Способ поиска залежей полезных ископаемых

 

Использование: при проведении геофизических исследований для прогнозирования углеводородных залежей. Сущность изобретения: проводят гравиметрические и аэромагнитометрическую съемки исследуемых участков земной поверхности, определяют значения вертикального и горизонтального градиентов силы тяжести и горизонтальную и вертикальную составляющие напряженности магнитного поля, рассчитывают синтезирующую трансформанту, по значениям которой выделяют аномальные зоны. В пределах этих зон дополнительно проводят гравиметрические и аэромагнитометрическую съемки, по результатам которых рассчитывают дополнительные значения синтезирующей трансформанты, по которым уточняют положение аномальной зоны, которую отождествляют с контуром залежи полезного ископаемого.

Изобретение относится к способам поиска полезных ископаемых, в частности к геофизическим способам прогнозирования нефтегазовых месторождений.

Способ может быть также использован для прогнозирования мест залегания кимберлитовых трубок, гидротермальных месторождений.

Известен способ обнаружения нефтегазосодержащих толщ путем выполнения комплексных геофизических исследований интерпретацией полученных данных с выделением положительных электрических аномалий повышенного сопротивления, обусловленных нефтегазосодержащей толщей с последующим глубоким разведочным бурением на этих аномалиях [1] Недостатками известного способа является его значительная энергоемкость и трудоемкость, что приводит к высокой стоимости геологоразведочных работ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ, включающий аэромагнитометрическую и гравиметрическую съемки исследуемых участков земной поверхности по профилям с замером приращений векторов магнитной и гравитационной напряженности в точках, образующих их, интерпретацию полученных измерений и последующую оценку результатов для выбора места заложения проверочных скважин с учетом магнитных и гравитационных аномалий [2] Недостатками известного способа являются низкая точность прогнозирования, а вследствие этого низкая производительность и высокая стоимость геологоразведочных работ.

Задачей изобретения является повышение точности и эффективности прогнозирования нефтяных и газовых месторождений, повышение производительности и снижение стоимости геологоразведочных работ.

Это решается за счет того, что прогнозирование производят в два этапа. На предварительном этапе замеры производят по профилям с точностью измерения напряженности гравитационного поля не менее 0,3-0,4 мГл и магнитного поля не менее 10-30 нТ. При этом расстояния между профилями гравитационного поля превышают в 8-15 раз среднее расстояние между точками замеров вдоль каждого профиля и по результатам магнитной съемки определяют горизонтальную П и вертикальную Z составляющую приращения вектора напряженности магнитного поля, а по результатам гравиметрической съемки определяют вертикальную V_zz и горизонтальную V_хz составляющие приращения вектора напряженности гравитационного поля, причем эти составляющие определяют на нескольких, включая нулевой, уровнях верхней полуплоскости, интерпретируют эти данные для каждого профиля с помощью синтезирующей трансформанты D, вычис- ляемой по формуле ^D= строят изолинии значений D, по которым определяют границы аномальных зон в разрезе по профилям. На следующем этапе определяют границы простирания каждой аномальной зоны на исследуемых участках земной поверхности путем выбора дополнительных профилей замеров напряженности гравитационного и магнитных полей, размещая дополнительные профили на расстоянии от основных не более 0,7 длины исследуемой аномальной зоны. При этом расстояние между профилями магнитного и гравитационного полей выбирают в 5-15 раз больше расстояния между точками замера в одном из профилей, а точки замера одного поля смещены относительно точек другого поля в продольном и поперечном направлении на 0,1-0,9 расстояния между соседними точками. После этого определяют приращения векторов магнитной и гравитационной напряженности в точках замера дополнительных профилей, определяют вертикальные и горизонтальные составляющие приращения векторов напряженности обоих полей на нескольких, включая нулевой, уровнях верхней полуплоскости. Затем интерпретируют эти данные с помощью синтезирующей трансформанты D для каждого дополнительного профиля, строят изолинии значений D и определяют границы простирания ранее выявленных по основным профилям аномальных зон по наличию аномалий на дополнительных профилях путем определения граничных точек перехода отрицательных значений D к положительным. По выделенным пограничным зонам определяют контур аномалий в плане, в эпицентре которого выбирают места заложения проверочных скважин.

При решении поставленной задачи достигается технический эффект, заключающийся в точном и эффективном определении границ аномалий с учетом дополнительных особенностей геологического строения исследуемого участка, за счет предлагаемого способа выбора точек замера по профилям и способа интерпретации определенных параметров гравитационного и магнитного полей.

Сущность изобретения поясняется на следующем примере. Способ был проверен на Источном месторождении, расположенном в пределах Северно-Сургутской моноклинали западнее Колмогорского нефтяного месторождения. Гравиметрические измерения проводились в масштабе 1:100000 с помощью гравиметров типа ГАК производства ВНИИ Геофизика. Точность измерений напряженности гравитационного поля составляла ±0,32 мГл. Вдоль этих же профилей на высоте 200 м аэросъемкой производились измерения напряженности магнитного поля со средней точностью измерений ±20 нТ, а вдоль профилей ±10-15 нТ. На первом этапе прогнозирования измерения приращений вектора напряженности гравитационного и магнитного полей проводились вдоль профилей, проходящих вкрест простиранию основных региональных структур, т.е. в субширотном направлении с расстояниями между профилями, равными 4 км.

Длина профиля приближенно в 6 раз превышает среднюю предполагаемую ширину искомой структуры, и для данного месторождения составила 25 км. Точность привязки гравиметрических и магнитометрических измерений составляла порядка 50 м, что составило 0,12% от среднего расстояния между точками замера вдоль каждого профиля гравитационного поля. В этих точках замера снижают значения параметров напряженности магнитного поля с профилей аэросъемки. Первый профиль проходил через скважину, в которой при предварительном бурении был зафиксирован промышленный приток нефти, а остальные три профиля отстояли от первого на 4 км. На указанных профилях по значениям векторов напряженности гравитационного и магнитного поля Δg и ΔТ в точках замера, расположенных на расстоянии друг от друга Δх вдоль профиля, равном 0,4 км, проводились расчеты синтезирующей трансформанты D-функции по формуле: D= где П горизонтальная, а Z вертикальная составляющие приращений вектора напряженности магнитного поля ΔТ, V_хz горизонтальная, а V_zz вертикальная составляющие приращения вектора напряженности гравитационного поля Δg.

Значения D-функции определялись для каждого профиля в двух точках на нулевом уровне (уровне приведения, соответствующем уровню гравитационного поля) и девяти уровнях верхней полуплоскости. При этом на нулевом уровне значения D-функции определялись в заданных точках исходных полей Δg и ΔТ, а на уровнях верхней полуплоскости значения D определялись в точках, ортогональных проекций нулевого уровня с шагом по вертикали Δh= Δх=0,4 км.

Точность измерений в спокойных зонах (с малым градиентом измерений) составляла 1-2 единицы значений D, имеющих размерность А/М/сек^-2. Точки профилей с равными значениями D соединяют изолиниями, по минимальным значениям которых определяют границы аномальных зон в вертикальном разрезе по профилям.

В спокойных зонах изолинии значений D-функции проводят через 5 единиц, а в аномальных с шагом 50 единиц. В результате проведенных расчетов на данном месторождении на первом профиле выявлена отрицательная аномалия на нулевом уровне и в уровне 0,4 км. Западная граница зоны находится на 34-ой точке замера, а восточная на 45 точке замера профиля. Эти точки находятся на границе градиентной зоны между минимумом и максимумом значений D. Т.е. зона аномалии составила 4,4 км на первом профиле. На втором профиле, отстоящем от первого на 4 км к Северу, зона аномалии расположена между 38 и 45 точками замера. На следующем к Северу третьем профиле min функции D перешел в mах с интенсивностью +40 единиц (на первых двух уровнях пересчета (0-0,8 км). Это означает, что аномальная зона на третьем профиле заканчивается.

На следующем этапе измерений уточняют границы простирания каждой аномальной зоны на исследуемых участках земной поверхности. Для этого проводились измерения по более густой сети измерений, для чего на карту региональной структуры были нанесены еще три дополнительных профиля, расположенных на расстоянии 2 км от основных профилей, что составило 0,45 длины исследуемой аномальной зоны, а именно 0,45 первично определенной ширины локального минимума. Расстояние между точками замера в каждом профиле составило 0,4 км, а расстояние между профилями магнитного и гравитационного полей составило 2 км, т. е. в 5 раз больше, чем расстояние между точками замера. При этом для создания более густой сети измерения точки замера одного поля смещены относительно точек замера другого поля в продольном и поперечном направлении на 50 м, что составляет 0,12 расстояния между соседними точками одного профиля. Для точек замера дополнительных профилей определяют горизонтальные и вертикальные составляющие приращения векторов магнитной и гравитационной напряженности на нулевом и девяти уровнях верхней полуплоскости. Причем нулевой уровень совпадает с уровнем приведения выявленных аномалий.

Для каждой точки замера дополнительных профилей и каждого уровня вычисляют значение D по формуле D= где П горизонтальная, а Z вертикальная составляющие приращения вектора напряженности магнитного поля (ΔТ), V_хz горизонтальная, а V_zz вертикальная составляющая приращения вектора напряженности гравитационного поля Δg. Соединяют изолиниями точки с равными значениями D и определяют границы простирания ранее выявленных по основным профилям аномальных зон (минимумов) по наличию аномалий на дополнительных профилях с выявлением граничных точек перехода отрицательных значений D к положительным. В нашем примере аномальная зона выявлена на первом и втором дополнительном профилях. В этой зоне отклонение значений D составило ≈50 единиц.

Таким образом, аномальная зона (зона минимальных значений D) на исследуемом участке месторождения простирается к северу от первого профиля на 6,5 км, что определяют контур искомой структуры, т.е. прогнозную площадь Источной структуры, в эпицентре которой и следует выбрать место заложения проверочных скважин.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОИСКА ЗАЛЕЖЕЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включающий гравиметрическую и аэромагнитометрическую съемки исследуемых участков земной поверхности, обработку полученных измерений и суждение по ним о контуре залежи, отличающийся тем, что гравиметрическую съемку проводят с точностью не менее 0,3 0,4 мГал, при этом расстояние между профилями превышает в 8 15 раз среднее расстояние между точками измерений вдоль профиля, точность магнитометрической съемки составляет не менее 10 30 нТ, по результатам гравиметрических измерений определяют значения вертикального (V_zz) и горизонтального (V_xz) градиентов силы тяжести, а по результатам магнитометрических измерений определяют горизонтальную (П) и вертикальную (Z) составляющие напряженности магнитного поля, рассчитывают синтезирующую трансформанту Д по формуле
строят изолинии значений Д и по точкам перехода минимальных значений Д к максимальным выделяют аномальные зоны, в выделенных аномальных зонах дополнительно проводят гравиметрические и магнитометрические измерения по профилям, которые располагают на расстоянии не более 0,7 длины аномальной зоны от основных профилей, при этом расстояние между профилями гравиметрических и магнитных измерений в 5 15 превышает расстояние между точками измерений в одном из профилей, а точки измерений одного из полей смешаны относительно точек измерений другого поля в продольном и поперечном направлениях на 0,1 - 0,9 расстояния между соседними точками на профиле, по полученным данным рассчитывают дополнительные значения Д, по которым уточняют положение аномальной зоны, которую отождествляют с контуром залежи полезного ископаемого.