CC BY
79
ОСОБЕННОСТИ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ЗОНДИРОВАНИЙ СТАНОВЛЕНИЕМ ПОЛЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ НЕФТЕПОИСКОВЫХ ЗАДАЧ В ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Нина Николаевна Неведрова
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр-т Коптюга, д. 3, кандидат геолого-минералогических наук, доцент, старший научный сотрудник Лаборатории электромагнитных полей, тел. (383)333-16-39, e-mail: NevedrovaNN@ipgg.nsc.ru
Айдиса Михайловна Санчаа
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр-т Коптюга, д. 3, кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник Лаборатории электромагнитных полей, тел. (383)330-49-54, e-mail: SanchaaAM@ipgg.nsc.ru
В статье рассмотрены особенности интерпретации электромагнитных данных методом становления поля для решения нефтепоисковых задач в Западной Сибири. Приведены некоторые результаты.
Ключевые слова: Западная Сибирь, электромагнитные зондирования становлением
поля.
FEATURES OF TRANSIENT ELECTROMAGNETIC DATA INTERPRETATION FOR THE DECISION OF OIL-AND-GAS PROBLEMS IN WESTERN SIBERIA
Nina N. Nevedrova
senior lecturer, senior research assistant, Trofimuk institute of petroleum geology and geophysics SB RAS, 3, Akademika Koptyuga Prosp. Novosibirsk, 630090, Russia, phone: (383)333-16-39, email: NevedrovaNN@ipgg.nsc.ru
Aydisa M. Sanchaa
research assistant, Trofimuk institute of petroleum geology and geophysics SB RAS, 3, Akademika Koptyuga Prosp. Novosibirsk, 630090, Russia, phone: (383)330-49-54, e-mail: SanchaaAM@ipgg.nsc.ru
In article features of transient electromagnetic data interpretation for the decision of oil-and-gas problems in Western Siberia are considered. Some results are resulted.
Key words: Western Siberia, transient electromagnetic.
В настоящее время методы электроразведки используются в Западной Сибири для решения нефтепоисковых задач. Основной сложностью при интерпретации данных является низкоомный, малоконтрастный по значениям геоэлектрических параметров разрез нефтеносного мезозойского комплекса. Кроме того, для поиска новых месторождений приходится исследовать все более глубокие горизонты. Учитывая эти обстоятельства, к перспективным можно отнести метод электромагнитных зондирований становлением поля (ЗС),
который имеет высокую разрешающую способность, глубинность, локальность исследования при относительно небольших размерах установки (меньшие глубины залегания исследуемого объекта). Для успешного использования метода повышаются требования к качеству полевых данных, и точности интерпретации. В статье рассмотрены основные результаты опытнометодических работ на нефтеносном участке в Западной Сибири, дана характеристика полевых данных, описана методика интерпретации. Основной целью работ являлось определение возможностей метода ЗС для уточнения строения мезозойских отложений участка, выявления признаков нефтеносности на уровне викуловской свиты. Фактически на этом этапе исследований необходимо определить круг задач, которые могут решать электроразведочные методы, в частности метод ЗС.
Методика работ, интерпретация данных
Участок опытно-методических работ расположен в Среднем Приобье, на правом берегу реки Обь. Измерения методом ЗС выполнены по сети сейсмических профилей прошлых лет. Размещение пунктов ЗС показано на рис.
1. Из множества имеющихся модификаций метода ЗС с учетом физикогеографических условий участка исследований был выбран способ с индуктивным возбуждением и регистрацией производной по времени вертикальной компоненты магнитного поля. При индуктивном возбуждении и приеме локальные приповерхностные неоднородности, являющиеся геологическими помехами, влияют слабо, так как порождаемые ими искажения носят в основном гальванический характер. В статье рассмотрены результаты, полученные модификацией метода ЗС с соосной установкой (источник -квадратная петля со стороной 1 000 м, регистрация осуществлялась многовитковой рамкой со стороной в среднем 75 м).
Рис. 1. Схема фактического материала электроразведочных работ методом ЗС с
соосными установками
На первом этапе интерпретации был выполнен анализ всего объема полевого материала, отдельно анализировалась каждая кривая ЭДС и рт. При этом оценивалось качество измерений, возможные искажения экспериментальных данных, рассматривался характер изменения кривых по профилю, их корреляция между собой, выявлялись основные закономерности процесса становления в различных пунктах.
В результате анализа полевых данных с соосными установками была построена карта, где отмечены пункты, в которых получены полные неискаженные кривые становления с хорошо выраженным минимумом и правой восходящей ветвью, полностью соответствующие модели горизонтально слоистой среды. По кривым ЗС, полученным в выделенных на схеме пунктах, можно уверенно определить глубину до опорного электрического горизонта и его удельное электрическое сопротивление (УЭС) с наименьшей погрешностью. Именно с использованием этих кривых формируется предварительная геоэлектрическая модель разреза, которая затем дорабатывается и уточняется на втором этапе интерпретации. Рассмотрим в качестве примера, данные для ЗС № 440 (рис. 2).
УЭС, Ом'м Мощность, м
1 72 145
2 55 140
3 4 340
4 2 400
5 2,88 510
6 6,2 280
7 3,5 662
8 10,3 97
9 63,3
0.01 0.1 1 10 Время, с
Рис. 2. Теоретическая и полевая кривая по данным для пункта ЗС № 440 (соосная установка); вертикальными штрихами показаны полевые данные, сплошной линией синтетическая кривая
Пункт зондирования расположен в южной части участка. На рисунке вертикальными штрихами показаны полевые данные. Размер штриха характеризует погрешность измерений, которая во всем временном интервале не превышает 5 %. Здесь же сплошной линией выделена синтетическая кривая. Получено очень хорошее совпадение полевой и теоретической кривых, погрешность подбора меньше 5 %. Наблюдаются только незначительные искажения на самых ранних временах (< 0.01 сек), где погрешность подбора достигает 5 %., это связано с приповерхностными неоднородностями разреза. На рис. 2 в его правой части показана полученная при предварительной интерпретации геоэлектрическая модель. Эта модель характеризуется в основном очень низкими значениями удельного электрического сопротивления. Самыми высокоомными являются два верхних слоя, их общая мощность достигает 300 м. Глубже по разрезу сопротивления понижаются в несколько раз (практически на порядок). УЭС опорного электрического горизонта составляет 63 Ом-м. В основном для всей исследуемой площади получены значения УЭС опорного горизонта менее 100 Ом-м.
На втором этапе выполнена количественная интерпретация, при которой определяются наиболее точные электрические и геометрические параметры слоев разреза. Фактически на этом этапе решается обратная задача электромагнитных зондирований с использованием автоматизированных компьютерных комплексов. Весь объем полевых данных ЗС обрабатывался в интерактивных компьютерных системах интерпретации и математического моделирования нестационарных электромагнитных полей. Были использованы две автоматизированные системы, разработанные в электромагнитных лабораториях ИНГГ СО РАН, программные комплексы “Эра” и EMS [3, 4]. Программный комплекс ЭРА - универсальная диалоговая система для работы с данными электроразведки. Эра выполняет обработку и интерпретацию электромагнитных зондирований в рамках моделей горизонтально-однородных
сред. Интерпретационная система EMS является развитием и расширением программного комплекса ЭРА для современных компьютерных средств, в ней заложены значительные перспективы для использования новых модификаций ЗС, а также способов визуализации результатов.
Важным является формирование начального приближения, от которого зависит надежность результатов. Точность задания начальной модели определяется количеством имеющихся априорных данных. К этим данным в первую очередь относятся материалы бурения скважин. Для привязки электроразведочных данных важны литолого-стратиграфические характеристики разреза. Кроме того, привлекались данные электрического, электромагнитного каротажа и других геофизических методов обследования скважин. Учитывались результаты наземных геофизических методов (сейсмики, гравиметрии). На площади исследования имеются две скважины: 20 и 21. Рассмотрим в качестве примера локальный участок, где расположена скважина 20. Для построения стартовой геоэлектрической модели для этого участка были выбраны полевые данные, полученные в пунктах ЗС №№ 230, 130, 120. Эти пункты расположены наиболее близко к скважине 20. Было выполнено сопоставление геоэлектрических моделей, полученных в результате инверсии полевых данных, с литолого-стратиграфическим разрезом скважины 20. Рассмотрим геоэлектрические модели для перечисленных пунктов. Все полученные модели содержат девять геоэлектрических горизонтов, соответствующих основным литологическим комплексам разреза. Для двух верхних горизонтов мощности изменяются незначительно, значения УЭС первого слоя изменяются от 100 до 70 Ом-м, второго слоя от 55 до 30 Ом-м. Общая мощность слоев в среднем составляет 300 м. Далее вниз по разрезу наблюдаются низкоомные слои, УЭС которых практически на порядок ниже. Глубины до опорного электрического горизонта получены в интервале от 2 547 м (ЗС 230) до 2568 м (ЗС 130), для ЗС 120 эта глубина составляет 2 577 м, что более всего соответствует глубине до палеозойского основания по данным скважины 20. Значения удельных сопротивлений основной части разреза (горизонты с третьего по седьмой) составляют единицы Ом-м; и только для горизонта, залегающего на опорном (включающего юрские отложения) значения УЭС превышают 10 Ом-м. Таким образом, с учетом имеющейся априорной информации сформирована основная интерпретационная модель, включающая девять геоэлектрических горизонтов, в основном низкоомных и малоконтрастных, что, конечно, осложняет интерпретацию данных и требует высокой точности измерений, которая в этом случае была обеспечена самыми современными аппаратурными средствами. Выбранная модель сохраняется для всей территории исследования. Учитывая детальный анализ характерных искажений, разрез в целом можно аппроксимировать горизонтально-слоистой моделью. На этом основании при обработке и интерпретации данных использованы программные комплексы, основанные на применении слоистооднородной модели.
Далее рассмотрим один из результатов интерпретации - схему распределения удельного сопротивления шестого геоэлектрического горизонта,
отнесенного по скважинной привязке, к викуловской нефтеносной свите (рис. 3). На схеме прослеживается довольно четкая закономерность: обе скважины с признаками углеводородов расположены в пределах низкоомных аномалий викуловской свиты. Наиболее низкое сопротивление свиты наблюдается в районе пункта ЗС 230, размещенного недалеко от скважины 20, а также в районе пункта 340 - ближайшего к скважине 21. Анализ дополнительной информации показал, что границы низкоомных аномалий (р < 6.5 Ом м) оконтуривают перспективный на нефтеносность участок.
Рис. 3. Схема распределения удельного электрического сопротивления викуловской свиты на участке исследований по данным ЗС (центральные петли)
Выводы
1. Получены количественные геоэлектрические характеристики меловых,
С/ V/ Г\ С/
юрских, верхней части палеозойских отложений. В геоэлектрической модели выделены горизонты, соответствующие по геологической привязке основным нефтеносным свитам (викуловской, кровли баженовской и доюрского основания).
2. Выявлены антиклинальные структуры в верхней части палеозоя в районе скважин 20, 21. эти структуры контролируются особым распределением удельных сопротивлений палеозоя, в зоне антиклинальных поднятий наблюдаются максимальные градиенты удельных электрических сопротивлений.
3. Установлено, что в районах скважин 20, 21 на уровне викуловской свиты наблюдаются низкоомные аномалии. Границы низкоомных аномалий оконтуривают перспективный на нефтеносность участок.
Авторы выражают глубокую признательность специалистам ЗАО НПП ГА «Луч» (Каюров К.Н., Плотников А.В. и др.) за предоставленные полевые материалы ЗС.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Актуальные проблемы нефтегазоносных бассейнов. Новосибирск. Изд-во НГУ. 2003. С. 8-43.
2. Конторович А.Э. и др. Геология нефти и газа Западной Сибири. - М.: Недра, 1975. -
679 с.
3. Хабинов О.Г., Чалов И.А., Власов А.А., Антонов Е.Ю. Система интерпретации данных зондирований методом переходных процессов EMS // ГЕО-Сибирь-2009: сб. науч. ст. Новосибирск. 2009. С. 108-113.
4. Эпов М.И., Дашевский Ю.А., Ельцов И.Н. Автоматизированная система интерпретации электромагнитных зондирований. - Новосибирск, 1990. - 29 с.
© Н.Н. Неведрова, А.М. Санчаа, 2012
