GeoBaikal 2010 - First International Scientific and Practical Conference

В 2003 – 2006 годах по заказу МПР ФГУП ГНЦ «ВНИИгеосистем» совместно с компанией «Северо-Запад» выполняло переинтерпретацию данных по опорным геофизическим профилям на единой методической основе. В ходе этих работ были выявлены интересные закономерности в строении Земной коры: на протяженных участках профилей в Земной коре на глубинах 20 – 30 км выделяются зоны повышенной расслоенности (по данным сейсморазведки), коррелирующие с
коровыми проводящими слоями (по данным МТЗ) и аномалиями пониженной плотности (по данным гравиметрии). К этим крупным блокам Земной коры приурочены крупнейшие месторождения углеводородов. По всей видимости, различное геофизическое строение выделенных блоков свидетельствует о различной истории их развития и, в первую очередь, об их температурном и флюидном режиме. Эти сведения являются важными для определения НГ-перспективности территории.

Метод сопротивлений активно используется в инженерной геофизике. До недавнего времени основными методиками исследований были вертикальные электрические зондирования (ВЭЗ) и электропрофилирование. Эти методики, разработанные еще в первой половине прошлого века, нацелены на интерпретацию в рамках достаточно простых горизонтально-слоистых моделей. Это существенно ограничивает эффективность их использования при изучении сложно построенных разрезов, которые существенно отличаются от одномерных. Современной методикой работ методом сопротивлений является электротомография. На западе эта методика работ применяется более 20 лет. В практике отечественной геофизики внедрение электротомографии только начинается. На конференции «Инженерная геофизика – 2009» (г. Геленджик) демонстрировалось уже четыре комплекса для таких работ от различных производителей. В данной работе мы бы хотели показать несколько примеров использования электротомографии для решения различных геологических задач.

Электроразведочные и геохимические методы известны давно. Ими отработаны большие площади в пределах Республики Татарстан. Однако аппаратура, методика и математический аппарат интерпретации электроразведочного и геохимического методов изменяются качественно, особенно в последние 10 лет.

В работе анализируются результаты интерпретации данных численного моделирования сложно построенной трехмерной среды, в рамках модели слоисто-однородной проводящей среды. Математическое моделирование проводилось с использованием векторного метода конечных элементов. Преимуществами этого метода являются возможности: моделирования в естественных переменных напряженности электрического поля Е; автоматическое выполнение условий
непрерывности соответствующих компонент поля на границах подобластей с различными свойствами.

Методы электроразведки ввиду значительной сложности электродинамических явлений, сопутствующих проведению электроразведочных работ, испытывают значительные трудности при интерпретации результатов измерений и верификации самих методов. При традиционных подходах к моделированию положение не спасает даже появление суперкомпьютеров, которые в настоящее время позволяют построить трёхмерные модели исследуемых разрезов при наличии аномалий в виде распределений электромагнитных полей. Так как интерпретация ведется по результатам измерений на ограниченном множестве точек на дневной поверхности, задача инверсии становится задачей с неполными данными и неоднозначность её решения усугубляется не только некорректностью в обычном смысле. Согласие результатов измерений с данными моделирования с соответствующим подбором параметров модели еще не означает решения задачи инверсии. Об этом свидетельствует и значительное число неудач в применении электроразведочных методов и в определенном смысле их дискредитация, на наш взгляд незаслуженная. Выход из создавшегося положения видится в введении дополнительных критериев оценки качества полученных решений и переход к применению многоканальной системы зондирования с так называемой пространственной фильтрацией отклика. Под пространственной фильтрацией отклика подразумевается выделение в измеряемом сигнале доли, обусловленной интересующей нас аномалией в разрезе. Эта величина может служить критерием состоятельности и информативности каждой конкретной системы зондирования. При многоканальной обработке можно построить аддитивный критерий, позволяющий усилить эффект пространственной фильтрации. Вариант приемной многоканальной системы зондирования в виде антенной решетки, решающей данную задачу защищен патентом Российской Федерации

Современная электроразведка является ведущим методом геофизики и в зависимости от решаемых задач и инженерно-геологических условий может применяться либо самостоятельно, либо в комплексе с другими геофизическими методами. Наибольшее распространение получила индукционная электроразведка методом ЗСБ, позволяющая решать широкий круг геологических задач – от структурных исследований до детальной оценки залежей УВ. При этом применение
высокоразрядных телеметрических систем сбора информации (таких как SGS-TEM) позволило в значительной мере повысить точность оценки геоэлектрических параметров.

Предложена методика проведения измерения анизотропии удельного электрического сопротивления (УЭС) на образцах терригенных пород коллекторов нефти и газ цилиндрической формы, выпиленных вдоль напластования. Проведены расчеты поправок для образцов стандартного размера (d=30мм) для конкретного кернодержателя.

Основой интерпретации геофизических полей над трехмерно-неоднородными средами является модель объекта исследований. Большая часть современных электроразведочных технологий при поиске углеводородных месторождений ориентирована на аномальные проявления области вторичных изменений перекрывающих залежь пород. При этом аномалеобразующим объектом обычно считают тонкий поляризованный ореол пиритизированных пород, расположенный над
залежью под верхним флюидоупорным слоем. Исходя из такой модели, залежь должна проявляться аномалией повышенной поляризуемости, а методика ее обнаружения в электромагнитном поле не нуждается в получении откликов от глубинных, содержащих саму залежь слоев. При этом такая технология заведомо не дает достоверной информации как о стратиграфической привязке залежи, так и о пространственном положении ее контура.

Считается, что все впадины Байкальской рифтовой системы (БРС) перспективны на углеводородное сырье, так как кайнозойские осадки характеризуются большой скоростью осадконакопления и содержат органическое вещество смешанного типа, а впадины обладают повышенным тепловым полем и сейсмичностью. Вместе с тем регион, где они расположены, является энергодефицитным. Совокупностью данных причин объясняется как интерес, так и актуальность проведения работ на нефть и газ в пределах БРС.

Газогидрат (ГГ) метана – это огромный энергетический ресурс. Для высвобождения метана из ГГ метана требуется примерно в 15 раз меньше энергии, чем содержащаяся в самом метане тепловая энергия, а в 1 м3 ГГ метана содержится 160 м3 метана и 850 л воды. Плотность ГГ метана равна 913 кг/м3, гидрата этана 967 кг/м3, гидрата пропана 899 кг/м3. Метан находится в твердой гидратной форме при атмосферном давлении ниже температуры (-29)оС. При умеренных давлениях ГГ природных газов существуют вплоть до +(20÷25)оС. ГГ относятся к нестехиометрическим соединениям, то есть соединениям переменного состава. Найденные условия образования и стабильности ГГ метана позволили прогнозировать возможные зоны ГГ залежей на суше на глубине 200-1100 м при температуре от (-10)оС до (+15)оС, и в придонных слоях водоемов на глубине 1200-1500 м при температуре +(0÷17)оС. Эти прогнозы начали подтверждаться с 1969г. Такие залежи найдены в северных районах Западной Сибири, на Дальнем Востоке, и на шельфе, затем на Аляске и в Канаде, а позднее во многих других странах. На основании прогноза по геотермическим данным найдены газогидратные отложения в пресноводном водоеме при бурении в южной котловине о. Байкал на глубине 1433 м.