К оглавлению	УДК 550.83:550:814(574.12/.13)
	В.А. ШЕСТЮК, А.Г. ШЕСТЮК (НВ НИИГГ), М.А. КИРИЧЕК (ВНИИгеофизика)

Перспективы использования высокоточной аэромагнитной съемки при геологоразведочных работах в Прикаспийской впадине

Данные высокоточной аэромагнитной съемки при поисково-разведочных работах на нефть и газ в настоящее время, как правило, не используются. Принято считать, что магнитное поле в основном определяется глубиной залегания кристаллического фундамента и его внутренней структурой. Поэтому локальные магнитные аномалии чаще всего не связаны с какими-либо неоднородностями внутри осадочного чехла, а объясняются либо выступами (прогибами) фундамента, либо сменой вещественного состава пород фундамента. В то же время известно, что породы, слагающие осадочный чехол, достаточно сильно дифференцированы по своим магнитным свойствам. Так, в Прикаспийской впадине магнитная восприимчивость горных пород осадочного чехла меняется от (10-20) * 10^-6 ед. СИ в галогено-сульфатных породах до (1500-2000) * 10^-6 ед. СИ в терригенных породах. Очевидно, что такая дифференциация разреза по магнитным свойствам не может существенно не отобразиться в структуре магнитного поля .

Для того, чтобы оценить, каким образом в магнитном поле DZ проявляется геологическое строение разреза, в районах Прикаспийской впадины нами было выполнено математическое моделирование на площади Карачаганак. Этот район характеризуется сложной соляной тектоникой и наличием крупного подсолевого тектоно-седиментационного поднятия, залегающего на предполагаемом выступе кристаллического фундамента. Геолого-геофизическая модель разреза по профилю, для которого было проведено моделирование магнитного поля DZ, составлена по данным Д.Л. Федорова и др. [2]. Профиль пересекает два крупных соляных купола Карачаганак и Кончебай. Межкупольные мульды сложены преимущественно терригенными отложениями с прослоями известняков. Тектоно-седиментационное карбонатное поднятие, расположенное под межкупольной мульдой, имеет сложное строение. Оно представляет собой рифовое сооружение, сложенное известняками различных фаций, которое подстилается мощной терригенной толщей додевонского и девонского возраста. Для этого геологического разреза составлена геофизическая модель (рис. 1), на которой заданы значения магнитной восприимчивости пород . Теоретические расчеты магнитного поля для данной модели при магнитной восприимчивости пород фундамента=25 000*10^-6 ед. СИ показали (см. рис. 1), что при таком соотношении магнитных свойств фундамента и осадочной толщи суммарная теоретическая кривая  полностью отображает поверхность фундамента, которая характеризуется фоновой составляющей  , обусловленной сильным региональным наклоном фундамента на юг. Криваямодулируется кривой , отображающей солянокупольную тектонику, в результате чего на суммарной кривой видны четкие локальные минимумы над куполами. Немагнитная (на данной модели) толща известняков, а также магнитная, но слабодислоцированная терригенно-карбонатная толща девона практически не вносят вклада в суммарную кривую.

Сравнение суммарной теоретической   и наблюденной кривых показывает их полное несоответствие. Наблюденное поле не имеет регионального наклона и почти полностью соответствует форме кривой . Отсутствие заметного влияния формы поверхности фундамента на форму кривой  может быть объяснено либо тем, что фундамент на этом участке субгоризонтальный, либо почти одинаковой магнитной восприимчивостью его и осадочной толщи. Так, при значениях = 2500*10^-6 ед. СИ расчетная кривая  сходна с наблюдаемой.

Таким образом, независимо от причины отсутствия на наблюденной кривой  наклонного регионального поля, связанного с формой поверхности фундамента, следует констатировать, что на данном участке она отображает строение осадочного чехла, а именно солянокупольную тектонику. В связи с этим представляется целесообразным осуществлять анализ магнитного поля  () с целью выявления локальных аномалий, связанных с особенностями геологического строения осадочного чехла.

Известно, что для обнаружения локальных аномалий потенциальных магнитных полей применяются различные виды трансформаций.

Одной из таких трансформаций, которая позволяет определять положение магнитных тел в плоскости разреза, является преобразование ГАММА [1], разработанное во ВНИИгеофизике. Программа для ЭВМ, реализующая это преобразование, осуществляет вычисление локальных аномалий для различных уровней по глубине в зависимости от радиуса осреднения (r) наблюденного поля по формуле

Затем рассчитывают поле локальных разностей

которые представляются в виде разрезов в плоскости с осями X, r. Ось r можно условно заменить на ось Z (глубина), так как с увеличением радиуса усиливается влияние более глубинных магнитных масс. Коэффициент пересчета оси r в ось Z определяется на основе сопоставления теоретической геолого-геофизической модели с полем локальных разностей, рассчитанным по от этой модели.

Поле локальных разностей в плоскости разреза по одному из профилей, пересекающих Карачаганакское поднятие, приведено на рис. 2. На это поле нанесены две отражающие сейсмические границы по данным сейсморазведки МОГТ: отражающая граница VI - поверхность соли и П (S) - подошва соли - кровля филипповского горизонта или башкирских известняков, там где филипповский горизонт отсутствует. Видно, что соляные купола отображаются в полелокальными минимумами, а межкупольные прогибы - максимумами, по которым можно выделить даже небольшие отрицательные формы рельефа в сводах соляных куполов (пк 48). Более того, по форме отрицательных аномалий уточняется характер склона соляного купола, который по данным сейсморазведки строится довольно условно. Например, можно уверенно сделать вывод, что южный склон купола Кончебай более пологий, чем он представляется по сейсмическим данным. По характеру поля можно также судить и о внутреннем строении соляных куполов. Так, очевидно, купол Карачаганак в основной своей части сложен чистой (немагнитной) солью, а в низах его со стороны мульды выклиниваются значительные массы терригенного материала, что подтверждается бурением скв. 13. Можно также предположить о еще большем распространении терригенных пропластков на куполе Кончебай.

Характер пространственного изменения особенностей геологического разреза может быть изучен по результатам последовательного анализа вертикальных полейпо сети параллельных и связующих профилей.

Для прослеживания характера изменения магнитного поля по площади на разных глубинах целесообразно строить площадные схемы-срезы магнитных аномалий на нескольких уровнях. Например, на площади Карачаганак нами построено пять схем-срезов на уровнях от -1000 до -5000 м. На срезе -1000 м (рис. 3, а) видно соответствие локальных минимумов поля  контурам соляных куполов на том же глубинном уровне, снятым со структурной карты по отражающему горизонту VI. Некоторое смещение минимума магнитной аномалии на юго-запад от купола Южный Кончебай может свидетельствовать о неточности построения формы купола по данным сейсморазведки из-за недостаточной густоты сети профилей. Наличие локальных максимумов аномалий  в пределах контуров соляных куполов позволяет прогнозировать присутствие соли на глубинах залегания терригенных прослоев. Такой максимум имеется, например, в северо-восточной части купола Карачаганак (на срезе -1000 м). На срезе -2000 м отмечено увеличение площади положительной магнитной аномалии в пределах этого купола, что свидетельствует о более широком распространении терригенных пород на этой глубине.

На срезе -4000 м теряется связь магнитных аномалий с соленосными отложениями (рис. 3, б), но появляется связь со строением подсолевой толщи, позволившая предположить, что свод Карачаганакского поднятия несколько смещен к юго-западу по отношению к своду, который очерчен по данным сейсморазведки. Это предположение подтвердилось последующим бурением.

На уровне -5000 м максимум  смещается на запад от Карачаганакского поднятия. Это свидетельствует о том, что магнитное поле на данной глубине связано уже со строением более глубокого комплекса (возможно, фундамента).

Таким образом, попытка использования данных высокоточной аэромагнитной съемки для изучения осадочного чехла в районах Прикаспийской впадины показала ее высокую информативность относительно характера распределения магнитных масс в разрезе. Наряду с данными сейсморазведки и гравиразведки эти материалы могут оказать значительную помощь при прогнозировании геологического разреза. В частности, их уже можно применять для изучения внутренней структуры соляных куполов. Неплохое качественное совпадение максимума  на срезе -3000...-4000 м с контурами Карачаганакского тектоно-седиментационного поднятия может свидетельствовать об отличии слагающих его пород по магнитным свойствам от окружающих депрессионных карбонатных отложений. В этом случае максимум на уровне подсолевых отложений может являться одним из критериев наличия объекта типа Карачаганак. Более широкие возможности варьирования данными магнитометрии открываются при внедрении математического моделирования, позволяющего применить методы интерактивного подбора эффективной геолого-геофизической модели [3]. Однако для этого необходимо иметь надежные параметрические данные о магнитных свойствах пород, которые в Прикаспийской впадине практически отсутствуют.

В связи с изложенным считаем целесообразным рекомендовать планомерные проведения высокоточной аэромагнитной съемки масштаба 1:50 000 на территории Прикаспийской впадины, сосредоточив эти работы в первую очередь на наиболее перспективных направлениях, охватывающих периферийную, вдольбортовую ее часть по всему периметру шириной 300-400 км, а также организовать работы по изучению магнитных свойств горных пород в скважинах. Целесообразно также опробование различных способов специальной (глубокой) обработки данных аэромагниторазведки с целью учета возможных боковых эффектов (при больших базах усреднения) и получения количественных показателей о распределении геомагнитных масс в вертикальном разрезе и пространстве.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Временные методические указания с целью прямых поисков залежей нефти и газа. - М.: ВИЭМС- 1979.

2. Особенности формирования и размещения залежей нефти и газа в подсолевых отложениях Прикаспийской впадины / Под ред. Л.Г. Кирюхина, Д.Л. Федорова. - М.: Недра. - 1984.

3. Шестюк В.А., Макаркин А.А., Глазков В.В. Интерактивное моделирование геолого-геофизического разреза по данным сейсмо- и гравиразведки. // В кн.: Цифровая обработка геолого-геофизической информации сложнопостроенных сред (на примере Прикаспийской впадины).- Саратов. - 1985.- С. 69-77.

Рис. 1. Теоретические кривые магнитного поля (а) для геомагнитной модели (б) Карачаганакского местврождения

 - наблюденная кривая ; -суммарная теоретическая кривая при=2000* 10^-5 ед. СИ; -то же при =200* 10^-5 ед. СИ;  - составляющая магнитного поля , обусловленная формой залегания поверхности соли;  - то же для подсолевой толщи;-то же для поверхности фундамента при=2000*10^-5 ед. СИ

Рис. 2. Поле локальных разностей  в плоскости разреза

1 – изолинии , 2 - отражающие горизонты, 3 - граница расчетного поля, 4 – скважины

Рис. 3. Горизонтальные срезы поля  на глубинах -1000 (а) и - 4000 м (б):

1 - аэромагнитные профили, 2 – изолинии , 3 - контуры соляного купола на соответствующем срезе, 4 - изолинии подсолевого отражающего горизонта П, м