О картировании областей увеличенной мощности терригенной толщи нижнего карбона сейсмическим методом отраженных волн
А. К. Урупов, Ю. А. Бяков, С. А. Шихов
Терригенные отложения нижнего карбона, залегающие среди пород карбонатно-сульфатного комплекса, на территории Волго-Уральской области распространены повсеместно. Наиболее развиты эти отложения в Камско-Кинельской впадине, в центральной части которой их мощность достигает 400 м и более, а к бортам быстро сокращается до 30-70 м, и эта мощность далее везде сохраняется.
В терригенных отложениях нижнего карбона Волго-Уральской области содержатся значительные запасы нефти и газа. Особенно интересны в отношении нефтегазоносности зоны резкого изменения мощности терригенной толщи, т. е. зоны фациальных замещений и возможного выклинивания, выявление и детальное изучение которых относится к числу важных разведочных задач.
Ценные сведения о строении терригенной толщи можно получить в результате сейсморазведочных работ методом отраженных волн по следующим признакам.
1. Изменение времени прихода отражений от границ, расположенных ниже этой толщи при резком изменении ее мощности.
2. Возможность раздельной регистрации отражений, приуроченных к кровле, подошве и внутренним границам терригенной толщи в зонах увеличенной мощности.
3. Изменение интервала следования отражений от границ, между которыми заключена изменяющаяся по мощности терригенная толща.
4. Изменение средней скорости распространения сейсмических колебаний в толщах, включающих терригенные породы с низкой скоростью и карбонатно-сульфатные породы с высокой скоростью при изменении отношения мощностей этих пород.
По первому из перечисленных выше признаков сейсморазведчики Татарии в 1959 г. в районе работ Мензелинской экспедиции наметили зону сильного уменьшения мощностей терригенной, так называемой сарайлинской толщи карбона по резкому уменьшению времен прихода отражений, связанных с поверхностью терригенного девона. Резкий фиктивный наклон отражающего горизонта, характеризующего поверхность терригенного девона, был получен в 1956 г. пермскими геофизиками в Удмуртии в зоне появления сарайлинской толщи.
Куйбышевские геофизики используют второй признак - появление новых отражений.
Однако наиболее полные и надежные данные о зонах развития терригенных образований внутри карбонатных отложений можно получить по последним двум признакам - изменению интервалов следования отражений и средних скоростей. Ниже приводится пример использования этих признаков при картировании области повышенной мощности терригенных отложений Пермского Прикамья, расположенной приблизительно в 80 км южнее г. Пермь (рис. 1).
Кроме трех основных отражений, регистрируемых повсеместно в пределах Пермского Прикамья и приуроченных соответственно к кровле верейского горизонта I, поверхности терригенной пачки нижнего карбона II и к кровле терригенного девона III, здесь наблюдаются промежуточные отражения. IIа и IIб между II и III отражениями. Для изучаемой площади характерно изменение интервалов времен между отражениями II и IIб и между II и III.
Все это позволило предположить наличие в разрезе терригенной пачки повышенной мощности и отождествить II отражение с кровлей этой пачки, а отражение IIб с подошвой ее.
Для получения дополнительных данных сотрудники тематической партии треста Пермънефтегеофизика и кафедры геофизики Пермского университета вычислили эффективные скорости по I, II и IIб отражениям. Способом суммирования времен [1] при совместном осреднении результатов [2] и пересчитали их в средние скорости для толщ, расположенных между поверхностью карбонатно-сульфатной толщи и соответствующим (I, II или IIб) отражающим горизонтом. По результатам вычислений построены схемы скоростей этих пачек, а также схема разности скоростей DV для пачек до IIб и II горизонтов (рис. 2). Зона отрицательных значений DV может рассматриваться как зона развития терригенных отложений, относящихся по возрасту к отложениям нижнего карбона.
Карта DV при наличии данных о скорости до горизонта IIа и об изменении интервала Dt следования отражений II и IIб была использована для построения карты изопахит слоя II - IIб и вычисления скорости в этом слое. Установлено, что скорость имеет около3000 м/сек, что указывает на явно терригенный характер этого слоя. Ход изопахит в общих чертах согласуется с ходом изолиний Dt. Зона повышенной мощности терригенных отложений заходит на исследуемую площадь в виде узкого залива, ответвляющегося от Камско-Кинельской впадины. Максимальная мощность терригенной толщи в пределах площади оценивается в 300-350 м.
Полученные данные согласуются с геологическими представлениями по результатам бурения.
Из приведенных материалов необходимо сделать вывод, что сейсмический метод отраженных волн может применяться как надежное средство картирования терригенной толщи нижнего карбона.
ЛИТЕРАТУРА
1. Урупов А.К. Определение эффективных скоростей по способу суммирования времен. Сб. «Вопросы обработки и интерпретации геофизических наблюдений». Изд. Пермского государственного университета, 1959.
2. Урупов А.К. О совместном осреднении систем годографов отраженных волн при определении эффективной скорости. Сб. «Разведочная и промысловая геофизика», вып. 20. Гостоптехиздат, 1957.
Пермский государственный университет, трест Пермьнефтегеофизика
Рис. 1. Схема мощностей терригенных отложений нижнего карбона.
1 - номер скважины и мощность терригенных отложений нижнего карбона; 2 - изопахиты терригенной толщи, полученные при экстра- и интерполяции данных бурения; 3 - контур Калининской площади (работы 1959 г.); 4 - изопахиты терригенной толщи по данным сейсморазведки.
Рис. 2. Схема разности средних скоростей DV для пачек от поверхности карбонатно-сульфатной толщи до IIб и II горизонтов.
1 - сейсмические профили; 2 - изолинии DV; 3 - области отрицательных значений DV = 0-100 м/сек.