведочных профилей, положение которых выбирается на основании сложившегося представления о строении бассейна. Данные сейсмической разведки более уверенно характеризуют строение бассейна: мощность осадков и наличие погребенной складчатости или несогласий. Изучаются 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 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 колючем кустарнике. В ряде районов применяют вертолеты. На Новой Гвинее (Папуа) 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, нежели строительство и содержание дорог в условиях тропического леса.
При проведении сейсмической разведки встречаются дополнительные трудности. В некоторых районах техническую воду для бурения приходится доставлять за 150 км. Чтобы повысить уровень полезной энергии, широко применяют группирование сейсмоприемников - до 18 на канал. Большое значение имеют условия возбуждения. Наличие на небольшой глубине (порядка 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 6 м каждая.
Исследования, связанные с выбором наилучшей методики разведки в сложных, но все же типичных условиях, проводятся геофизическим отделом Бюро. В результате подобных исследований значительно расширилась возможная область применения сейсморазведочного метода. В частности, систематически были получены отражения от границ, находящихся ниже покрова базальтов.
Несмотря на сложность проведения сейсморазведочных исследований и их дороговизну, они включаются как неотъемлемый элемент в программу региональных исследований, так как в ряде районов сейсморазведочные профили указали на ошибочность первоначальной интерпретации данных гравимагнитных наблюдений. В бассейне Карнарвон сейсморазведкой было 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 был выявлен ряд сбросов, а главное было установлено структурное несоответствие между верхними и нижележащими отложениями.
Правильная постановка региональных исследований позволила в короткий срок изучить строение большого числа бассейнов. В частности, для Большого артезианского бассейна, занимающего территорию около 500 000 км2, выявлены 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 доходит до 9000 м. Бассейн Перт рассматривается теперь как один из наиболее перспективных для постановки нефтепоисковых работ.
Доклад о роли различных геофизических методов при поисках нефти в ФРГ характеризовал 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, либо к ловушкам, обусловленным поверхностями несогласия. Большое количество глубоких буровых позволило 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 часть соляных куполов. При помощи метода преломленных волн оказалось возможным выявить некоторые соляные купола и часть погребенных антиклиналей. Однако основная заслуга в открытии 48 месторождений нефти в северной части страны, 12 новых месторождений в пределах Рейнского грабена и восьми месторождений газа в Предальпийском прогибе принадлежит сейсмическим работам методом отраженных волн. Только при помощи этого метода удастся выделить отдельные блоки в пределах грабена и стратиграфические ловушки, с которыми связана часть месторождений. Наличие разрезов, построенных по данным метода отраженных волн, помогает производить палеогеографические построения и таким путем обнаруживать стратиграфические ловушки.
В результате исследований была разработана методика наблюдений, позволившая успешно применять сейсморазведку, а при отсутствии протяженных отражающих горизонтов - точно определять положение отдельных ограниченных отражающих площадок.
Начиная с 1953 г., на территории ФРГ ежегодно проводят разведку 30-40 сейсморазведочных партий, выясняя детали строения нефтеперспективных участков.
Рекомендации доклада ФРГ свелись к тому, что в районах со сложным строением, аналогичным ФРГ, необходимо даже на начальной стадии разведки пользоваться сейсморазведочным методом отраженных волн как основным методом 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) слушались с большим вниманием. На многочисленные вопросы члены советской делегации неизменно давали точные и обстоятельные ответы, что способствовало пониманию точки зрения делегации.