Роль и значение геофизики при поисках нефти и газа в Сибири
А.И. БОГДАНОВ
В последние годы усилиями большого коллектива геологов, геофизиков и буровиков в районах Западной и Восточной Сибири выявлен ряд месторождений нефти и природного газа. Промышленные месторождения нефти и газа установлены в Западно-Сибирской низменности, на юге Сибирской платформы, в Лено-Вилюйской впадине. Ряд новых месторождений нефти и газа открыт на Северном Сахалине. Открытие промышленных месторождений нефти и газа с большими дебитами подтверждает высокую оценку перспектив огромной территории Западной и Восточной Сибири и дает возможность ставить вопрос о создании новой нефтегазодобывающей базы.
Большую роль и значение в изучении глубинного геологического строения огромных залесенных, заболоченных и слабо обнаженных пространств Западно-Сибирской низменности, Иркутского амфитеатра, Лено-Вилюйской впадины, Северного Сахалина, при поисках и подготовке в этих районах нефтегазоносных структур к глубокому разведочному бурению сыграли геофизические методы разведки.
В 1958-1961 гг. предприятиями Главгеологии РСФСР основные нефтегазоперспективные территории Западной и Восточной Сибири были покрыты мелко- и среднемасштабными аэромагнитными и гравиметровыми съемками.
Кроме этого, особенно в южной, западной и центральной частях территории Западно-Сибирской низменности, в больших объемах выполнены работы методами теллурических токов, а также методикой сейсмических зондирований и речной сейсморазведки (методом отраженных и, в меньшей степени, преломленных волн). Речной сейсморазведкой, при помощи установок сейсмоприемников на деревянных плавучих бонах, по предложению А.К. Шмелева, исследованы бассейны почти всех крупных рек Западно-Сибирской низменности и их притоков.
Значительно хуже региональными сейсморазведочными исследованиями изучены северная часть и восточный борт Западно-Сибирской низменности, а также Усть-Енисейская впадина. В малых объемах применялась сейсморазведка для изучения регионального строения Приверхоянского прогиба и южной части Сибирской платформы. Для изучения глубинного геологического строения о. Сахалин и окружающих его морских прибрежных участков в последние годы также начали использовать сейсморазведку. Слабое использование сейсморазведки для региональных исследований в этих районах объясняется недостатком мощностей для одновременного решения как поисково-разведочных, так и региональных задач.
По результатам комплексных региональных геофизических и геологических исследований геологическими управлениями Главгеологии РСФСР и научно-исследовательскими организациями МГиОН СССР ежегодно корректируются и уточняются структурно-тектонические карты и схемы основных нефтепоисковых районов Сибири и Дальнего Востока и развитых в их пределах крупных структур второго порядка. Эти данные берутся за основу при составлении карт перспектив нефтегазоносности и выбора направления поисково-разведочных, геофизических и буровых работ.
В процессе проведения региональных геофизических исследований методами речной сейсморазведки, электроразведки и гравиразведки в ряде случаев попутно решаются поисковые задачи и выявляются структуры третьего порядка, последние в дальнейшем более детально изучаются площадной сейсморазведкой для их подготовки к глубокому разведочному бурению. В тех случаях, когда фонда уверенно выявленных более легкими геофизическими методами структур третьего порядка для размещения глубокого бурения недостаточно, решение поисковой задачи выполняет сейсмический метод отраженных волн. Этот метод одновременно применяется как основной и для подготовки структур к глубокому разведочному бурению.
В системе Главгеологии РСФСР около 85% ассигнований, отпускаемых на геофизические работы по отрасли нефть и газ, расходуются на сейсморазведочные работы преимущественно методом отраженных воли. Ежегодно около 60% сезонных сейсмических отрядов проводят работы в Сибири и на Дальнем Востоке, две трети из которых работают в Западно-Сибирской низменности. Наибольший объем сейсморазведочных работ в Западно-Сибирской низменности выполняется Тюменским геологическим управлением, где в последние годы с региональными, поисковыми и разведочными целями ежегодно работает около 70 сезонных сейсмических отрядов. По объемам применения сейсморазведочных работ это управление одно из крупнейших не только в РСФСР, но и в Союзе.
Из всех нефтегазоразведочных районов Сибири и Дальнего Востока территория Западно-Сибирской низменности по сейсмогеологическим условиям наиболее благоприятна для проведения сейсморазведочных работ. Мезо-кайнозойские отложения представлены здесь песчано-глинистыми разностями, хорошо прослеживающимися по площади. Имеются четкие опорные отражающие горизонты, довольно уверенно отождествляемые по динамическим признакам. Поднятия характеризуются достаточными амплитудами, незначительное распространение имеют дизъюнктивные нарушения, отсутствуют резкие локальные изменения скоростной характеристики разреза. Эффективность сейсморазведочных работ здесь наиболее высокая. Благоприятные сейсмогеологические условия и высокая эффективность сейсморазведочных работ обусловливают в ряде случаев снижение здесь требовательности к качеству работ и полноте изучения строения выявленных структур особенно по нижнемеловым горизонтам. Глубокое разведочное бурение сравнительно удовлетворительно обеспечено фондом подготовленных структур.
Другие нефтеразведочные районы Сибири и Дальнего Востока характеризуются менее благоприятными сейсмо-геологическими условиями, вследствие чего геологическая эффективность сейсморазведочных работ в них ниже и объемы буровых работ хуже обеспечены фондом выявленных и подготовленных структур. При современном технико-методическом уровне сейсморазведка здесь неполностью решает поставленные задачи.
Недостаточно надежно решает сейсморазведка задачи по поискам структур в Присаянской зоне Иркутского амфитеатра. Здесь развиты пологие структуры платформенного типа, разрез характеризуется высокими скоростями, наблюдаются локальные изменения скоростной характеристики как в верхней терригенной, так и в нижней галогенно-карбонатной толщах.
В Лено-Вилюйской впадине Якутской АССР не удается выделить опорные отражающие горизонты. Сейсмические разрезы и карты строятся по условным горизонтам. В районе развиты дизъюнктивные нарушения, не улавливаемые сейсморазведкой. Вследствие этих причин иногда имеются существенные расхождения сейсмических данных с данными бурения в отметках залегания условного и стратиграфических горизонтов в пределах сводовых частей структур. По этим же причинам в ряде случаев неуверенно решается задача по определению относительного положения структур в стратиграфическом разрезе. Так, например, бурением установлено более глубокое залегание Олойской и Бергеинской структур, чем это первоначально предполагалось по сейсмическим данным.
В последние годы установлено, что далеко не во всех случаях, особенно в Приверхоянской зоне, гравитационные аномалии соответствуют структурам в мезозойских осадках. В связи с этим в настоящее время сейсморазведочные работы в Якутской АССР носят рекогносцировочно-поисковый характер с тем, чтобы избежать постановки площадных работ на участках, где достоверно не установлено наличие крупных структур, продуктивные горизонты в которых можно ожидать на доступных для бурения глубинах.
В настоящее время в Якутской АССР нет достаточного фонда структур, подготовленных к глубокому разведочному бурению, но выявлен ряд интересных и крупных структур в среднем течении р. Вилюй, которые готовятся к глубокому бурению. Проведению сейсморазведочных работ препятствуют здесь крупные песчаные массивы. Не удается также уверенно регистрировать отражения со льда озер и рек. Поэтому, кроме производственных, здесь ведутся опытно-методические работы с участием ВНИИГеофизики МГиОН СССР.
Сейсморазведочные работы в северной части о. Сахалин сконцентрированы сейчас преимущественно в пределах Байкальской депрессии. Основным недостатком сейсморазведки здесь является недостаточная глубина исследования, не превышающая в сводовых частях структур 1200-1500 м. Повышению глубинности сейсморазведки препятствует, по-видимому, сильное поглощение энергии взрыва в верхних песчаных горизонтах разреза и в зонах дизъюнктивных нарушений, развитых в присводовых частях структур. На о. Сахалин также еще не создано должного фонда структур для выбора наиболее благоприятных из них под глубокое разведочное бурение.
Кроме объективных трудностей, при проведении сейсморазведочных работ организации Главгеологии РСФСР допускают ряд методических и технических ошибок, снижающих полноту и детальность подготовки выявленных структур к глубокому разведочному бурению. Расширение этих недостатков является одной из первоочередных задач.
За четыре года организациями Главгеологии РСФСР было исследовано всеми видами сейсмических работ в районах Сибири и Дальнего Востока около 80 тыс. км профилей и в том числе в Западно-Сибирской низменности около 60 тыс. км. Кроме того, методикой сейсмических зондирований здесь изучено еще около 400 тыс. км2 площади.
В последние четыре года в районах Сибири и Дальнего Востока было выявлено и подготовлено сейсморазведкой к глубокому разведочному бурению на нефть и газ около 150 структур и в том числе около 115 в Западно-Сибирской низменности. Большинство глубокого разведочного метража размещается на структурах, подготовленных сейсморазведкой.
Вследствие небольшой эффективности применяемых в ряде районов более легких геофизических методов для решения задач по поискам структур обычно фонд выявленных структур оказывается недостаточным для размещения объемов площадных сейсморазведочных работ. Поэтому часть сейсморазведочных партий приходится ежегодно задалживать для решения поисковых задач в ущерб подготовке структур к глубокому разведочному бурению этим методом и региональным сейсмическим исследованием. Часто перед сейсмическими партиями одновременно ставится поисковая и разведочная задача, что приводит к невыполнению намеченных планов по подготовке структур к глубокому разведочному бурению.
На отдельных структурах, введенных в глубокое разведочное бурение подготовленных сейсморазведкой, уже выявлены нефтяные и газовые месторождения, такие как Мулымьинское (Шаимское), Мегионское, Усть-Балыкское, Мартымьинское, Чуэльское, Игримское и др. Часть структур находится в разведке, а остальные подготавливаются к разведке или находятся в резерве.
В районах Сибири геофизические методы исследования скважин также играют значительную роль. Применяемый комплекс геофизических исследований позволяет достаточно уверенно документировать разрезы скважин, проводить корреляцию разрезов, выявлять продуктивные горизонты, давать оценку их перспективности, намечать наиболее интересные объекты для испытаний, производить вскрытие пластов и исследовать техническое состояние скважин. Однако промысловые геофизики не всегда уверенно дают заключения о продуктивности пластов, вследствие недостаточно хорошей геологической изученности разреза, имеющихся дефектов в испытании скважин, особенно в карбонатных, слабопроницаемых и трещинных горизонтах. Открытие промышленных месторождений нефти и газа в Западной и Восточной Сибири и их быстрейший ввод в разработку потребуют разворота всех видов геологоразведочных работ для наращивания промышленных запасов нефти и газа в пределах уже открытых месторождений и выявления новых крупных месторождений в этих высокоперспективных районах. В будущем необходимо увеличить объемы региональных поисковых и детальных геофизических работ, что должно быть обеспечено, главным образом, за счет роста производительности труда действующих отрядов и лишь частично за счет увеличения их числа. Повышение геолого-экономической эффективности геофизических работ в районах Западной и Восточной Сибири и Дальнего Востока лимитируется рядом трудностей, в преодолении которых Главгеологии РСФСР должна быть оказана существенная помощь со стороны МГиОН СССР, планирующих органов СССР и РСФСР по следующим основным вопросам.
1. Усилить эффективность работ научно-исследовательских институтов МГиОН СССР и других ведомств по установлению закономерностей размещения и прогнозной оценки территории Сибири и Дальнего Востока с тем, чтобы избежать проведения геофизических и буровых работ на нефть и газ в малоперспективных районах и участках, вследствие отсутствия благоприятных коллекторов, покрышек, промытости продуктивных горизонтов пресными водами и по другим причинам. В случае необходимости должно быть расширено бурение опорных и структурно-поисковых скважин в объемах, необходимых для сравнительно крупномасштабного прогнозирования.
2. Повысить эффективность работ научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро в области усовершенствования методики и техники геофизической разведки применительно к условиям Сибири и Дальнего Востока. К числу методических вопросов, медленно решаемых институтами, относится проблема повышения поисковых возможностей методов электроразведки и гравиразведки, коренного усовершенствования методики поисков пологих платформенных структур сейсморазведкой, разработки методики регистрации отражений в условиях песчаных массивов, заболоченных участков, со льда озер и болот, повышения глубинности сейсморазведки, уверенного выделения коллекторов в трещиноватых, карбонатных и слабопроницаемых разрезах методами промысловой геофизики и т. п. К числу технических проблем относится усовершенствование конструкций сухопутных бонов для проведения работ в тундре и залесенных районах в зимний период, высокопроизводительных буровых станков на вездеходном транспорте, портативной разборной каротажной аппаратуры, портативной аппаратуры с магнитной записью для точечной методики работ отраженными волнами в условиях Западно-Сибирской низменности, машин для автоматической обработки материалов геофизических наблюдений и т. п.
3. Улучшить приборостроительным заводам качество конструктивной разработки, изготовление и заводских испытаний аппаратуры и оборудования для геофизических работ в Сибири и на Дальнем Востоке. Аппаратура должна монтироваться в отапливаемых кузовах на вездеходном транспорте, либо исполняться в разборном, переносном варианте. Увеличить выпуск запасных частей для ремонта аппаратуры и оборудования в полевых условиях. Увеличить выпуск буровых станков для сейсморазведки на тракторах и вездеходах, для бурения с промывкой и для шнекового бурения.
4. Расширить выпуск проводов и кабелей для сейсмографных кос и кабелей для промыслово-геофизических работ в морозостойкой изоляции. Выпуск кабелей и проводов для сейсморазведки должен обеспечить повсеместный перевод партий на работу конвеерным способом с двухсторонними полукосами, что дает возможность резко повысить производительность полевых сейсморазведочных работ.
5. Проделать большую работу по дальнейшему совершенствованию организации полевых работ, направленную на полное устранение внутрисменных простоев, особенно в сейсморазведочных партиях. Для успешного проведения этой работы необходимо более лучшее оснащение тракторами, вездеходами и другими техническими средствами с целью полной механизации прорубки и расчистки просек и дорог, устройства переправ и объездов, смотки и размотки сейсмографных кос и других вспомогательных операций, от строго согласованного проведения которых во многом зависит слаженная работа партий и тем самым рост производительности труда.
6. Намечаемый рост объемов геофизических работ требует пополнения Сибирских геологических организаций инженерно-техническими работниками геофизической специальности и расширения выпуска инженеров и техников геофизиков в высших и средних учебных заведениях страны. Для закрепления имеющихся и новых кадров в Сибирских организациях необходимо увеличить жилищное строительство и дополнительное выделение Главгеологии РСФСР ассигнований по капитальным вложениям.
Быстрейшее решение этих основных вопросов позволит еще более повысить геологическую и экономическую эффективность геофизических работ в Западной и Восточной Сибири и ускорит создание в этих районах новых нефтегазодобывающих баз нашей страны.
Главгеология РСФСР