УДК 550.836(571.642-17)

Геотермическая разведка акваторий заливов Северного Сахалина

Г.П. ВАХТЕРОВ (СахалинНИПИнефтегаз)

Акватории мелководных заливов Северного Сахалина являются перспективными в нефтегазоносном отношении. В последние годы здесь интенсивно ведутся поисковые работы. Однако традиционный комплекс методов полевой геофизики в условиях роста разведанности недр малоэффективен для подготовки объектов к разведке. Повышение успешности геологопоисковых работ связывают с развитием незатратных прямых методов локального прогноза залежей нефти и газа.

Один из таких методов - геотермическая разведка. Апробация его на мелководье (1-6 м) проводилась с ледового покрова акваторий Набильского и Лунского заливов (рис 1). Нами накоплен определенный опыт терморазведочных работ, выполненных на ряде площадей суши с использованием сейсмоскважин после взрыва. Об эффективности этих исследований свидетельствуют следующие данные. Из десяти выявленных локальных геотемпературных аномалий бурением были охвачены две (на Южно-Дагинской и Средне-Аскасайской площадях) как частично коррелируемые со сводами антиклинальных складок. Из скважин, расположенных в пределах аномалий, получены промышленные притоки нефти и газа, а за их контуром вскрыт непродуктивный разрез. Остальные аномалии находятся в консервации, так как в плане не отождествляются с оптимальными условиями сейсморазведочных построений.

На мелководной акватории опытно-методические работы выполнялись в короткий срок прочного ледостава (2-3 мес) одновременно с сейсморазведкой. При этом были использованы сейсмические профили, пикеты и сохранившиеся скважины глубиной 15-30 м. Большинство из этих скважин оказались в пределах Лунского залива, где особый гидрологический режим обусловил накопление под водой мощной толщи плотных илов. Здесь, как и на прилегающей к акватории суше, изучено геотемпературное поле на глубине 25 м, т. е. в слое постоянных годовых температур. Придонные осадки Набильского залива представлены в основном песчаными разностями, что ограничивает глубину изученности здесь максимальным внедрением датчика термозонда на 8,5 м от поверхности льда. Термозонд состоит из датчика, помещенного в медную трубку, и набора быстросъемных разрезных стальных трубок, соединенных специальными муфтами для обеспечения, жесткости при вертикальных нагрузках.

Специфика проведения полевых работ с ледового покрова заключается в том, что на отработанном сейсморазведкой профиле мотобуром бурили скважины через ледовый покров на глубину 1-3 м ниже дна по обваленному стволу сейсмоскважины. После установления теплового режима (обычно 2 сут) датчик термозонда заглубляли на задаваемую глубину и выполняли измерения.

Особенностью геотемпературных наблюдений является несоответствие фоновых температур на одинаковых глубинах акватории и прилегающей суши, достигающее для слоя сезонных колебаний в регионе 1,5-2 °С. Обусловлено это, в первую очередь, лучшей аккумуляцией глубинного тепла под толщей воды. Наиболее благоприятная обстановка отмечается под ледовым покровом, способствующим также затуханию и сглаживанию поверхностных температурных возмущений. Нивелировка результатов измерений для рассматриваемых участков и установление единого температурного фона, определяемого естественным геотермическим градиентом, происходят на глубинах ниже нейтрального слоя (для субаэральной территории бассейна установлено, что подошва нейтрального слоя в песчаных породах залегает на глубинах 25-28 м, а в глинистых - 14-17 м).

Выделены четыре зоны геотемпературного поля: низких, умеренных (фоновых), повышенных и аномальных температур. Это способствует более четкому установлению границ локальных аномалий и корректной интерпретации их природы. Так, участки с площадным распределением температур выше фоновых не всегда представляют поисковый интерес. Они могут, например, фиксировать отражение зоны крупного разлома и оперяющих его разрывов, перекрытых теплоизолирующими осадками.

Основные результаты ледовой терморазведки Набильского залива (216 точек наблюдений) приведены на рис. 1. В плане геотемпературному полю придонного (приповерхностного) слоя соответствует моноклинальное залегание верхне-среднемиоценовых отложений, осложненное на востоке

Чаячьей антиклинальной структурой. Морфологически она развивается как структурная терраса, контролируемая с запада меридиональным сбросом 7. На южном продолжении моноклинали в сочленении с Прибрежной структурой сейсморазведкой намечается Западно-Набильское горстовое образование.

В пределах изученной акватории на карте распределения низких (<3,5 °С) и умеренных (3,5-4,25 °С) температур по периферии площади выделены три зоны повышенных (4,25-4,75 °С) и одна - аномальных (>4,75 °С) температур. На геотермических профилях общий фон помимо локальных температурных возмущений осложнен влиянием тектонических нарушений. По материалам терморазведки выявлена система дизъюнктивных дислокаций 1-5 северо-восточного простирания. Сопоставление сейсмогеотермических построений позволяет отметить хорошую корреляцию основных дизъюнктивов. Наблюдаемое же в плане несовмещение одних и тех же разрывов объясняется трассированием их разноглубинными поисковыми методами. Оно, в свою очередь, свидетельствует о направлении падения плоскостей нарушений. Недостаточная глубина измерений (выше нейтрального слоя) и разреженность точек наблюдений затруднили картирование дислокаций субмеридионального простирания выявленных сейсморазведкой МОГТ. Достоверность термозондирования в слое сезонных колебаний температур осложняется дополнительным ослаблением глубинного теплового сигнала, поэтому, если площадное температурное возмущение от крупного геологического тела оконтурить нетрудно, то температурный всплеск от линейного объекта, особенно на участке повышенной напряженности поля, может остаться незафиксированным (например, в зоне развития Западно-Набильского горста, рис. 2).

Выделенные на карте четыре локальные аномалии имеют субмеридиональную ориентировку, но различаются напряженностью геотемпературного поля, размером, а возможно, и своей природой. Наиболее сложная температурная дифференциация наблюдается в зоне развития крупной аномалии А₁-А₃, оконтуренной по изотерме 4,75 °С и смещаемой в северо-восточном направлении по диагональным разрывам 4 и 5. Амплитуда ее равна 1,25 °С при максимальных температурах 5,65 °С (A₁), 5,51 °С (А₂), 5,3 °С (А₃). Эта аномалийная зона, раскрытая с юга из-за отсутствия данных, уверенно коррелируется по сейсмогеотермическим профилям 157, 158 (см. рис. 1, 2) с горстовым блоком. Крупные размеры аномалии, достаточная освещенность материалом, обилие газопроявлений из мелких скважин позволяют интерпретировать ее как область возможного отражения продуктивных частей разреза в зоне тектонического и стратиграфического экранирования.

Менее контрастная и небольшая по размерам локальная аномалия Д расположена на подготовленной к бурению Чаячьей площади. В 3 км к северу от аномалии пробурена скв. 5. Она не вскрыла залежи нефти и газа, поэтому разведочное бурение прекратили. Выявленная аномалия в плане сопоставляется со структурной террасой, ограниченной разрывами 7 и 8. Параметры ее не позволяют уверенно прогнозировать нефтегазоносность этого участка, но ее обособленность в поле развития умеренных и низких температур с учетом благоприятной гидродинамической обстановки заслуживает внимания.

Аномалии Б и В, полностью оконтуренные в сводовой части (по изотерме 4,5 °С), являются, возможно, отражениями продуктивных ловушек неантиклинального типа, так как структурных отложений на этих участках ранее выполненным комплексом методов полевой геофизики не обнаружено. Но такой вывод будет корректен только после получения положительных результатов бурения в пределах контуров рассмотренных выше аномалий.

Результаты терморазведки Лунской площади (490 точек замеров, из которых 250 приходятся на акваторию одноименного залива) приведены на рис 3. Основой ее структуры служит флексурообразный изгиб песчано-глинистых пород миоценового возраста, протягивающийся в виде дуги и образующий Ясынгинскую структурную террасу. Ее интенсивная нарушенность подтверждается терморазведочными работами, которыми дополнительно протрассирован ряд разрывных дислокаций (на рис. 3 показаны основные разрывы). Термозондирование на Лунской площади выполняли в крайне разнообразных природно-климатических (акватория - зимой, суша - летом) и литологических (илы, пески, глины) условиях, что привело, как уже отмечалось, к раздельному для мелководья и побережья выбору фоновых значений температур и сложному анализу фактического материала.

Геотемпературное поле изученной территории достаточно контрастное: интервал температур на суше 2,25-6,75 °С, на акватории 3,75-8,39 °С. Максимальные температурные скачки, как правило, приурочены к ослабленным зонам крупных проводящих нарушений 1 и 2, фиксируемых в плане в виде линейных аномалий. Обширная зона умеренных и низких температур на восточном обрамлении Лунской площади уверенно коррелируется с погружением в сторону моря слоев отражающего горизонта (поверхность среднемиоценовых пород). Наибольший поисковый интерес представляют площадные зоны аномальных температур. Контуры выделенных на карте трех аномалий А₁А₂, Б и B₁B₂ имеют ярко выраженную меридиональную ориентацию, характерную для структур региона. Первая, расположенная в акватории залива, имеет наибольшую напряженность геотемпературного поля (амплитуда аномалии А₂ 1,5°С) и высокую плотность наблюдений. Особенность аномалий Б - образование двух сводов по изотерме 4,75 °С, смещение ее в северо-восточном направлении и обилие нефтегазопроявлений в мелких скважинах к востоку от нее. Расположенная южнее аномалия, несмотря на значительные размеры, по напряженности поля и плотности измерений уступает рассмотренным выше. Прогнозирование нефтегазоносности этих аномалий, тяготеющих к западному обрамлению Ясынгинской структуры, связывают с геологическими объектами различного стратиграфического уровня. Аномалия в пределах мелководья, по-видимому, является следствием теплового эффекта от продуктивных ловушек, образовавшихся в результате тектонического экранирования или литологического замещения к западу пород-коллекторов среднемиоценового возраста. Природа южных аномалий рассматривается как отражение структурных осложнений в нижних этажах неогенового осадочного чехла.

Выводы

1. Мелководные замерзающие акватории можно опоисковывать методом геотермической разведки или в комплексе с сейсморазведкой.

2. Геотермические исследования с ледового покрова позволяют картировать все локальные температурные возмущения и помогают расшифровке тектонической обстановки недр.

3. Проведение нефтегазовой терморазведки, несомненно, целесообразно не только для повышения качества подготавливаемых сейсморазведкой объектов под глубокое бурение, но и поиска и оконтуривания залежей УВ в ловушках неантиклинального типа.

Рис. 1. Карта геотемпературных аномалий Набильского залива:

a- линии сейсмогеотермических профилей; б - изогипсы по отражающему горизонту, м; в - разрывы по данным сейсморазведки; г - изотермы, °С; д - разрывы по данным терморазведки; е - антиклинальные структуры: 1 -Чаячья, 2 - Прибрежная, 3 - Западно-Набильское горстовое образование; ж - локальная геотемпературная аномалия; з - глубокие скважины; и - рекомендуемые скважины

Рис. 2. Сейсмогеотермический профиль 158 Набильского залива (сейсмический разрез по Ю.В. Лопатневу,1985 г.):

1 - линия изменения температуры (°С) на глубине 8,5 м

Рис. 3. Карта геотемпературных аномалий на Лунской площади:

1- Ясынгинская антиклинальная структура; остальные усл. обозн. см. на рис. 1