Прогнозирование залежей нефти и газа по вариациям силы тяжести.

 

Экспериментально установлено, что над залежами нефти и газа гравитационное поле меняется во времени.

Это явление может быть объяснено нестабильностью термодинамических условий в земной коре под воздействием причин тектонического и техногенного характера, что в случае нефтегазонасыщенных структур приводит к изменению их газонасыщенности и соответственно плотности и гравитационного поля над ними.

Причем, изменение газонасыщенности пород происходит не только в самой залежи, но и в вышезалегающих породах, что особенно интенсивно проявляется при прорывах УВ через покрышку.

Внутри залежи возможны два механизма изменения плотности пород. В первом случае, когда масса УВ в залежи остается постоянной, изменение плотности пород в ловушке происходит за счет сжатия и расширения УВ под воздействием термодинамических процессов.

При сжатии УВ происходит приток дополнительной массы пластовой воды в ловушку, а при их расширении часть воды вытесняется из ловушки.

Ø В первом случае над залежью будет наблюдаться увеличение силы тяжести за счет внедрившейся массы воды,

Ø во втором – уменьшение силы тяжести, определяемое количеством вытесненной воды.

Вариации силы тяжести, связанные с этим процессом, характерны практически для всех видов залежей с газонефтеводяными контактами. Их амплитуда и периодичность будут зависеть от интенсивности и периодичности геодинамических процессов и размеров залежи.

Другой механизм изменения плотности пород связан с изменением массы УВ в залежи. Это возможно при поступлении дополнительной порции УВ в залежь или эмиграции их из залежи, например при прорыве газа через покрышку или отборе УВ при эксплуатации месторождения. Здесь изменение плотности связывается с замещением в порах и трещинах пород флюидов одной плотности на другую (более легких газа и нефти на воду или наоборот). На основе выполненных исследований было рекомендовано использовать повторные гравиметрические наблюдения.

Лекция № 5

Тема: Использование данных магниторазведки при поисках месторождений углеводородов.

 

Аэромагниторазведка

 

Аэромагнитная съемка с высокочувствительными квантовыми магнитометрами позволяет выделять по характеру поля и его значениям аномалии, обусловленные структурами в осадочной толще, а также определять местоположение и простирание раз­ломов, осложняющих эти структуры. Такие аномалии в платфор­менных областях проявляются на региональном фоне, обусловлен­ном в основном строением кристаллического фундамента и соста­вом слагающих его пород.

Было установлено, что струк­туры второго порядка (валы, рвы) в осадочной толще связаны с региональными магнитными аномалиями Восточно-Европейской платформы. Простирания структур совпадают с простиранием аномалий магнит­ного поля, а в ряде регионов, например в центральной и восточной частях платформы,— местоположение многих структур второго порядка с простиранием и полосовидных магнитных аномалий.

Основная причина возникновения магнитных аномалий это наличие геологических тел, отличающихся по намагниченности от вмещающих пород. Чаще всего аномалии вызываются изверженными или метаморфическими горными породами, железными рудами. Форма каждой аномалии в плане зависит от формы и пространственного положения объекта поисков, что объясняется тесной связью магнитной восприимчивости породы с содержанием ферромагнитных минералов в ней. Чем больше ферромагнитных минералов в породе, тем выше ее магнитная восприимчивость и интенсивность намагничивания.

Таким образом, с изменением магнитных свойств пород меняется и величина напряженности магнитного поля над ними. Часто изверженные (базальты, диабазы) и метаморфические (железистые кварциты и др.) породы содержат значительное количество ферромагнитного минерала (магнетита). Такие породы вызывают, как правило, резкое усиление магнитного поля, т.е. создают магнитные аномалии. Осадочные породы практически слабомагнитны, что объясняется незначительным присутствием в них ферромагнетиков. Величина магнитных полей над ними близка к нормальному полю. Наиболее сильные аномалии создаются в районе залегания железорудных пород. Следовательно, по величине магнитных аномалий можно делать заключение о породах, залегающих в данном районе.

Большое разнообразие горных пород по интенсивности намагничивания создает благоприятные условия для применения магниторазведки при геологическом картировании и помогает установить границы распространения пород с различными магнитными свойствами.

Зоны разломов, сопровождаемые жильными образованиями, зачастую хорошо отмечаются по изменениям магнитного поля, связанным с появлением ферромагнитных минералов в зонах минерализации. Это обстоятельство широко используют при картировании зон разломов в связи с поисками многих полезных ископаемых.

Решающим фактором образования магнитных аномалий является не абсолютная величина намагниченности искомых объектов, а различие в интенсивности намагниченности вмещяющих пород и руд. Известны случаи обнаружения оконтуривания соляных куполов (æ=0) по понижениям магнитного поля на общем повышенном фоне, созданном магнитными вмещающими породами. Иногда успешно осуществляется поиски россыпей золота и платины (æ=0) при условии, что, подстилающие россыпи, коренные породы немагнитны. В этом случае по повышенному магнитному полю легко обнаружить погребенные долины, где скапливаются тяжелые минералы, в число которых входит и магнетит.

Так как магнитные аномалии обусловлены геологическими объектами и их магнитными свойствами, то форма и размеры аномалий будут тесно связаны с геометрической характеристикой объекта и его положением в пространстве. Поэтому по форме аномалий можно предположить и форму геологического объекта. Изометричной аномалии в плане соответствуют столбообразные штокообразные тела. Аномалия, у которой обе ветви уходят в отрицательное поле, отвечает телам небольшого распространения на глубину.

Вытянутым аномалиям, у которых длина почти в 4 раза превышает ширину, соответствует таким геологическим телам как мощные и тонкие пласты различного прострирания и падения, линзы, жилы, дайки. Вытянутые аномалии одного знака свидетельствуют о том, что у объекта нижняя кромка не ограничена по глубине. Если есть рядом аномалии с минимальными значениями другого знака, то это соответствует объекту с ограниченной глубиной.

Магниторазведочные работы на стадии выявления и подготовки объектов

Метод основан на изучении особенностей магнит­ного поля, связанных с различными магнитными свойствами горных по­род. Изменение магнитных свойств и разные формы залегания магнит­ных пород создают различные магнитные аномалии, т. е. отклонения на­пряженности геомагнитного поля в данном районе от нормальных его значений для данной области.

В некоторых платформенных районах при благоприятных геологиче­ских условиях магниторазведка может использоваться для поисков зон поднятий. Для этого необходимо изучение по уже известным районам связи между тектоникой и характером магнитного поля и распределе­нием магнитных аномалий.

Краевые предгорные прогибы, выполненные мощными толщами оса­дочных, практически немагнитных пород, в общем плане обычно харак­теризуются региональными минимумами, которые могут осложняться в зонах разломов и внедрения по ним изверженных пород отдельными по­ложительными магнитными аномалиями.

При благоприятных геологических условиях по данным магнитораз­ведки могут выделяться крупные структурные зоны и производиться трассирование зон нарушений.

Магниторазведка успешно применяется в областях развития соляной тектоники для поисков соляных куполов. Она была эффективно исполь­зована в Днепровско-Донецкой впадине, где соляные купола выносят с больших глубин обломки сильно магнитных диабазов и поэтому харак­теризуются четкими магнитными аномалиями (до 500—1000у). Магни­торазведка может также применяться для поисков соляных куполов, ис­ходя из диамагнитных свойств соли.

При поисках нефти и газа применяется в основном аэромагнитная съемка. Наилучшая эффективность магниторазведки отмечается при комплексном проведении магниторазведки с другими геофизическими методами. Магниторазведка обычно эффективно комплексируется с гра­виметрической съемкой. Большим преимуществом этого метода является возможность исследовать обширные территории с затратой сравнительно малого времени, особенно при применении аэромагниторазведки.

 

Выявление и подготовка структурно-литологических ловушек, связанных с погребенными рифами

Магниторазведкане является поисковым методом при вы­явлении рифов, так как рифовые массивы не магнитны и не формируют аномалии в магнитном поле, однако ее результа­ты следует привлекать для прогнозирования рифовых объек­тов. В ряде районов отмечается приуроченность рифовых тел к очагам платформенного магнетизма или к зонам глубинных разломов, которым соответствуют линейные магнитные мак­симумы. Установлена приуроченность одиночных атоллов к относительным локальным максимумам магнитного поля.