ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ГРАВИМЕТРИЧЕСКИХ ДАННЫХ С ЦЕЛЬЮ ИЗУЧЕНИЯ ГЛУБИННОГО СТРОЕНИЯ ВОСТОЧНОГО ПРИКАСПИЯ НА ОСНОВЕ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

B.M. БЕРЕЗКИН, А.С. ВОРОБЬЕВ (ВНИИгеофизика), М.А. ДЕМИДОВА (ГАНГ)

Как известно, фациальный состав и строение осадочного чехла восточной прибортовой зоны Прикаспийской впадины достаточно сложные. Он содержит в себе как терригенные и гидрохимические, так и карбонатные отложения, с которыми связаны месторождения углеводородов в подсолевых отложениях. Прослеживание их сейсмическими методами не всегда бывает достаточно уверенным и расхождение с данными бурения нередко достигает значительных величин. Построение моделей разреза на основе привлечения расчетных гравиметрических данных в комплексе с другими методами изучения может помочь в задаче прослеживания тех или иных толщ.

С этой целью на территории Восточного Прикаспия по данным профиля Ашикумды – Арансай -Жанажол – Биикжал – Тенгиз - Актюбе осуществлен анализ кривых силы тяжести по методу полного нормированного градиента, а также с помощью расчетов фазовых профилей и интегральных кривых. Выбор направления профиля определился степенью изученности этой части впадины, позволяющей провести указанные исследования.

Метод полного нормированного градиента G"(x, z) в практике интерпретации гравитационных аномалий использовался научно-исследовательской лабораторией ГАНГа для изучения соляно-купольных регионов в течение ряда лет [1, 2, 4].

Расчеты фазовых профилей (B.M. Березкин) и интегральных кривых (А.С. Воробьев) используются впервые. Методика их расчета разработана во ВНИИгеофизике и опробована на модельных примерах и частично практических [3, 5].

На рис. 1, рис.2 приведены разрез аномалий полного нормированного градиента силы тяжести и фазовые профили по линии расчетного профиля. На каждом из рисунков показана исходная кривая Dg, а также результаты интерпретации. Совокупный анализ трех видов трансформаций по одному и тому же профилю повышает достоверность интерпретации данных гравиметрии.

Для расчетного профиля взят график кривой силы тяжести в масштабе 1:1 000 000. Полный нормированный градиент рассчитан на 16-разрядном персональном компьютере с числом гармоник N = 25 при числе точек М = 67, с расстоянием между точками (Dх), равным 10 км, и Dz = 0,5 км.

Как видно на рис. 1, в поле G"(x, z) на профиле наблюдается несколько крупных аномальных зон, разделенных зонами больших градиентов. Это четыре максимума (I-IV) в области точек 1-9, 14-16, 32-34, 65-67 и пять минимумов в районе точек 11-13, 20-30, 38-42, 49-52 и 64-66. В 3-м минимуме отмечается особая точка на глубине 1,5 км.

Фазовые профили (см. рис. 2) рассчитаны с теми же параметрами. С учетом модельных расчетов, в исследуемом разрезе по линии указанного профиля с помощью фазовых профилей могут быть выделены различные геологические тела - структурные элементы, аппроксимируемые вертикальным пластом, горизонтальным цилиндром, наклонной призмой и т.д. На этом основании в разрезе фазовых профилей по линии расчетной кривой (см. рис. 2) было намечено значительное количество различных геологических тел, отличающихся по плотности от вмещающей толщи, размеры которых предположительно могут быть определены в вертикальной плоскости. Так, наклонная призма, ограниченная разломами, выделяется от 1 до 18 расчетной точки. В нижней ее части на глубинах от 4,5 до 9,5 км могут быть выделены четыре горизонтальных цилиндра и один вертикальный пласт. Второй и третий горизонтальные цилиндры разделены разломом, прослеживаемым с глубины 4,5 до 6,0 км, а третий и четвертый с востока ограничены разломом, прослеживаемым с глубины от 6 до 9 км. Вертикальный пласт отмечается на глубинах от 7 до 9 км. Приуроченность горизонтальных призм к области максимума G"(x, z) и Dg (см. рис. 1) свидетельствует о том, что эти геологические тела сложены более плотными породами по сравнению с вмещающими. По интегральным кривым также выделяются разломы и области значительной плотностной неоднородности.

Совокупное рассмотрение данных интерпретации кривой силы тяжести по 3-м видам трансформации с данными сейсморазведки позволило составить разрез земной коры по линии расчетного профиля (рис. 3). На разрезе показана прослеживаемость основных сейсмических границ, разломов, намечаемых по данным сейсморазведки, а также плотностные неоднородности - геологические тела с различной плотностью, аппроксимируемые различными геометрическими формами, и разломы, выделяемые по данным трансформации Dg.

В области первых 20 точек расчетного профиля можно отметить следующее. Положение преломляющего горизонта d⁰_k с Vг = 6,2- 7,2 км/с, предположительно отождествляемого с поверхностью добайкальского фундамента, свидетельствует о его подъеме здесь с 11,0 до 8,0 км и нарушенности региональными разломами Хобдинским и Мангышлакско-Енбекским. Последние полностью совпадают с выделяемыми нами и могут быть охарактеризованы по прослеживаемости в разрезе. Так, они оба с некоторым смещением в виде отдельных звеньев прослеживаются из консолидированной коры до 4,0-4,5 км от уровня моря в разрезе осадочной толщи. Поведение отражающего горизонта П₁, приуроченного к поверхности докунгурских отложений, говорит о наличии здесь палеозойского поднятия, унаследованного от фундамента и нарушенного теми же разломами, а также разломами, проявляемыми лишь в докунгурских палеозойских отложениях и намеченными по данным трансформированной кривой Dg. Учитывая данные сейсморазведки, можно предположить, что неоднородности 2 и 3 (см. рис. 2, рис. 3), расположенные в области прослеживания горизонта П₁ могут быть связаны с карбонатными телами в пределах подсолевой толщи. Более глубокие неоднородности, расположенные на гипсометрическом уровне фундамента, связаны с изменением его вещественного состава. Подобным образом могут быть проанализированы и все остальные выделяемые здесь особенности разреза.

Совместное рассмотрение результатов обработки расчетных гравиметрических данных и материалов сейсморазведки по линии расчетного профиля позволяет наметить следующие закономерности. Отдельные группы соляных куполов входят в геологические тела уменьшенной плотности в форме вертикальных пластов, т.е. тел, вертикальные измерения которых значительно превышают горизонтальные. Таковы купола Арансай и Кумсай, относящиеся к плотностной неоднородности в области 20-й расчетной точки, верхняя граница которой совпадает с положением горизонта VI, а нижняя расположена на глубине 3, 5 км. Кожасай и Кувантай относятся к такого же типа плотностной неоднородности разреза, прослеживаемой до глубины 3 км. Подобного типа неоднородности образуются куполами Утыбай - Амангельды, Уялы Восточный - Кебер - Биикжал. Купола Урихтау-Кумыстобе вместе с западным погружением Жанажола образуют горизонтальное тело в данном вертикальном сечении, мощностью всего около 1 км, что связано с прохождением линии расчетного профиля по их западному крылу. Под этими куполами примерно с 2, 25-2, 50 км прослеживается значительной мощности (высоты), порядка 3, 5 км, тело с повышенной плотностью, в пределах которого фрагментарно наблюдается горизонт П₂. Как известно, здесь располагается подсолевая структура Жанажол, сложенная в основном карбонатными отложениями. Подобная картина отмечается на Тенгизе. Там купола Каратон - Тенгиз образуют неоднородность тоже небольшой высоты (порядка 1 км), при этом глубже прослеживается тело с повышенной плотностью, ограниченное разломами. С северо-востока к последнему примыкает еще одно образование с повышенной плотностью, высотой в 4, 5 км и шириной 25-30 км. Здесь же по данным дешифрирования космических снимков отмечается наличие линеамента, а по данным сейсморазведки намечается разлом фундамента и резкое его погружение.

Таким образом, как видно на рис. 3, намеченные по данным сейсморазведки разломы фундамента четко отражены на представленном разрезе земной коры, составленном по данным трансформации гравитационных аномалий в вертикальной плоскости. Кроме того, расчетные гравиметрические данные позволили дополнительно наметить ряд разломов различной выраженности в разрезе. Соляные массивы проявились телами с пониженной плотностью, размеры которых прослеживаются в данном разрезе. Подсолевые поднятия, сложенные карбонатными массивами, выражаются в разрезе телами с повышенной плотностью, размеры которых также могут быть определены в данном сечении. Расположение в разрезе этих тел свидетельствует о локальности распространения карбонатных массивов.

Следовательно, в местах развития плотностных неоднородностей с повышенной плотностью можно ожидать наличие подсолевых поднятий, сложенных карбонатными отложениями. Такова площадь Акинген-Женатай, где на глубинах около 3, 5 км могут быть вскрыты подсолевые, а также между куполами Кувантай-Киндысай-Утыбай. Здесь в районе точек 29-37 профиля наблюдается крупное плотное тело, нарушенное разломом с глубины 2, 5 до 6, 0 км, горизонтальные размеры которого составляют 60 км.

Таким образом, одновременное использование интегральных кривых, фазовых профилей и полного нормированного градиента при интерпретации данных гравиметрии даже в мелком масштабе позволяет выделить объекты на поиски геологических тел, сложенных плотными, предположительно карбонатными образованиями в осадочной подсолевой толще, предварительно наметив их размеры, а также выделить разломы, проследив их выраженность в разрезе. Применение данной методики в крупном масштабе позволит выделить локальные объекты, представляющие интерес при поисковых работах на нефть и газ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Березкин В.М. Метод полного градиента при геофизической разведке. - М.: Недра, 1988.
2. Березкин В.М., Демидова М.А., Каламкаров Л.В. Выявление перспективных на газ объектов по расчетным гравиметрическим данным // Геология нефти и газа. - 1989. - № 3. - С. 15-18.
3. Воробьев А.С., Березкин В.М. Интегральный способ обработки результатов геофизических методов при поисках залежей нефти и газа / Разведочная геофизика. - 1991. - № 111. - С. 87-90.
4. Демидова М.А., Каламкаров Л.В. Использование преобразований гравитационного поля для изучения нефтегазоносных регионов. - М.: Недра, 1978.
5. Методические рекомендации по технологии обработки и интерпретации площадных геофизических данных (ТПОИГД). - М.: Изд. НПО Нефтегеофизика, 1992.

ABSTRACT

Interpretation of curve of gravity along line Ashikumdy - Aransai - Zhanazhol - Biikzhal - Tengiz -Aktube (Eastern Precaspian depression) by means of new modification of method of the full normalized gradient - phase gradient, and integral technique is realized. - In studied density profile was found a density bodies of diverse geometries to density different from those of host rocks. Established relations for profile can be useful to areas, poorly studied by means of seismic prospecting, for discavery petroleum prospect.

Рис. 1. Кривая Dg и поле полного градиента по профилю Ашикумды - Арансай - Жанажол - Биикжал – Тенгиз

Рис. 2. Кривая Dg и кривые фазового градиента Gф на разных глубинах по профилю Аши-кумды - Арансай - Жанажол - Биикжал - Тенгиз с элементами геологической интерпретации

Рис. 3. Распределение плотностных неоднородностей и разломов в разрезе земной коры по профилю Ашикумды - Арансай - Жанажол - Биикжал - Тенгиз:

1 - положение отражающего горизонта, соответствующего поверхности соли: а установленное, б - предполагаемое; 2 - положение преломляющей границы, соответствующей поверхности добайкальского фундамента; 3 - положение отражающего горизонта, соответствующего поверхности карбонатных отложений среднего карбона; 4 - положение отражающего горизонта, соответствующего поверхности докунгурских палеозойских отложений; 5 -разломы фундамента по данным сейсморазведки; 6 - линеаменты, выделяемые по данным дешифрирования космических снимков; 7 - разломы по данным интерпретации трансформированной кривой Dg; 8 - положение плотностных неоднородностей: а - с увеличенной, б - с уменьшенной плотностью по сравнению с окружающей средой; 9 - предполагаемые плотностные неоднородности, аппроксимируемые: а - формой вертикального пласта, б - формой горизонтального цилиндра; 10 –соль;