Геофизические и геохимические методы разведки

Существуют различные геофизические методы разведки, из которых наиболее распространены сейсморазведка и электроразведка.

Сейсмическая разведка основана на использовании закономерностей распространения упругих волн в земной коре, искусственно создаваемых в ней путем взрывов в неглубоких скважинах. Сейсмические волны распространяются по поверхности земли и в ее недрах. Некоторая часть энергии этих волн, дойдя до поверхности плотных пород, отразится от нее и возвратится на поверхность земли (рис. 14). Отраженные волны регистрируются специальными приборами, называемыми сейсмографами. По времени прихода отраженной волны к сейсмографу и расстоянию от места взрыва судят об условиях залегания пород.

Электрическая разведка основана на способности пород пропускать электрический ток, т. е. на их электропроводности. Известно, что некоторые горные породы (граниты, известняки, песчаники, насыщенные соленой минерализованной водой) хорошо проводят электрический ток, а другие (глины, песчаники, насыщенные нефтью) практически не обладают электропроводностью. Естественно, что породы, имеющие плохую электропроводность, обладают высоким сопротивлением. Зная сопротивление различных горных пород, можно по характеру распределения электрического поля определить последовательность и условия их залегания.

Электроразведка осуществляется следующим образом. Через металлические стержни, выполняющие функции электродов, в землю вводится электрический ток. При помощи других электродов, расположенных между стержнями-электродами, исследуется (с применением специальной аппаратуры) искусственно созданное электрическое поле (рис. 15). На основании данных исследования определяются сопротивление пород и условия их залегания.

Электрические методы изучения недр Земли широко применяют при исследовании разрезов в пробуренных скважинах при электрометрии скважин. В скважину на специальном кабеле спускают три электрода, а четвертый заземляют на поверхности у устья. Включают электрический ток. С помощью специальных приборов измеряется разность потенциалов по всему стволу скважины, при этом записываются диаграмма кажущегося сопротивления пород и кривая потенциалов (рис. 16). Против таких пород, как известняки и насыщенные нефтью песчаники, регистрируется значительное кажущееся сопротивление, против глин и водоносных песчаников — несравнимо меньшие сопротивления. Так как жидкость в скважине не изолирована от пластовой, вследствие перепада давления она из скважины может перемещаться в пласт и наоборот.

Рис. 14. Распространение упругих волн при сейсмической разведке

В результате движения соленой, минерализованной воды через пористые породы происходит поляризация и возникает естественная электродвижущая сила.

В более проницаемых породах жидкость перемещается быстрее и, следовательно, возникает большая разность естественных потенциалов. Так, при прохождении жидкости через хорошо проницаемые пески возникает значительно большая естественная разность потенциалов, чем при движении жидкости через плохо проницаемые глины и плотные известняки (см. рис. 16).

Таким образом, в процессе электрометрии скважин при помощи специальных приборов проводится измерение и автоматическая запись кажущихся сопротивлений и естественных раз-

Рис. 15. Искусственно созданное электрическое поле при электроразведке

ностей потенциалов. Путем сравнения показаний устанавливаются глубина залегания и мощность песчаника, насыщенного нефтью, характеризующегося большими значениями кажущегося сопротивления и естественной разности потенциалов.

Рис. 16. Схема проведения электрометрии в скважине

Среди полевых геофизических методов известны также гравиразведка и магниторазведка, а среди методов исследования скважин радиометрия и др.

Применение геофизических методов позволяет выявить структуры, благоприятные для образования ловушек нефти и газа. Однако содержать нефть и газ могут далеко не все выявленные структуры. Выделить из общего числа обнаруженных структур наиболее перспективные без бурения скважин помогают геохимические методы исследования недр, основанные на проведении газовой и бактериологической съемок.

Газовая съемка основана на диффузии углеводородов, из которых состоит нефть. Каждая нефтяная и газовая залежь выделяет поток углеводородов, проникающих (диффундирующих) через любые породы. При помощи специальных приборов геохимики определяют содержание углеводородов в воздухе на исследуемой площади. Над залежью нефти и газа приборы показывают обычно повышенное содержание углеводородов. Результаты газовой съемки упрощают выбор участка для детальной разведки бурением.

Бактериологическая съемка основана на поиске бактерий, содержащихся в углеводородах. Анализ почв на изучаемой площади позволяет обнаружить места скопления этих бактерий, следовательно, и углеводородов. В результате бактериологического анализа почв составляется карта расположения предполагаемых залежей.

Таким образом, результаты газовой и бактериологической съемок взаимно дополняют друг друга, что обеспечивает реальность планирования буровых работ на исследуемой площади.

Как видно из настоящей главы, поиски и разведка месторождений нефти и газа основаны на комплексном исследовании недр геологоструктурным картированием, а также геофизическими и геохимическими методами.