|
УДК 550.838:553.98 |
|
|
|
© Коллектив авторов, 1995 |
АЭРОМАГНИТНАЯ СЪЕМКА ШЕЛЬФА - ЗАДАЧИ, РЕЗУЛЬТАТЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ
В.Г. Зубов, Г.Н. Куликов, В.Г. Мавричев, Г.Ш. Мурадымов, ТЛ. Писакина, А.Ф. Чепик (ГП "Петербургская геофизическая экспедиция")
С начала 80-х гг. на шельфах окраинных морей РФ ведутся планомерные нефтегазопоисковые работы. Усилиями коллективов производственных и научно-исследовательских организаций выполнен значительный объем работ, получены геолого-геофизические материалы, подтверждающие высокие перспективы исследуемых регионов [2,5].
"Программа изучения и освоения континентального шельфа Баренцевоморской провинции" содержит основные положения концепции изучения и освоения данного региона. Исходя из состояния геолого-геофизической изученности Баренцевоморской шельфовой провинции, характера ее нефтегазоносности, физико-географических условий, действующей инфраструктуры и т.д. дано обоснование выбора объектов исследования и очередности их вовлечения в освоение. Так, в юго-восточной части Печорского моря прогнозируется открытие новых нефтяных месторождений на подготовленных, но не введенных в бурение структурах, расположенных в непосредственной близости от Приразломного месторождения.
Государственное предприятие "Петербургская геофизическая экспедиция" (ГП ПГЭ) в 80-х гг. по заданию Роскомнедра приступило к выполнению высокоточной аэромагнитной съемки масштаба 1:50 000 на шельфе Баренцева и прилегающих морей. К этому времени экспедиция накопила большой опыт в таких исследованиях на территории Тимано-Печорской, Волго-Уральской, Прикаспийской, Западно-Сибирской нефтегазоносных провинций, а также на п-ове Камчатка и о-ве Сахалин с прилегающими акваториями. Целевое назначение работ заключалось в помощи поисковым работам на нефть и газ [1,3]. При этом решались следующие геологические задачи:
· изучение структурно-вещественной неоднородности фундамента;
· выявление осложнений осадочного чехла, перспективных на поиски нефти и газа.
Решение поставленных задач базировалось на изучении послойно-латеральной изменчивости магнитных свойств пород фундамента и осадочного чехла в региональном плане и в пределах локальных структур, моделировании магнитного поля, установлении диагностических признаков отражения различных морфотектонических структур в магнитном поле.
Анализ результатов аэромагнитной съемки в указанных провинциях показал, что в магнитном поле отражается большинство известных структур и месторождений нефти и газа [1,3]. По регионам, имеющим наибольший объем статистических выборок (Тимано-Печорская, Волго-Уральская, Западно-Сибирская провинции), величина отражения составляет 78-96 %. Отчетливее выражены структуры Предуральского краевого прогиба, что объясняется их приуроченностью к региональным зонам надвигов и имеющих соответственно более контрастное проявление в структуре осадочного чехла. Газоносные объекты также хорошо фиксируются в морфологии магнитного поля, что, по мнению авторов, обусловлено большими размерами их ловушек, чем в случае нефтяных залежей. Наиболее типичный (97 %) признак отражения известных объектов - понижение амплитудных значений магнитного поля до 3-5, реже 10-12 нТл.
На материалах данных аэромагнитных съемок с высокочувствительной аппаратурой отрабатывались методические вопросы съемки с применением радиогеодезических и спутниковых систем навигации, программного обеспечения по обработке и анализу информации непосредственно с магнитных носителей на персональных компьютерах.
В настоящее время аэрогеофизики оснащены современной аппаратурой, по техническим параметрам не уступающей зарубежным аналогам.
Освоение новых, перспективных на поиски нефти и газа территорий РФ всегда начиналось с постановки "легких" методов, в том числе наземной магниторазведки с последующим переходом на аэровариант. Материалы магнитометрии широко использовались при прогнозе нефтегазоносности изучаемых территорий и выборе направлений дальнейших поисковых работ.
Территория Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции практически закрыта современной аэромагнитной съемкой масштаба 1:50 000 (за исключением площади Ухто-Ижемского вала). По ее результатам построены карты аномального магнитного поля, наборы карт трансформированных полей ΔТ в масштабах 1:50 000 и 1:200 000. Проведена геологическая интерпретация материалов съемки с привлечением имеющейся геолого-геофизической информации, составлены карты разломно-блоковой тектоники, определены вещественный состав и гипсометрия фундамента. Анализ материалов заключался в последовательно решаемых операциях - трассировании систем нарушений, выделении основных геоструктурных элементов и прослеживании в их пределах локальных аномалий магнитного поля специфической морфологии, отвечающих локальным объектам в осадочном чехле.
Результаты современной аэромагнитной съемки масштаба 1:50 000 на территории Тимано-Печорской провинции кратко сводятся к следующему:
· установлены блоковая структура фундамента, проявление адекватности блоковых и пликативных форм;
· существенно уточнено положение фронта главного Северо-Уральского надвига и сопутствующих надвигов, вдоль которых намечен ряд антиклинальных структур;
· выявлены и прослежены Верхне-Колвинский вал в пределах Хорейверской впадины, Медымский вал в Варандей-Адзьвинской зоне, вал Сорокина и т.д.;
· намечена возможность прогнозирования в осадочном чехле неантиклинальных ловушек УВ - рифогенных массивов, песчаных линз перми - триаса (бары, дюны), зон выклинивания терригенных, в основном девонских, толщ;
· выделено около 230 прогнозных участков, благоприятных для выявления локальных структур. Проверка сейсморазведочными работами 28 участков показала на 26 из них наличие локальных поднятий. На некоторых поднятиях (Варкнавтском, Тобойском, Мядсейском и др.) впоследствии вскрыты нефтяные залежи, приуроченные к девонским отложениям;
· разработана методика "прямых" поисков УВ путем изучения "тонкой" структуры магнитного поля, позволяющая выделять "аномалии типа залежь" (АТЗ). Выявлено 66 АТЗ. Семь из них подготовлены к глубокому бурению. На Южно-Варкнавтской АТЗ скв. 4 и 7 подтверждено наличие прогнозируемых залежей в интервале глубин 3950-4100 м;
· по материалам аэромагнитной съемки масштаба 1:50 000 в экваториальной части отмечается продолжение нефтегазоносных структур Тимано-Печорской провинции: вала Сорокина, Хорейверской впадины, Колвинского мегавала и т.д. На эту территорию составлены схемы строения фундамента и осадочного чехла масштаба 1:200 000, выделены 49 участков, перспективных на поиски комбинированных ловушек, 53 предполагаемые локальные структуры, области развития рифогенных построек, зон надвигов (Вашуткинско-Талотинский и др.), АТЗ.
Переходя к рассмотрению результатов выполненной на акватории аэросъемки, отметим, что проведенные анализ и прогноз несколько опережали данные по сейсморазведочным работам. Так, уже по представленным на рис. 1 материалам по площади Ходоварихинской структуры можно было определить наличие поднятия в осадочном чехле. Последующие сейсморазведочные работы показали практически полное совпадение контуров структуры по кровле карбонатов нижней перми с положением предполагаемого по магнитной съемке локального поднятия.
По материалам съемки проведено прогнозирование новых поисковых объектов далее на северо-западном продолжении зоны пониженных значений поля ΔТост (Поморская, Северо- и Восточно-Поморская структуры).
На рис. 2, 3 иллюстрируется иной подход в изучении магнитного поля, направленный на выделение локального эффекта, обусловленного не только структурным фактором. В аномальном магнитном поле Приразломное месторождение не находит отражения из-за его расположения в высокоградиентном магнитном поле, вуалирующем эффект от данного объекта. В трансформированном поле ΔТ положение месторождения просматривается, но не настолько отчетливо, как в предыдущем примере (см. рис. 1). Поэтому материалы съемки были подвергнуты дополнительному анализу по новой программе СПАН (спектрально-профильный анализ), позволяющей исследовать дисперсионные и пространственные свойства аномалий всех классов, присутствующих в наблюденном магнитном поле, детально изучать особенности наиболее интересующих классов аномалий [4].
Поскольку аэромагнитной съемкой масштаба 1:50 000 заснята только южная половина Приразломного месторождения, дополнительно проведены специальные маршруты, позволившие охватить его целиком. Каждая строка спанограммы дает значения в условных единицах интенсивности аномалий с периодичностью Tj вдоль анализируемого маршрута (см. рис. 2), а последовательная распечатка этой информации в интересующем диапазоне периодов Tj позволяет охарактеризовать относительное распределение энергии магнитного поля между разными классами аномалий вдоль маршрута и в разрезе. Конкретная глубинная привязка возможна лишь при наличии эмпирической зависимости периода аномалий от глубины, устанавливаемой при соответствующем наборе известных структур и месторождений УВ.
По отдельным маршрутам, пересекающим рассматриваемый объект, проведен анализ спектра структуры магнитного поля, из которого следует, что более длинноволновая часть спектра отвечает литолого-структурным особенностям фундамента. Сам объект (Приразломное месторождение) на спанограммах отображается локальным понижением на периодах 11,86-15,36 км. При последующей обработке по программе СПАН региональный фон (период аномалий Tj > 30 км) был убран и анализу подвергалась лишь высокочастотная составляющая магнитного поля, обусловленная влиянием пород осадочного чехла.
На рис. 2 показано разложение магнитного поля по маршруту 5010, пересекающему Приразломное месторождение вкрест его простирания. На спанограмме отмечаются две области пониженных амплитудных характеристик поля ΔТ на периодах 11,86-15,36 км. Первая расположена в контуре структуры, вторая - за ее пределами. Причем во втором случае отмечается дополнительная область пониженных значений на периодах аномалий немногим более 20 км. С учетом глубинной привязки, установленной для севера Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, области пониженных значений (предполагаемые ореолы вмещающих залежь пород), измененных под воздействием УВ-флюидов, располагаются на глубинах 2,5-3,0 и 4,5-5,0 км. Если первая глубина отвечает отложениям горизонта П (C1), то вторая, по-видимому, соответствует уровню девонских горизонтов. Миграция УВ-флюидов и сопровождающих их гидротерм приводит к эпигенетическим преобразованиям с переходом трехвалентного железа в двухвалентную форму (развитие вторичного пирита по магнетиту в зоне восстановления). В результате создается зона эпигенетически измененных пород (ореол), характеризующаяся пониженной магнитной восприимчивостью. Такие изменения отмечены на ряде месторождений Тимано-Печорской провинции (Усинское, Пашнинское, Возейское), Волго-Уральской провинции (Саратовское, Исимовское, Уршакское, Гежское, Кустовское и др.) и Западно-Сибирской провинции (данные Н.И. Туезовой).
На рис. 3 представлено морфологическое изменение магнитного поля с периодом 11,81 км по площади месторождения. Здесь отмечаются две субпараллельные зоны пониженных значений поля. Первая, западная, зона расположена в контуре Приразломного месторождения и, по-видимому, отвечает ореолу измененных пород, залегающих непосредственно над залежью УВ. Вторая зона смещена относительно первой на 9 км к востоку. Анализ структурных карт по горизонтам I-П и П (Васильева Е.А. и др., 1978) показал, что здесь может быть выделено локальное поднятие амплитудой 50-100 м, значительно уступающее и по размерам основному объекту. По материалам МОГТ здесь ранее предполагался блок разуплотненных пород. Намечаемое поднятие характеризуется в магнитном поле такими же параметрами, как и на Приразломном месторождении, что дает основание предположить на данном участке новый объект, возможно, несколько меньших размеров. Упомянутые пониженные амплитудные значения поля АТ, фиксируемые на разных уровнях вне контура Приразломного месторождения, отвечают, во-первых, положению предполагаемого локального поднятия, во-вторых, возможному присутствию нового этажа УВ-насыщения (см. рис. 2). Окончательный ответ можно дать при дополнительном анализе новых материалов сейсмо-, гравиразведки и т.д. на стадии подготовки объекта к поисковому бурению. По разработанной в ГП ПГЭ технологии подготовки АТЗ можно решить следующие задачи:
определение природы выявленной аномалии;
оконтуривание предполагаемой залежи, уточнение глубины ее залегания;
проведение прогнозной оценки запасов и выдача рекомендаций по заложению поисковых скважин.
На примере Ходоварихинской структуры и Приразломного месторождения показано, как отражаются в морфологии магнитного поля объекты различного морфотектонического типа. Эти диагностические признаки были заложены при выявлении перспективных участков под оценочные сейсморазведочные работы, разбраковке ранее выявленных МОГТ ловушек различного типа как на суше, так и в акватории.
Получение качественно новой информации существенно повысило геологическую эффективность аэромагнитной съемки. Она закономерно входит в комплекс геолого-геофизических исследований при поисках месторождений нефти и газа. Как мобильный и экспрессный метод она наиболее эффективна на стадии оценки нефтегазоперспективности слабоизученных территорий. Результаты таких съемок служат основой для постановки проверочных работ более "тяжелыми" методами.
Подводя итоги, отметим, что высокая эффективность аэромагнитных работ, их оперативность, сравнительная дешевизна (на два порядка ниже сейсморазведочных работ) и экологическая чистота метода позволяют рекомендовать продолжение аэромагнитной съемки масштаба 1:50 000 в акватории Баренцева и других окраинных морей РФ для решения следующих нефтегазопоисковых задач:
· изучение структурно-вещественной неоднородности фундамента на основе выделения зон тектонических нарушений, оценки их характера и роли в формировании блоковой структуры;
· выявление осложнений осадочного чехла посредством установления диагностических признаков отражения в магнитном поле известных объектов различного морфотектонического типа;
· исследование "тонкой" структуры магнитного поля как носителя информации о воздействии УВ на вмещающие залежь породы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мавричев В.Г., Саар Д.А., Травников Б.П. Высокоточная аэромагнитная съемка при изучении нефтегазоносных площадей // Сов. геология. - 1984. - № 4. - С.57-101.
2. Оруджева Д.С., Халимов Э.М. Перспективы поисков новых залежей нефти и газа в окраинных морях России // Геология нефти и газа. - 1994. - № 7. - С.5-11.
3. Применение крупномасштабных аэромагнитных съемок с высокочувствительной аппаратурой при нефтепоисковых работах в Тимано-Печорской провинции / В.Г. Мавричев, А.Ф. Чепик, Б.П. Травников и др. // Результаты комплексной интерпретации геолого-геофизических данных при оценке глубинного строения Тимано-Печорской провинции. - Л., 1980. - С. 110-121 (Тр. ВНИГРИ).
4. Расчленение осадочного чехла по аэромагнитным данным / В.Г. Мавричев, Б.П. Травников, А.А. Петрова и др. // Прогнозирование геологического разреза по геофизическим данным. - Л., 1982. - С.50-59 (Тр. ВНИГРИ).
5. А.В. Борисов, В.С. Винниковский, А.И. Таныгин и др. Шельф Баренцева и Карского морей - новая крупная сырьевая база России (особенности строения, основные направления дальнейших работ) // Геология нефти и газа. - 1995. - № 1. - С. 4-8.
Aerial magnetic survey as a mobile and express method appears to be the most effective at the stage of oil/gas potential evaluation related to poorly studied territories. This method allows to solve the following geological tasks:
study of structural-substantial basement's heterogeneity based upon identification of tectonic dislocation zones, estimation of their character and role in process of block structure formation;
identification of sedimentary cover's complications through revealing the diagnostic reflecting features in magnetic fields of the known objects characterized by different morphotectonic types;
investigation of "thin" structure of magnetic field served as an informative carrier on the effect of hydrocarbons on the pool's country rocks.
The solution of problems stated was based on studying the layer-lateral magnetic properties variability of basement rocks and sedimentary cover in regional plan as well as within the local structures, magnetic field modelling, revealing the diagnostic reflecting features of different morphotectonic structures in magnetic field. The article presents results of works carried out in water area of the Timano-Pechora oil/gas bearing province. In accordance with new program the survey data were being supplemented with spectral profile analysis allowing to investigate dispersing and spatial anomalies properties of all classes which present in the magnetic field observed.
Рис.1. ОТОБРАЖЕНИЕ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ ХОДОВАРИХИНСКОЙ СТРУКТУРЫ
1 – изолинии остаточных аномалий магнитного поля, нТл (интервал осреднения 6 км): а - положительные, б - отрицательные; в - нулевые; 2 - изогипса отражающего горизонта Р1, м
Рис.2. СПАНОГРАММА ПО МАРШРУТУ 5010. ПРИРАЗЛОМНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ
1 - изолинии амплитудных характеристик магнитного поля, усл.ед.
Рис. 3. КАРТА АМПЛИТУДНЫХ ЗНАЧЕНИЙ АНОМАЛИЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ (ПЕРИОД АНОМАЛИЙ 11,81 км). ПРИРАЗЛОМНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ
1- изолинии амплитудных характеристик, усл.ед.; 2 - контур структуры по горизонту I-П; 3 - предполагаемое положение поднятия по материалам аэромагнитной съемки; 4 - тектонические нарушения по данным сейсморазведки