Раціональний комплекс геолого-геофізичних досліджень родовищ вуглеводнів ускладнених соляним діапиризмом

Звичайно соляні масиви мають щільність меншу, ніж щільність порід, що їх вміщують. Зі збільшенням глибини залягання масиву перепад щільності зростає, оскільки щільність кам'яної солі зі збільшенням тиску змінюється незначно, а теригенні відклади при зануренні значно ущільнюються. Відбиття великих соляних штоків в аномаліях сили тяжіння настільки характерне, що завдання пошуків соляних підняттів вирішується гравірозвідкою, власне кажучи, однозначно. Соляним куполам відповідають мінімуми сили тяжіння, що мають округлу або овальну форму. Зміна аномалій сили тяжіння при переході з купола в міжкупольну зону досягає 5—30 мгл.

За допомогою гравіметричної зйомки в Прикаспійській западині й під дном Каспійського моря виявлено безліч соляних куполів. Велике число соляних діапірів виявлене в Предуральскому прогині, Дніпрово-Донецкій западині й інших місцях.

Наявність негативних аномалій сили тяжіння над соляними масивами є загальною закономірністю, однак при певних геологічних умовах підняття порід над соляним штоком може відзначатися позитивною аномалією або зовсім не відзначатися. Таке співвідношення спостерігається, коли в соленосній товщі широко представлені гіпси й ангідрити або коли розміри соляного ядра малі у порівнянні з глибиною його залягання, тому на величину аномалії головний вплив має розподіл щільності у верхній частині розрізу. Як приклад розглянемо результати гравірозвідки на південному заході Франції. Тут у межах найбільш зануреної частини западини, витягнутої уздовж Піринеїв, розвинені антиклінальні складки, у ядрах яких установлені соляні діапіри. Породи, які вміщають сіль (переважно флішеві відклади), утворюють великі підняття, для яких характерна порівняно проста будова у верхній частині й складна, порушена скидами, на глибині. Вапняково-мергелисті відклади, що перекривають фліш мають підвищену щільність і змінну потужність. Над склепіннями  піднятть найчастіше відсутні.

Не менш чітко виявляє соляні структури сейсмічна зйомка, однак вартість робіт у перерахуванні па одну структуру звичайно значно вище, ніж вартість гравірозвідки. Сейсморозвідку доцільно залучати для пошуків невеликих і куполів, що залягають глибоко, у районах високої перспективності на нафту й газ.

Детальну інформацію про будову соляних куполів одержують за допомогою сейсморозвідки, високоточної гравірозвідки й буріння. Допоміжне значення мають електророзвідка (вивчення найбільш спокійних форм рельєфу поверхні солі), магніторозвідка (по мозаїчних аномаліях у тих випадках, коли соляний купол розколює на окремі брили вищезалягаючі ефузивні породи), еманаційна (дослідження зон дроблення, перекритих малопотужними наносами) і аерофотогеологічна зйомки в окремих районах.

Застосування сейсморозвідки МВХ дозволяє досить чітко вияснити умови залягання порід, що перекривають соляний масив і залягають осторонь від нього, особливо при простих і спокійних формах залягання поверхні солі, (рудиментарні куполи). Родовища подібного типу (Прірва, Буранкуль й ін.) мають значні запаси нафти й газу. Певною мірою аналогами таких родовищ є деякі родовища Південного Іраку й ряд інших районів басейну Перської затоки, де пологі підняття над соляними куполами виявлені сейсморозвідкою й бурінням.

Ділянки, де поверхня солі залягає на невеликій глибині й внаслідок численних розривів має складну будову, є винятком. У цих умовах застосовується структурне буріння, іноді в сполученні з детальною гравірозвідкою, тоді як за сейсморозвідкою зберігається завдання вивчення оточення купола.

Як правило, у районах з подібною історією геологічного розвитку відзначаються загальні або близькі в стратиграфічному відношенні опорні відбиваючі сейсмічні границі. Так, у межах Прикаспійської й Північно-Німецької западин, де розвинені солі пермського віку, а відклади, що перекривають сіль, утворилися протягом мезозою й кайнозою, перший опорний відбиваючий горизонт збігається з підошвою четвертинних відкладів. Середня швидкість поширення сейсмічних хвиль у четвертинних породах збільшується в міру зростання потужності від 1,8 до 2,2 км/с. Така ж приблизно швидкість поширення пружних хвиль в одновікових відкладах Дніпрово-Донецкої западини. Тут відклади палеогену й неогену нерідко виконують мульди, приурочені до центральної частини соляних куполів.

З відкладами крейди і юри також пов'язані чіткі відбиваючі горизонти. У Дніпрово-Донецкій западині не завжди вдається дати їм певну стратиграфічну прив'язку, стратиграфічне положення відбиттів може змінюватися від площі до площі. У цих випадках іноді використовують структурні побудови по умовних горизонтах. В Урало-Ембенскій області для характеристики структури мезозойських відкладів використовують опорний відбиваючий горизонт приурочений до поверхні юри.

Кореляція сейсмічних горизонтів, які залягають із невеликими кутами нахилів, проводиться досить чітко, без ускладнень. Поверхня солі простежується сейсморозвідкою не на всій ділянці. Поблизу контакту теригенних порід із крилами купола відбиття губляться. Ця якісна ознака контакту рівною мірою надійно проявляється в напівпустелях Південної Емби й поблизу Берліна. Точність визначення місця контакту і його особливостей на підставі такої ознаки невелика.

Тим часом для пошуків покладів, що мають невеликі розміри, надто важливо визначити з високою точністю круті схили соляних масивів, а також окремі виступи солі поблизу бічних границь. Для рішення цього завдання використовують високоточну гравірозвідку, а частіше - сейсмічні дослідження, які базуються на спеціальних прийомах. Сутність таких досліджень у більшості випадків зводиться до того, що сейсмічні коливання, які відбиваються або переломлюються на глибоких горизонтах, направляють на соляний масив. Останній проявляється в полі швидкостей як сторонній предмет. Фронт сейсмічної хвилі, що на своєму шляху перетинає соляний шток, досягає денної поверхні й сейсмічних приймачів набагато раніше, ніж фронт тієї ж хвилі, що не перетинає соляний масив. При наявності глибокої свердловини успішні результати одержують, аналізуючи картину проходження прямих хвиль крізь сіль і вміщуючи породи.

Існувють різні способи вивчення форми масивів. Серед яких чільне місце займає високоточна гравірозвідка.

Гравіметрична зйомка виконується по мережі пунктів, рівномірно розподілених по площі по профілях. Спостереження проводяться з малим кроком переміщення приладу (100—200 м). Неточність визначення аномалії становить приблизно 0,1 мгл. Високі вимоги до точності пояснюються тим, що цікаві з погляду пошуків покладів деталі будови купола проявляються в малих змінах сили тяжіння при порівняно більших градієнтах.

Маючи такі відправні дані, як глибина залягання поверхні солі в межах вершини купола, перепад щільності між різними комплексами порід, структура поверхні відкладів над штоком, можна з'ясувати, де розташовуються бічні грані масиву, з якої сторони падіння більш круті, які кути падіння й т.д. Тим самим визначаються загальні риси форми соляного масиву, а також його вертикальна товщина.

Особливість кількісних розрахунків полягає в тому, що варто враховувати значну обмеженість тіла по простяганню, а в ряді районів - зміна надлишкової щільності із глибиною.

Недоліком гравірозвідки є точність структурних побудов. Із глибиною невизначеність конфігурації соляних масивів зростає.

По цій же причині намагаються залучати детальну гравірозвідку для можливо повного вивчення особливостей рельєфу солі у верхній частині купола. Особливо ефективне застосування гравірозвідки при наявності неглибоко залягаючої поверхні солі, ускладненої окремими різкими виступами. Місце розташування виступів наочно проявляється на картах залишкових аномалій. Виділені локальні аномалії можуть бути зв'язані не тільки з виступами й зануреннями солі, але й із зональним розподілом кепроку, щільнісною й структурною неоднорідністю перекриваючих порід і іншими причинами. Далеко не у всіх районах кожному локальному виступу відповідає нафтовий поклад. Проте детальна гравірозвідка дає цінну інформацію для орієнтування наступних сейсмічних і бурових робіт.

Геологічні границі всередині порід, що утворюють підсольову основу, у багатьох соленосних районах добре відбивають пружні хвилі. На обмежених ділянках залягання підсольових порід у першому наближенні може бути прийнято горизонтальним. Виключення становлять зони великих тектонічних порушень. Час реєстрації відбиттів від глибинних горизонтів залежить головним чином від потужності солі й вміщуючи порід. Різке занурення поверхні соленосних відкладів викликає зменшення середньої швидкості поширення пружних хвиль до підсольових горизонтів.

Якщо ж на якійсь ділянці сейсмічного профілю виявлені відбиття й від поверхні солі, і від підсольових границь, в цих випадках можна визначити глибину залягання досліджуваних границь. При переході до крутих крил куполів відбиття від солі губляться, тоді як відбиття від підсольових горизонтів як і раніше прослідковуються. Вважаючи, що причина зміни часу реєстрації відбиттів - занурення й підйом поверхні солі, можна встановити конфігурацію бічних граней соляного масиву. Описана методика побудови розрізів заснована на використанні системи зв'язаних між собою коротких годографів. Удосконалення методики йде по шляху застосування подовжених годографів відбитих хвиль від підсольових горизонтів (В.Т. Троянський).

Основна причина переходу до аналізу подовжених годографів — умови реєстрації підсольових відбиттів. Досвід робіт у південно-західній частині Прикаспійської западини показує, що, розташовуючи пункт вибуху у склепінній частині купола або по різні сторони від його схилу, можна простежити хвилю, відбиту від підсольового горизонту, на відстань від 7 до 24 км. Ближче до пункту вибуху виділення цієї хвилі ускладнено хвилями інших типів. Ефективність методики така, що довжина проекції границі соляного тіла на денну поверхню досягає 70-90% довжини зареєстрованого годографа.

 

Питання для самоперевірки

1 Перелічіть відомі Вам нафтогазонсні території поширення солянокупольних структур.

2 Особливості геологічної будови родовищ в районах поширення солянокупольних структур.

3 Особливості нафтогазоносності територій поширення солянокупольних структур.

4 Наведіть раціональний комплекс геолого-геофізичних досліджень територій поширення солянокупольних структур.