На базе ФГУНПП «Геологоразведка» проведена 82-я сессия Научно-методического совета по геолого-геофизическим технологиям поисков и разведки месторождений полезных ископаемых (НМСГГТ)
С 1 по 2 ноября 2012 года на базе ФГУНПП «Геологоразведка» проведена 82-я сессия Научно-методического совета по геолого-геофизическим технологиям поисков и разведки месторождений полезных ископаемых (НМСГГТ) Минприроды России по тематике «Инновационные направления развития геолого-геофизических технологий».
На сессии были заслушаны и обсуждены следующие доклады:
1.1. Инновационные технологии при сейсмогеологическом моделировании терригенных и карбонатных отложений (ФГУП «ВНИГРИ», Санкт-Петербург). Авторы: И.А. Кушмар, В.И. Митасов.
Докладчик – В.И. Митасов, ведущий научный сотрудник ФГУП «ВНИГРИ», к.г.-м.н.
1.1. В докладе ФГУП «ВНИГРИ» (В.И. Митасов) представлены материалы по сейсмогеологическому моделированию терригенных и карбонатных отложений.
Ловушки нефти и газа в карбонатных и терригенных отложениях зачастую не контролируются структурным фактором, поэтому их выделение возможно только по характеру изменения емкостных свойств горных пород. Вместе с тем, разница в емкостных свойствах между коллектором и неколлектором составляет величину не более первых единиц процента. Эта разница и должна быть зафиксирована по характеру изменения сейсмического волнового поля. Основным условием сейсмогеологического моделирования для решения поставленной задачи является сохранение динамики сейсмического сигнала. Выполненная подобным образом обработка значительно повышает контрастность сейсмической записи и практически на порядок увеличивает соотношение «полезный сигнал»/«помеха».
Затем по данным ГИС и измерений керна строятся петрофизические модели изучаемых отложений с определением на количественном уровне их литологического состава и емкостных свойств, а также структуры порового пространства, эффективных толщин, насыщенности. По найденным параметрам строятся глубинные тонкослоистые геоакустические модели (модели акустических жесткостей и поле коэффициентов отражений от всех пластов, выделяемых по ГИС)
Геоакустическая модель переводится из глубинного во временной масштаб, и привязывается к грубослоистому (толстослоистому) волновому сейсмическому полю. Вертикальные сейсмогеоакустические модели экстраполируются вдоль профилей ОГТ в межскважинное пространство и пересчитываются в разрезы литолого-емкостных параметров, эффективных толщин и других параметров, на основе которых осуществляется прогноз зон развития улучшенных коллекторов и нефтегазоперспективных объектов.
Привязка сейсмического волнового поля непосредственно к геологическим параметрам, а не каротажным кривым, обеспечивает установление устойчивых коррелятивов между атрибутами сейсмического волнового поля и коллекторскими свойствами горных пород через их акустические жесткости, что является основой надежного прогноза улучшенных коллекторов в карбонатных породах.
1.2. Биогеофизика: особенности физических свойств и физических полей, порождаемых бактериями в грунтах (СПбГУ, Санкт-Петербург).
Автор и докладчик – К.В. Титов, профессор СПбГУ, д.г.-м.н.
1.2. Доклад Санкт-Петербургского государственного университета (К.В. Титов) обращает внимание на возможности и роль биофизики в формировании аномалий естественного электрического поля, обусловленного изменением физико-химических свойств грунтов.
В докладе приведены результаты экспериментального изучения физических свойств песка, загрязненного дизельным топливом при воздействии микроорганизмов. В ходе опытов, длительность которых отвечала ростовому циклу бактерий, были прослежены изменения концентрации клеток, содержания нефтепродуктов и удельного электрического сопротивления грунтов. По окончании ростового цикла были измерены значения удельного электрического сопротивления поровой влаги, коэффициента фильтрации и электрокинетического коэффициента. Был изучен химический состав поровой влаги и проведено электронно-микроскопическое исследование грунтов. Установлено, что развитие микробных сообществ приводит к деградации нефтепродуктов, увеличению минерализации поровой влаги и изменению ее химического состава, а также к уменьшению коэффициента фильтрации и электрокинетического коэффициента грунтов. Эти изменения физических и химических свойств связаны с изменением текстуры грунта в результате бактериального воздействия и с возможным растворением частиц твердой фазы. Показана возможность формирования аномалий естественного электрического поля, обусловленного этим изменением физико-химических свойств грунтов.
По постановке задачи и полученным результатам представленное направление исследований следует отнести к инновационным.
1.3. Инновационный способ поиска флюидных систем геотермальных месторождений. (СПбФ ИЗМИРАН, Санкт-Петербург). Авторы: Ю.А. Копытенко, М.С. Петрищев, А.А. Петрова.
Докладчик – М.С. Петрищев, заведующий сектором СПбФ ИЗМИРАН, к.т.н.
1.3. Доклад СПбФ ИЗМИРАН (М.С. Петрищев) посвящен вопросам поисков глубинных систем геотермальных месторождений, что сегодня исключительно актуально в качестве альтернативных источников тепло и электроэнергии.
Выделение перспективных площадей на первых этапах проводится по результатам анализа материалов магнитометрических съемок на разных уровнях высот: сначала магнитных аномалий, полученных для высот 100 км и 400 км по измерениям на высоте полета спутника, затем аномального магнитного поля на приземных уровнях. По этим данным выделяются участки для площадного и детального исследования выходов к поверхности подводящих геотермальных каналов методами электроразведки.
При опробовании этого способа на территории США (2009 г.) полученные автором результаты дали возможность определить положение наиболее перспективных участков постановки экспериментальных работ.. На ряде выделенных площадок выполнены работы методом магнитотеллурического зондирования, выявившие субвертикальные зоны высокой проводимости от поверхности до глубин более 5 км. В результате были получены участки пробного бурения, которое подтвердило наличие здесь на глубине более 200 м повышенного геотермического градиента более 1 °С/м.
По этой же технологии авторами была исследована специфика глубинного строения земной коры Средиземноморья, Аравийского полуострова, территории Колумбии в местах эталонных геотермальных зон с источниками, выходящих на дневную поверхность. По выработанным критериям затем был выполнен прогноз перспективных площадей для поиска новых источников подземных геотермальных вод.
На примере разных регионов земного шара показано, что аномальное магнитное поле гидротермальных месторождений обладает специфическими особенностями. На основе изучения известных месторождений показана существенная роль элементов флюидных систем в подпитке геотермальных месторождений. В верхней коре создаются слабомагнитные треки повышенной проводимости внутри подводящих каналов, которые поднимаются из флюидных зон подпитки средней части земной коры. Такие зоны идентифицируются как реологически ослабленные слои по совокупности признаков. Это слабомагнитные слои с пониженными значениями плотности, сейсмических скоростей и пониженного удельного электрического сопротивления. Положение ослабленных слоев связываются с процессами динамотермального метаморфизма пород. Они играют важную роль в процессе транспорта флюида к поверхности. Наличие основных элементов флюидной системы в виде ослабленных зон и подводящих каналов, поднимающихся до глубины менее 3 км, является важным условием возобновляемости геотермальных ресурсов.
1.4. Палеонтологический метод как необходимый элемент геолого-геофизических исследований в нефтяной геологии (ФГУНПП «Геологоразведка», Санкт-Петербург). Авторы: Е.Г. Раевская, Н.К. Куликова, А.А. Федорова.
Докладчик – Е.Г. Раевская, заведующая отделом ФГУНПП «Геологоразведка», к.г.-м.н.
1.4. Доклад ФГУНПП «Геологоразведка» (Е.Г. Раевская) посвящен рассмотрению возможностей палеонтологического метода в составе геолого-геофизических исследований в нефтяной геологии.
В настоящее время по мере выработки крупных приуроченных к структурам месторождений углеводородного сырья, перспективы прироста запасов УВ связываются с вовлечением в разработку сложно построенных неструктурных ловушек, поиск которых сопряжен с детализацией региональных исследований, требующих применения целого комплекса методов.
В ФГУНПП «Геологоразведка» разработан и успешно опробован на различных геологических объектах универсальный комплекс лабораторно-аналитических методик, нацеленный на выявление зон развития улучшенных коллекторов. Комплекс основан на сочетании литолого-генетических и биостратиграфических исследований с последующим комплексированием результатов с промыслово-геофизическими данными.
В составе комплекса значительное место занимает палеонтологический метод. Его эффективность достигается при реализации ряда специфических требующих учета факторов. В частности: а) опробование отложений должно происходить синхронно с седиментологическими исследованиями, что дает информацию для анализа условий захоронения искомых организмов; б) палеонтологическими исследованиями должны быть охвачены все найденные в породах остатки орто- и парастратиграфических групп: макрофауна, микрофауна, микрофлора (споры и пыльца наземных растений, морские, пресноводные одноклеточные водоросли) и др.
Проводимые палеонтологические исследования отличаются высокой результативностью, в которых палеонтологический метод поднимается на новый уровень и служит чрезвычайно ценным инструментом, позволяющим избегать ошибочных корреляций или разночтений при интерпретации геофизических данных. Неразрывность этих исследований от всего сопутствующего комплекса методов обеспечивает обязательный и надежный возрастной контроль осуществляемых геологических построений, а также служит дополнительным источником данных для палеогеографического моделирования. В качестве примера приводятся результаты недавно завершенных работ по Большехетскому проекту Западной Сибири, целью которых было создание лито-фациальных карт верхнеюрских-нижнемеловых отложений и разработка на их основе прогнозных карт зон развития улучшенных коллекторов. Палеонтологический анализ, проведенный параллельно с другими методами позволил скорректировать существовавшие стратиграфические разбивки и уточнить палеофациальное районирование рассматриваемой территории.
В результате комплексирования седиментологических, биостратиграфических и палеонтологических данных с данными ГИС и сейсморазведки для территории Большехетского проекта по отдельным стратиграфическим уровням было построено 12 лито-фациальных карт. На их основе разработаны прогнозные карты зон развития улучшенных коллекторов.
1.5. Новые возможности малоглубинных электроразведочных работ ЗСБ при поисках гидроминерального сырья, изучении тектонических нарушений и интрузивных тел (ЗАО «ИЭРП», Иркутск). Авторы: О.В. Токарева, Ю.А. Агафонов.
Докладчик: О.В. Токарева, ведущий геолог ЗАО «ИЭРП».
1.5. Доклад ЗАО «Иркутское электроразведочное предприятие (ИЭРП)» (О.В. Токарева) посвящен рассмотрению возможностей электроразведочных исследований методом ЗСБ в пределах Сибирской Платформы.
Помимо глубинных электромагнитных зондирований, метод применяется для решения геологических задач связанных с изучением осадочного чехла в интервале глубин до первых сотен метров от поверхности. Разработана и внедрена в производство методика малоглубинных исследований ЗСБ, особенностью которой является: применение зондирующих установок небольших размеров и электроразведочной станции на базе высокоскоростного аналого-цифрового преобразователя (АЦП). В последние годы малоглубинные исследования ЗСБ нашли свое применение при поисках гидроминерального сырья, решении экологических задач, изучении причин ухудшения качества сейсмических данных, которое связано с неоднородностями верхней части разреза.
Стандартные параметры двухразносной установки для малоглубинных исследований: размер генераторной петли – 50 м ×50 м, приемной – 10 м×10м. При применении указанной геометрии установки изучается разрез осадочного чехла до глубины порядка 200 м. Для более глубоких исследований (300 – 500 м) существуют модификации с размером генераторной петли 100×100 м и 200×200 м.
Электроразведка в силу своей физической основы является очень чувствительной к присутствию воды в горных породах. Поэтому поиски подземных вод, особенно с высокой степенью минерализации, в высокоомном разрезе с помощью метода ЗСБ весьма успешны. Основная цель гидрогеологических исследований - изучение глубины залегания и области распространения подземных вод.
Пример 1. Решение экологической задач
На одном из участков Юга Сибирской платформы существовала проблема загрязнения подземных вод. Углеводородные флюиды по сети разломов и трещин из нижележащего разгерметизированного пласта проникли в водонасыщенный коллектор верхней части разреза, вода из которого использовалась для водоснабжения поселка. Кроме того, в пределах территории исследования были обнаружены поверхностные нефтепроявления. Для оконтуривания зон вторичных залежей УВ были проведены малоглубинные электроразведочные исследования, которые позволили детально изучить разрез до глубины порядка 150 – 200 м.
В результате был выделен и прослежен водонасыщеный горизонт, который характеризуется низкими значениями сопротивления. Дополнительно определены неизвестные ранее тектонические нарушения, которые прослеживаются непосредственно от интервала развития коллекторов до поверхности. Вертикальные зоны низких значений сопротивления интерпретируются как вероятные пути миграции загрязненных растворов к поверхности. Анализ приповерхностного геоэлектрического горизонта позволил выделить область распространения скрытой под слоем дерна приповерхностной залежи нефти. Полученные результаты электроразведочных работ были сопоставлены с материалами бурения колонковых скважин, как имеющихся на момент проведения работ, так и пробуренных позднее. В итоге получен высокий процент сходимости прогноза, сделанного по результатам электроразведочных работ и бурения.
Пример 2. Изучение зон ухудшения качества сейсмических материалов
На территориях со сложным строением верхней части разреза отмечаются участки ухудшения качества сейсмических данных. Электроразведочными работами ЗСБ был изучен один из таких участков, глубина зондирований составила порядка 300 м.
Определено геоэлектрическое строение верхней части разреза, которое представлено переслаиванием контрастных проводящих и высокоомных горизонтов. Главным объектом, оказывающим осложняющее влияние на качество геофизических данных, является пластовая интрузия долеритов, которая характеризуется высокими значениями сопротивления.
В результате исследований определено, что зонам ухудшения качества сейсмических данных соответствуют участки, в которых резко изменяются мощности высокоомного геоэлектрического горизонта приуроченного к пластовому интрузивному телу.
Поиск подземных вод верхней части разреза по комплексу глубинных и малоглубинных исследований ЗСБ.
На сегодняшний день одной из задач, успешно решаются с помощью электроразведочных работ ЗСБ, является поиск подземных вод для технических нужд при нефтепоисковом бурении. Часто малоглубинные исследования ЗСБ проводятся на участках, где ранее проводились нефтегазопоисковые работы. Оптимальный выбор места площади для детальных исследований ЗСБ на поиск воды, возможен на основе анализа данныъ глубинных исследований в сочетании с расположением точек заложения скважин глубокого бурения и априорной информации о минерализации пластовых вод.
Применение такого подхода позволяет повысить вероятность выделения водоносных горизонтов.
Выводы
Опыт работ на Юге Сибирской платформы показывает высокую эффективность применения электроразведочных исследований ЗСБ при решении следующих геологических задач:
- определение структуры верхней части разреза при решении инженерно-геологических, гидрогеологических и геоэкологических задач;
- изучение и картирование зон коллекторов;
- выделение интрузивных тел и тектонических нарушений;
- изучение неоднородных объектов в верхней части разреза, влияющих на ухудшение качества сейсмических данных
- прослеживание областей многолетнемерзлых пород.
1.6. Индуцированность геологической среды по неотектоническому фактору (ФГУП «Севзапгеология», Санкт-Петербург).
Автор и докладчик – Б.Г. Дверницкий, начальник геоэкологической партии СЗ ГГП «Севзапгеология».
1.6. Доклад ФГУП «Севзапгеология» (Б.Г. Дверницкий) посвящён воздействию геологической среды на инженерные сооружения города.
Разрушительное возможное воздействие зависит от силы техногенного вмешательства и степени пригодности среды для инженерно-технических сооружений. К числу неблагоприятных в условиях Санкт-Петербурга относятся: современная тектоническая активизация (СТА), наличие древних погребенных долин, заполненных водонасыщенными мелкозернистыми песками («плывунами»), динамический режим напорных вод котлинского горизонта и ряд других.
СТА проявляет себя в разноориентированных колебательных движениях разной амплитуды, скорости, частоты и масштабности.
Интенсивность техногенного воздействия на природную среду постоянно возрастает и индуцирует негативные процессы в геологической среде. Нормативные требования к строительству не всегда поспевают за практикой. Это касается в Санкт-Петербурге, прежде всего, высотного строительства, намеченного в ближайшие годы.
Генетически масштабность проявления СТА на конкретных площадях и участках определяется приуроченностью их к узлам пересечения четырех, трех или двух систем зон разломов, наличием границ сочленения блоков с различной активностью и направленностью современных движений, существованием зон максимальных градиентов современных вертикальных движений и рядом других геологических факторов С зонами СТА связаны интенсивные газовые потоки и факелы в почвенном воздухе, содержащие в своем составе радон, метан и диоксид углерода, позволяющие выделять и изучать «живые» тектонические зоны.
СТА не постоянна по времени и имеет периоды возрастания и спада с циклом в десять-двенадцать лет. С периодами максимальной активности СТА связывают крупные аварии в ряде регионов России.
ФГУП «Севзапгеология» в течение последних 17 лет проводит работы, направленные на оценку неотектонического риска в С.-Петербурге и Ленинградской области, включающие мониторинг эндогенных геологических процессов (ЭнГП) по газовому потоку. Уровень СТА характеризуется тремя параметрами: проницаемостью (открытостью) геологических структур, динамикой и индуцированностью СТА, техногенным вмешательством.
Систематические измерения – мониторинг эндогенных геологических процессов (ЭнГП) проводится в Санкт-Петербурге с 1999 г. по решению Межведомственной комиссии по экологической безопасности от 13.11.1997 г.
Объекты мониторинга выбираются по картам надежности геологической среды по неотектоническому фактору на аварийных участках, на объектах высокого геоэкологического риска.
Мониторинг включает в себя измерения радона, метана и диоксида углерода в подпочвенном воздухе по профилям.
Задачи мониторинга – оценить уровень, динамику и масштабы текущей неотектонической активности проблемных участков с целью
– принятия оперативных решений касательно эксплуатации инженерных сооружений,
– выбора места строительства,
– прогноза неотектонической активности и связанной с ней устойчивости инженерных сооружений.
На основании ранее проведенных работ, были определены фоновые и четыре уровня аномальных значений объемной активности радона (ОАР), характерные для зон и участков современной тектонической активизации (СТА). Фоновые значения ОАР колеблются в пределах 2-6 Бк/куб.дм., среднее составляет – 4 Бк/куб.дм.
Как показала практика работ, СТА не постоянна по времени и имеет периоды возрастания и спада, хотя никогда не прекращается совсем. С периодами возрастания и максимальной активности СТА и связываются нами крупные аварии в ряде регионов России, в частности в подземном пространстве Санкт-Петербурга. (1974–75 гг., 1995 г.).
1.7. Перспективы развития векторной магниторазведки (ФГУНПП «Геологоразведка», Санкт-Петербург).
Автор и докладчик – А.П. Савицкий, заместитель директора ФГУНПП «Геологоразведка», к.г.-м.н.
1.7. Доклад ФГУНПП «Геологоразведка» (А.П. Савицкий) посвящен рассмотрению возможностей развития векторной магниторазведки.
1. Хотя геомагнитное поле Земли имеет векторный характер, но развитие технических средств изучения этого поля и увеличение чувствительности измерительных приборов, а также переход сначала протонными и затем квантовыми магнитометрам привел к тому, что основное место занимают измерение амплитуды магнитного поля с последующим переходом к разности модуля полного поля и нормального поля: интерпретационному параметру . Осознание этого противоречия привело к тому, появилось технология измерения градиента . Однако в настоящее время наибольший объем градиентометри-ческих работ выполняют западные геофизические компании.
2. Возврат к изучению векторного магнитного поля на новой основе с сохранением достигнутой точности измерений, безусловно, носит инновационный характер. В настоящее время это можно сделать, используя соотношение и проекции на направление . Соотношение , где - угол между вектором аномального магнитного поля и направлением вектора нормального магнитного поля , верно с достаточной точностью в слабых по амплитуде аномальных полях. Этот факт был подтвержден практическим опытом применения векторной скважиной магниторазведки на слабомагнитных разрезах.
3. Исследования показали, что модульная съемка и использование параметра ΔТ существенно сокращает объем получаемой информации, фиксируя в основном вертикальную составляющую аномального магнитного поля. В особенности это характерно для широт России и слабых аномальных полей. Использование градиентных измерений совместно с обычной модульной съемкой позволяет получать новую информацию о геологических объектах и открывает дорогу к векторным измерениям.
4. Измерение и трех составляющих градиента при соответствующей обработки информации позволяет перейти к компонентам аномального магнитного поля. В основу обработки положен общеизвестный факт, что в верхнем полупространстве нет источников аномального магнитного поля. Поэтому дивергенция и ротор аномального магнитного вектора равен нулю. Пока методы соответствующей обработки разработаны для случая двумерных магнитных аномалий, но имеются перспективы создания аналогичных алгоритмов и для изометрических аномалий.
5. Необходимо продолжить работы по различным направлениям и набор полевого материала в различных геологических условиях. В аппаратурном направлении необходимо создание отечественной трехкомпонентной градиентометрической аппаратуры, приспособленной для размещения на российских летательных средствах, отличающихся от своих западных аналогов. В теоретическом направлении необходимо разработать методы перехода от измеряемых параметров – модуля и трех составляющих его градиента - к компонентам аномального магнитного поля для различной топологии магнитного поля. Одновременно должно быть создано программной обеспечение, обеспечивающее графическое представление векторного магнитного поля в трехмерном пространстве. Все это в совокупности позволит создать технологию векторной магнитной съемки, которая открывает новые инновационные возможности для магниторазведки, увеличивая ее глубинность и информативность, и даст возможность решать новые геологические задачи. Полный перечень таких задач пока определить сложно. К ним, например, можно отнести морские работы в условиях высоких широт, где сложно создать систему слежения за вариациями магнитного поля, изучение хромитовых месторождений, представляющих собой неоднородно намагниченные объекты, залегающие в магнитных вмещающих породах, картирование глубинных объектов.
Пресс-служба Роснедр.
вернуться к разделу