CC BY
14
ИЗВЕСТИЯ УРАЛЬСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ
ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ АКАДЕМИИ__
-СЕРИЖ ГЕ6ЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКА-ВПНХ
ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
№ 550.3:551.24.035:553.982
Г.Г.Кдссмн, В.В.Филатов
К ПРОБЛЕМЕ ПОИСКОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ
В последние годы в двух районах Свердловской области, на юго-западе и на се верю-востоке,
.тся поиски месторождений нефти и газа. В [4] мы рассмотрели перспективы поисковых работ шя. юго-западе области. Настоянная работа посвящена этой же проблеме для северо-восточного К^она. геологическая, позиция которого существенно отличается от таковой на юго-западе.
Северо-восточная часть территории Свердловской области в тектоническом отношении ■^.надлежит внешнему тектоническому поясу Западно-Сибирской плиты (ЗСП) и вследствие I а^-.ой мощности осадочного покрова и некоторых других особенностей геологического строения ■кенивается специалистами-нефтяниками как бесперспективная на поиски в ее пределах ям тпгтпгтпт нефти и газа [6]. В то же время существуют факты, указывающие на то, что г-?ицателъная оценка этой территории дана, видимо, преждевременно. Во-первых, в ее пределах г-хрыты две группы месторождений нефти - Шаимская и Лемьинская. Во-вторых, в восточной I рьгги ЗСП установлено наличие нефти и газа в глубоко залегающих горизонтах палеозоя и в зонах ■^интеграции отложений кровельной части палеозоя (Н.И.Карапузов и др., 1994), поэтому | -тиас-среднеюрские и палеозойские стложения ЗСП рассматриваются как резерв для дальней-[эего наращивания нефтегазового потенциала (В.С.Сурков и др. 1986). В работе К.Е.Веселова и I 1996) указываются случаи обнаружения нефти и газа в фундаменте на значительных глубинах, ■ «о 1500 м от его поверхности (месторождения Мара, Ла-Пас, Оймяша и др.) А такие месторождения, как Маунтин-Вью(США), Лубны, Костеляны, Еллей-Игайское (СССР) обнаружены только в фундаменте; дебит некоторых скважин на этих месторождениях достигает 3-5 млн к куб. газа и более 4 тыс. тонн нефти в сутки. В-третьих, за последние десятилетия во многих .—ранах мира установлено, что наиболее часто новые месторождения нефти и газа открываются • приграничных районах и даже за границами нефтегазоносных провинций, установленных для данных регионов [2].
Следовательно, в пределах изучаемой территории объектами прогнозно-поисковых работ должны являться не только мезозойско-кайнозойские отложения, но и палеозойский фундамент. При этом поиски целесообразно ориентировать на выявление ловушек УВ неструктурного типа, связанных с внутриразлолшой тектонической трещиноватостью горных пород, основываясь на следующих положениях.
1. В нефтегазоносных провинциях мира установлена связь нефтяных и газовых месторождений с глубинными разломами в фундаменте, которую можно объяснить следующим образом: формирование глубинного разлома сопровождается возникновением в осадочном чехле систем локальных поднятий, валов, а}ггиклинальных структур, барьерных рифов, песчаных баров, участков выклинивания и литологического замещения коллекторов, разрывов, экранирующих коллектора, зон трещиноватости. Все это вместе создает благоприятные условия для миграции углеводородов и их аккумуляции в ловушках (А.Е.Хаин и др., 1985).
2. Многие исследователи считают, что ловушки У В и связанные с ними залежи формируются в современный или новейший этапы тектогенеза. По мнению И.И.Нестерова (1985) образование месторождений газа на севере ЗСП происходило в неоген-четвертичное время. В нефтегазоносных
159
областях бывшего СССР и в том числе в Западной Сибири установлена связь крупных нефтегазонакопления с геодинамически активными в настоящее время структурно-текто» к ими элементами земной коры [8].
3. Характерной чертой геологического строения ЗСП является развитие разломно-бло» тектоники и ее существенная роль в образовании ловушек У В. Сложное пространс распределение нефтяных залежей в центральной части ЗСП объясняется движениями б/ фундамента по разломам, частично проникающих в чехол и контролирующих как распреде/ продуктивных пластов, так и процесс нсфтегазонакопления [1]. Авторы [1] отмечают, прогноз залежей УВ невозможен без установления их связи с тектоническими структура-ми.
4. Существенная роль в нефтегазонакоплении принадлежит рифтообразующим разлс Е.Е.Милановский (1984) указывает на повышенную раздробленность (проницаемость) коры в пределах внутриконтинентальных рифтовых зон, ограниченных глубинными разлом По В.В.Белоусову (1989), из четырех геодинамических обстановок: горизонтального вертикального сдвига, горизонтального растяжения (рифты) и горизонтального сдвига - те» ческие структуры, обусловленные двумя последними, характеризуются повышенной пронш мостью благодаря широкому развитию в них трещин отрыва. В связи с этим большой поиск« интерес на северо-востоке Свердловской области могут представлять грабенообразные стр\ различного возраста и по аналогии с Пермским Приуральем - глубинные разломы типа
(5. 9].
Таким образом, процесс прогнозирования распадается на два этапа: региональный локальный. На региональном этапе выполняется изучение разломно-блоковой те кто* территории, а на локальном - исследование внутреннего строения зон разломов, с выделе» локальных участков, характеризующихся повышенной тектонической трещиноватостью.
В основу выделения разломов нами положены два принципа: автомодельности и си< ти [3]. Из принципа автомодельности следует, что разрушение твердых тел на всех масштаб» уровнях происходит единообразно и мало зависит от вещественного состава среды и структуры. Среда делится на блоки, последовательность размеров которых описывается гсо> рической профессией с показателем от 2 до 5 (М.А.Садовский, 1987). Эта закономерш отчетливо проявляется в блоковой делимости земной коры Урала и сопредельных территорий [:
и во многих других регионах мира.
Принцип системности утверждает, что рг мы, сформировавшиеся в один из этапов те» неза, образуют упорядоченные системы: в п] елах системы равнора»{говые разломы параллс ны, расстояния между ними примерно nocroi ны. На рис 1 показана одна из систем разломов девонских микрограбенов Урало-Поволжья, тролирующих нефтяные месторождения.
Основными характеристиками разломов связи с оценкой их роли в процессах нефте» копления являются глубина заложения, кинема! ческий тип и время активизации разлома.
Глубина заложения разлома определяв главным образом по результатам двух геофизических методов - ГСЗ и гравиметрии. Кроме этого, решение данной задачи возможно путем физического моделирования процессов разломообразова-ния. В (8) по результатам физического моделирования установлены корреляционные зависимости между длиной разлома и глубиной его проникновения. Из полученных зависимостей следует, что разломы длиной 160-260 км и более можно относить к категории глубиюшх, т.е. таких, которые пронизывают земную кору на всю ее мощность.
Задана определения кинематического типа разлома (сброс, сдвиг, взброс и т.д.) достаточно сложна. В ряде случаев она может быть решена следующим образам. Для каждого кинематического типа разлома характерно свое распределение различных трещин во внутриразломной зоне.
160
Рис.1. Месторождения нефти: А - Пермского Приуралья (по Г.Г.Кассин): 1 - осевые линии
разломов, 2 - границы Очсрского вала, 3 - месторождения нефти; и Б - Башкирскою
Приуралья (по Ф.И.Хатьянову, 1991): I - грабе нооб разные прогибы (СА - Сергее вско-Алябьевский, ТУ - Тавтиманово-Уразметовс-кий), 2 - скопления и залежи углеводородов
Сброс б разрезе
?ис.2. Результаты физического моделирования разлома. Составил Г. Г. Касс и н по материалам М-И.Гэовского, СИ.Шермана, А. С Григорьева, П.СВоронова, Р.М.Лобацкой и др.:
I - направление движения, 2 - трещины а зоне разло-а. 3 -магистральный разрыв, 4 - область динамического влияния разлома, 5 -осевая линия зоны разлома, 6 -приповерхностная зона трегдин
С ¿рос б плане
жт
взброс б разрезе
ззброс 6 алане
Раздвие / разрезе
т?—
\\х р
'А
рй
Е--зГ=>
ч»Чч»
-(У
' Раэдбиг 6 плане
530
тт
(Ю ШУ ЕЗ* Г*Т
При сбросе и раздвиге трещины располагаются параллельно оси разлома (рис.2), при взбросе и надвиге к трещинам, параллельным оси разлома, добавляются ортогональные разрывы; о структурном парагенезисе в зоне горизонтального сдвига подробно рассказано в (10]. На рис.3 приведен Красноуфимский рах\ом, сбросовая природа которого известна и подтверждается региональной аномалией типа ступени, а распределение внутриразломных неоднородностей полностью соответствует картине сброса на рис.2: соляные структуры и связанные с ними системы трещиноватости располагаются параллельно оси разлома и образуют эшелонированный ряд с почти равным интервалом. Образование соляных структур связано с зонами деструкции (разупрочнения) надсоляной толщи и с выжиманием солей на этих участках.
Системы трещин придают геологической среде аномальные свойства и потому отражаются специфическими аномалиями в различных геофизических полях - гравитационном, магнитном, волновом и других. Следовательно, изучая морфологию геофизических аномалий, можно решать обратную задачу тектонофизики: восстанавливать в среде распределение тектонических напряжений и определять кинематику разломов. Такой подход нами использован при изучении Верхнекамского месторожде»гия солей [9].
Дая выделения активных в настощее время разломов целесообразно использовать результаты повторных высокоточных нивелировок, данные гелиевой и геофизических съемок. Молодые разломы надежно картируются по градиентам скоростей современных движений земной поверхности, а также по гелиевым аномалиям, по линеаментам дистанционных исследований, по аномалиям магнитного и гравитационного полей [5].
Локальное прогнозирование базируется на следующих основных представлениях о свойствах трещинных зон.
1. Процесс трещинообразования в разрезе развивается снизу вверх. Поэтому степень трещиноватости пород всегда при блоковых подвижках фундамента будет выше в низах платформенного чехла и особенно в более прочных по сравнению с чехлом породах фундамента (см.рис.2). В верхних горизонтах чехла, особенно на начальных стадиях деформирования, формируются в основном пликативные структуры, например, флексуры при образовании сбросов и системы эшелонированных складок при образовании сдвигов, играя при этом роль непроницаемых сводовых покрышек или ловушек углеводородов.
2. Плотность трещин в зоне разлома неодинакова. Вдоль оси разлома, как правило,
161
Рис.3. Отражение Красноуфчмского разлома в гравитационном поле: 1 - изоаномалы, их оцифровка дат в условных единицах; 2 - зона глубинного Крас-юуфимекого разлома-сброса; 3 - контуры локальных структур
по кровле солей; ВЕП - Восточно-Европейская платформа; ПП - Предуральский краевой прогиб
наблюдается чередование с постоянным шагом участков максимальной и минимальной трещи-новатости на всех структурных уровнях.
3. Приповерхностные системы трещин картируются во многих геофизических п аномалиями, несущими информацию о положении разлома в плане, его кинематике и других параметрах.
4. Локальные трещинные зоны (ЛТЗ), имеющие в первом приближении форму кр>топада-ющих пласгообразных тел, характеризуются значительными размерами по падению и простиранию до 2-4 км и более (8 и др.). Эффективная пористость пород и ил пределах даже на глубинах в 10 км может превышать 10% (С.П.Максимов и др., 1984). Значительная пористость приводит к существенному изменению таких физических свойств пород, как скорость распространения упругих волн, плотность, намагниченность, электропроводность и другие. Все это служит предпосылками для выявления и изучения строения ЛТЗ геофизическими методами, прежде всего сейсмическим и гравиметрическим. Так, например, в пределах Оренбургского газоконденсатного месторождения сейсмическим методом выявлены в разрезе субвертикальные зоны, в пределах которых отмечается интенсивное затухание энергии сейсмических волн. Эти зоны, пространственно приурочешше к границам блоков, интерпретируются как участки нарушения сплошности геологической среды (Гладков А.Е. и др., 1983). В их пределах поданным бурения установлена система субвертикальных трещин и увеличение дебита скважин.
Таким образом, для прогнозирования залежей углеводородов в чехле и фундаменте северо-востока Свердловской области положительные результаты может дать комплекс геофизических методов как на региональном, так и на поисковом этапах исследований. При этом важным элементом анализа геофизических полей является использование данных тектонофизики.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Алексин А.Г., Хромов В.Т. и др. Поиски залежей нефти и газа в ловушках неантиклинального гиг. М.: Недра, 1985. - 200 с.
2. Каликхо А.К. О перспективах территорий, примыкающих к .нефтегазоносным регион/Советская геологмя. - 1984. - N1. - С17-24.
3. Кассии Г.Г., Филатов В.В. Закономерности блоковой делимости земной коры Урала//Геофизич. поисков и разведки рудных м-ний/Свердл. горного ин-та. - Свердловск, 1990. - С.3-8.
4. Кассин Г.Г., Филатов В. В. Перспективы нефте газоносности западной части Свердловской облас-.вузов. Горный журнал.Уральское горное обозрение. - 1994. - N9-10. - С9-16.
5. Кассин Г.Г., Суворов В.В., Филатов В.В. Геофизические исследования в Волго-Уральской > нос ной провинции//Изв.Уральской гос-горно-геол. академии. Сер.: Геол. и геофизика. - 1996. -
- С128-135.
6. Рудкевич М.Я. и др. Нефтегазоносные комплексы Западно-Сибирского бассейна. - М: Недра, 1988. С.
7. Сакьков В.А. Глубины проникновения разломов. - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 9. - 136 с.
8. Современная геодинамика и нефтсгазоносность /Сидоров В.С, Багдасарова М.В. и др. - М.: Наука, - 200 с.
9. Филатов В.В., Кассин Г.Г., Попов БЛ. Геофизические исследования на Верхнекамском эждении солей//Изв.вузов.Горный журнал. Уральское горное обозрение. - 1995. - N6. - С. 150-161.
10. Филатов В.В., Кассин Г.Г. Тектоногравиметрия при изучении сдвиговых эон//Изв.Уральской ж о-геол. академии. Сер.: Геология и геофизика. Ст. в настоящем выпуске.
550.837
С.С. Сысков
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ АНИЗОТРОПИИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ СРЕДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СКВАЖИН
В процессе интерпретации результатов электроразведочных наблюдений в пных средах приходится учить]вать влияние анизотропии электрических свойств ных пород, что обуславливает необходимость определе^.я параметров анизотропной ы. Кроме того, сама анизотропность горных пород может являться объектом •следований и использоваться в прикладных целях (1,5,11]. Как следует из опыта (вменения скважинной электроразведки в рудных районах, гидротермально измененные совмещающие горные породы обладают, как правило, трехосной анизотропией ктропроводности [1, 5].
Однако на практике нередко возникает необходимость оценки параметров «зотропной среды в произвольной плоскости, проходящей через источник тока. В частности, с такой задачей приходится иметь дело при определении параметров анизотропной среды по измерениям в методе электрической корреляции, а также при ■рофильных измерениях по методу заряда на участках, ограниченных естественными и ■ккусственными препятствиями.
