К оглавлению

О применении радиометрии для предварительной оценки нефтеносности структур

Н.К. Ворчунов

Поиски нефти и газа обычно проводят геолого-поисковыми и геофизическими методам, направленными на выявление в осадочных породах структур, благоприятных для скопления нефти и газа. Наличие или отсутствие залежей нефти или газа в структуре этими методами, кроме глубокого бурения, определить нельзя, а далеко не каждая благоприятная структура может быть нефтеносной.

В последние годы в ряде нефтеносных районов проведены исследования естественного поля интенсивности гамма-излучения. В результате было установлено, что большинству исследованных месторождений платформенного, геосинклинального и соляно-купольного типов соответствуют аномалии, выраженные пониженными значениями естественного гамма-поля и содержания радиоактивных и стабильных рассеянных элементов в разрезе пород над залежами нефти и газа и относительно повышенными значениям в приконтурных зонах [1-3].

Это закономерное распределение гамма-поля и стабильных рассеянных элементов Ф.А. Алексеев объясняет влиянием углеводородов залежей нефти и газа на покрывающие их породы [1].

Для выявления закономерностей в распределении естественного гамма-поля в разрезе пород над разведываемыми нефтяными залежами на Шаимской площади проведена интерпретация диаграмм гамма-каротажа скважин глубокого бурения. Было установлено, что в условиях одной структуры при одном и том же литолого-стратиграфическом разрезе общий радиоактивный фон пород по всему разрезу несколько ниже в скважинах с притоком нефти, против радиоактивного фона тех же пород в скважинах без притока нефти.

На диаграммах (рис. 1) кривые гамма-излучений пород по разрезу скважин, не вскрывших залежи нефти, смещены вправо по отношению к кривым ГК скважин, вскрывших нефтяную залежь. При этом небольшая амплитуда смещения наблюдается в нижней части разреза. К верхним горизонтам амплитуда смещения уменьшается и у поверхности она незначительна, но все же четко выражена.

Это явление, по-видимому, объясняется уменьшением влияния нефтяной залежи на формирование радиоактивной аномалии с удалением от этой залежи, что согласуется с теорией вторичного характера образования скоплений урана и радия, создающих пониженные аномалии естественного гамма-поля пород над нефтяными залежами [1].

При изучении результатов спектрального анализа образцов пород, отобранных из скважин глубокого бурения, отмечено закономерное распределение по разрезу пород, содержащих некоторые рассеянные элементы. В табл. 1 приведены данные о содержании семи рассеянных элементов в низах валанжинского яруса над нефтяной залежью Мулымьинского поднятия.

Из табл. 1 видно, что количественное содержание указанных элементов больше в скважине, вскрывшей ВНК, чем в скважинах давших нефть. Это указывает на то, что над нефтяной залежью существует иная геохимическая обстановка, нем в районе ВНК.

Резко выраженные изменения значений интенсивности гамма-излучения пород у поверхности земли, в разрезах скважин с притоком и без притока нефти дало основание полагать, что закономерное распределение гамма-поля можно проследить в разрезах пород верхнего покрова. Для этого проведен анализ результатов радиометрических исследований сейсморазведочных скважин, которые каротировались в среднем до глубин 6-8 м приборами РП-1к.

В распределении естественного гамма-поля поверхностных отложений решающее значение имеет литологический состав пород, поэтому данные гамма-каротажа анализировали с учетом указанных данных.

При наблюдении в сейсмоскважинах выделены породы нижнего слоя, где проведены радиометрические исследования. Все исследованные породы разбиты на три категории: глины, пески и торф. Для каждой категории пород определялась средняя (фоновая) гамма-активность, по значению которой все породы подразделены на две группы - с повышенной и пониженной активностью; абсолютные величины активности для каждой категории пород были разные.

При построении контура аномальной зоны (зоны пониженных значений) включены только значения ниже средних расчетных.

Выделенная аномальная зона в плане хорошо согласуется со структурными элементами фундамента, а глубокое разведочное бурение подтверждает, что контур ее приближенно отображает контур нефтяной залежи. Все скважины, давшие при испытании приток нефти, расположены в зоне пониженного гамма-поля, а большинство скважин, не вскрывших залежи, находится за ее контуром.

В породах верхнего покрова также были выделены зоны пониженного гамма-поля (рис. 2) - три на положительных структурах и одна - в районе прогиба.

Результаты бурения подтверждают, что зона пониженных значений гамма-излучений пород верхнего покрова, установленная над Мартымьинским поднятием, обусловлена наличием в недрах нефтяной залежи. Скв. 28, пробуренная на восточном крыле структуры, дала при испытании мощный фонтан нефти.

Нефтеносность остальных аномальных зон еще не выявлена. Но в районе Окуневского и Тетеревского поднятий наблюдается хорошая согласованность в распределении рассеянных элементов и гамма-поля.

В зонах пониженного гамма-поля отмечается резкое сокращение содержания элементов. Так, на Окуневском поднятии в пробах с пониженным их содержанием количество рассеянных элементов колеблется от 11 до 13, а в пробах с повышенным содержанием - от 14 до 17. На Тетеревском поднятии соответственно от 8 до 10 и от 11 до 16.

Закономерное поведение гамма-поля и рассеянных элементов свидетельствует о том, что в недрах Окуневского и Тетеревского поднятий должны быть нефтяные залежи.

Не у всех выявленных структур имеются зоны пониженных значений гамма-поля (см. рис. 2). Так, Евринская структура, расположенная юго-западнее Мулымьинской, характеризуется повышенными значениями интенсивности гамма-излучения пород. О перспективности этой структуры можно судить лишь после того, как будет детально изучено влияние покровных отложений на формирование аномалии. Запроектированное разбуривание уточнит нефтеносность этих структур.

На основании изложенного можно сделать следующие выводы.

1. Нефтяным залежам Шаимской площади присущи те же закономерности в распределении гамма-поля земли и рассеянных элементов в разрезе пород, что и залежам большинства исследованных нефтеносных провинций.

2. Аномальный эффект перепада гамма-излучения пород по разрезу (в скважинах, вскрывших залежь и не вскрывших залежи нефти) уменьшается снизу вверх, но все же четко выражен у поверхности земли.

3. Более надежно выделяются зоны пониженного значения гамма-поля с учетом литологии пород на глубинах свыше 2 м.

4. Перепады гамма-активности пород на контурах зон пониженных значений, выделенных в разрезе пород верхнего покрова, составляют 1-5 мкр/час или 10-40% от фоновых значений, что позволяет выявить их полевыми радиометрами с высокой пороговой чувствительностью с приставками ЭМС или по трехкратным замерам в отдельных точках.

5. Выявленные закономерности связи пониженных аномалий гамма-поля земли над нефтяными залежами позволяют рекомендовать радиометрический метод для предварительной оценки нефтеносности структур, по результатам гамма-каротажа шнековых скважин в процессе сейсморазведочных работ. Для однозначной интерпретации аномалий необходимо использовать комплекс геохимических исследований, рекомендованный совещанием по радиогеохимии (декабрь 1961 г.). Внедрение данного метода в практику повысит эффективность поисково-разведочного бурения на нефть и снизит себестоимость геологоразведочных работ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеев Ф.А. Радиометрический метод поисков нефти и газа (о природе радиометрических и радиогеохимических аномалий в районе нефтяных и газовых месторождений). Ядерная геофизика. Гостоптехиздат, 1959,

2. Дмитриев М.К., Флакс Я.Ш., Головин А.П. Опыт применения радиометрических исследований для прямых поисков нефтяных месторождений в Башкирии. Ядерная геофизика при поисках полезных ископаемых. Гостоптехиздат, 1960.

3. Алексеев Ф.А., Грумбков А.П., Готтих Р.П. Радиометрия и радиогеохимия при прямых поисках нефти и газа. Ядерная геофизика при поисках полезных ископаемых. Гостоптехиздат, 1960.

Шаимская нефтеразведочная экспедиция

Таблица 1

№ скв.	К-во исслед. образ.	Содержание рассеянных элементов, %							Примечание
		Li	Ва	Sc	Zn	Сu	Мо	Ni
11	3	0,004	0,03	0,01	0,01	0,009	0,001	0,009	водо-нефтяной контакт
3	3	0,01	0,01	-	0,005	0,008	0,0005	0,006	фонтан нефти
8	6	0,001	0,01	0,0005	-	0,008	-	0,007	незначительный приток нефти
5	3	0,001	0,02	-	-	0,002		0,007	то же

Рис. 1. Сопоставление диаграмм ГК скважин с притоком и без притока нефти по Шаимской площади.

Кривые ГК скважин: 1 -с притоком нефти, 2 - без притока нефти.

Рис. 2. Карта распространения зон пониженного гамма-поля земли на Шаимской площади.

1 - зоны пониженных значений гамма-излучений пород; 2 - изогипсы по подошве мезозойских отложений по данным сейсмической разведки; скважины; 3 -давшие при испытании приток нефти, 4 -не давшие притока нефти.