Первые шаги по изучению шельфа. Особенности проведения работ на море. Анализ комплекса методов, применяемых с целью изучения геологических разрезов с поверхности Земли. Способы удельного электрического сопротивления. Сущность скважинной магниторазведки.
Аннотация к работе
В данной работе будет рассмотрены особенности выявления и изучения местоположений углеводородов на море касательно только геофизических методов исследования. Геофизические методы при геологических работах на шельфах и в открытом океане нашли благодарную область для своего применения. В отличие от геологических исследований на суше, при морских работах геофизические методы становятся, кроме бурения и пробоотбора, основным источником и средством получения геологической информации. Изза сложностей геодезической привязки значительно ухудшается надежность как привязки точек для закладки скважин, призванных проверять и детализировать геофизические данные, так и выполнения наблюдений с целью контроля за надежностью воспроизведения результатов геофизических исследований. Осложняется и взаимоувязка морских съемок и съемок на прибрежных участках суши, за исключением полярных и приполярных районов, где можно профили наземных геофизических наблюдений продлить в раннее весеннее время по поверхности морского льда до вскрытия ледового покрова, привязывая линии последующих морских геофизических съемок к заблаговременно установленным вехам наземной геофизической сети.Магнитная разведка или магниторазведка-старейший полевой геофизический метод, в котором с помощью специальных измерений выявляют возмущения магнитного поля Земли, возникающие вследствие неодинаковой намагниченности различных горных пород. Для исключения влияния металлического корпуса судна применяются специальные приемы, а датчик поля буксируется за ним на кабеле длиной свыше 100 м в специальной немагнитной гондоле вблизи дна либо на некоторой глубине. Другая специфическая особенность морской магнитной съемки - необходимость учета вариаций, вызванных морскими волнами: при движении морской волны в земном магнитном поле в ней индуцируются электрические токи, которые создают существенные электромагнитные эффекты; методика учета таких вариаций еще не разработана. В зависимости от характера решаемых задач и геологического разреза района работ в морских условиях могут применяться различные модификации морской электроразведки: 1) непрерывные вертикальные зондирования, 2) непрерывное профилирование с повышенной глубиной исследования, 3) картировочное профилирование. Для выполнения непрерывных вертикальных зондирований используют осевую дипольную установку; непрерывное профилирование с повышенной глубиной исследования осуществляют при помощи осевой или экваториальной дипольных установок.Метод НСП, благодаря непрерывности сейсмограмм, является уникальным источником информации о строении разрезов, форме, размерах и взаимоотношениях осадочных тел, позволяющим прослеживать изменение их строения на огромные расстояния. Дальнейшее совершенствование НСП в форме полного перехода на многочастотную систему наблюдений позволяет (и уже позволило) лучше приспособляться к конкретным физико-геологическим особенностям разреза той или иной изучаемой площади и добиваться в пределах необходимой глубинности исследований возможно большей детальности расчленения отложений и оценки их литолого-фациальных характеристик. К числу недостатков метода следует отнести меньшую детальность расчленения разреза по вертикали и низкую точность изучения малоамплитудных структурных поднятий по сравнению с MOB. Геофизические исследования в скважинах включают разнообразный комплекс измерений, важнейшие из которых электрические методы, с их помощью измеряют удельное электрическое сопротивление горных пород, электрохимическую и вызванную активность и др.; радиоактивные (ядерные) методы, при которых измеряют естественную или искусственно вызванную радиоактивность пород; методы термометрии, основанные на изучении температуры горных пород в скважинах; акустический метод, при котором изучают скорость и затухание упругих волн в породах; магнитный метод, основанный на измерении магнитной восприимчивости горных пород и др. Основные геологоразведочные задачи, решаемые с помощью геофизических исследований в скважинах, включают: изучение разреза, определение литологии и глубины залегания пройденных скважиной горных пород; выделение нефтегазоносных пластов и оценка в них запасов нефти и газа; контроль за разработкой месторождений нефти и газа и др.Рассмотренные методы комплекса ГИС не ограничивают применение каротажной аппаратуры в морских геофизических исследованиях только измерением непосредственно в скважинах. Принципиальным обстоятельством, говорящим в пользу привлечения придонной магниторазведки к морским геофизическим исследованиям, является то, что магнитные параметры донных отложений, в отличие от упругих и электрических свойств, не зависят ни от обводненности этих отложений морскими водами, ни от минерализации последних.
План
Оглавление
Введение
1. Первые шаги по изучению шельфа
2. Гравиразведка
3. Магниторазведка
4. Непрерывное картировочное профилирование
Заключение
Список использованной литературы
Введение
В настоящее время весьма актуальна проблема освоения морских месторождений углеводородов. Первый шаг - выявление залежей нефти и газа. Процесс разведки и изучения месторождений на море схож с поиском и изучением на суше. Но имеется и ряд особенностей, которые могут весьма осложнить весь процесс. В данной работе будет рассмотрены особенности выявления и изучения местоположений углеводородов на море касательно только геофизических методов исследования. Геофизические методы при геологических работах на шельфах и в открытом океане нашли благодарную область для своего применения.
1. Первые шаги по изучению шельфа
Первые опыты измерений силы тяжести с подводных лодок были предприняты Ф. Венинг-Мейнесем. Первые же сейсморазведочные работы начаты геофизиками США в 1933 г. в Мексиканском заливе, а затем под руководством Г.А. Гамбурцева в 1940-1941 гг. на Каспийском море. Несколько позднее советскими электроразведчиками были проведены опытно-производственные работы методом сопротивлений на Азовском, Черном, Каспийском и Дальневосточных морях.
Особенности проведения работ на море.
В отличие от геологических исследований на суше, при морских работах геофизические методы становятся, кроме бурения и пробоотбора, основным источником и средством получения геологической информации. Это объясняется спецификой проведения геофизических исследований на море. Во-первых, это возможность вести наблюдения в движении с транспортного судна, на которое помещены и источники поля (для методов искусственных полей), и измерительная аппаратура. Значительно упрощаются условия "заземления" датчиков измерительных устройств, благодаря жидкой среде, к тому же более однородной, чем твердая почва при наземных наблюдениях. Появляется возможность измерительные приборы приближать к поверхности дна или опускать и перемещать по дну, увеличивая регистрируемые сигналы и, следовательно, повышать разрешающие возможности методов. Немаловажно также и упрощение условий труда и повышение производительности, хотя, возникает и большая зависимость от погодных условий. Благодаря использованию плавсредств, растут возможности для проведения более детальной обработки и интерпретации результатов измерений не только за счет размещения на судне соответствующих работников, но и ЭВМ и других технических средств для обработки данных.
Но при проведении морских геофизических работ возникают и дополнительные трудности, прежде всего в при вязке линий наблюдений (рейсов). Изза этого морские работы ограничиваются в масштабах. Детальные съемки масштабов 1:50 000-1:100 000 возможны на шельфах только в прибрежных районах. Изза сложностей геодезической привязки значительно ухудшается надежность как привязки точек для закладки скважин, призванных проверять и детализировать геофизические данные, так и выполнения наблюдений с целью контроля за надежностью воспроизведения результатов геофизических исследований. Осложняется и взаимоувязка морских съемок и съемок на прибрежных участках суши, за исключением полярных и приполярных районов, где можно профили наземных геофизических наблюдений продлить в раннее весеннее время по поверхности морского льда до вскрытия ледового покрова, привязывая линии последующих морских геофизических съемок к заблаговременно установленным вехам наземной геофизической сети.
Серьезным методическим вопросом геолого-геофизических исследований на шельфе является проблема увязки работ на самом шельфе с работами на прибрежной суше, но не как производственного процесса, а с позиции конечных геологических результатов. С одной стороны, так как шельф в геологическом плане является продолжением прилегающей суши, то структуры коренных отложений последней продолжаются и под дном моря в коренном фундаменте шельфа и не только в пределах верхних, более молодых, но и в более глубоких, древних структурных этажах. Но с другой стороны, процессы формирования четвертичных и современных отложений на шельфе, образования их структурных тел, отличны от тех, которые возникают и накапливаются в этот же период геологической истории на прибрежной суше. Здесь главным фактором являются гидродинамические процессы, протекающие в прибрежных частях моря и потому требующие к себе другого подхода, иных методов наблюдений и исследований. Но тектоническая жизнь Земли охватывают одновременно и сушу, и шельф. И поэтому современную геологическую историю нужно изучать и на шельфе, и на прибрежной суше в единой связи. Более того, благодаря большей доступности последней, часто результаты исследований на суше могут значительно облегчить понимание геологического строения и процессов формирования структур шельфа и континентального склона. Конкретное содержание комплекса геофизических методов исследования прибрежной суши определяется геологической позицией изучаемой территории. Площадные магнитные и гравитационные съемки обязательно должны в них присутствовать.
Но главными являются, вопросы о комплексе геофизических методов и месте геофизических исследований в морских геологосъемочных и геологоразведочных работах на шельфах. Основным методом геолого-геофизических исследований на шельфах является непрерывное сейсмоакустическое профилирование (НСП). Оно в наибольшей мере использует специфические условия, характеризующие обстановку проведения геофизических наблюдений на море. С усложнением тектонической обстановки геологическая эффективность НСП снижается, так же, как и сейсморазведки в складчатых областях на суше.
И, наконец, о гравиразведке. Этот важный метод геофизического картировочного и картировочно-поискового комплекса при работах на суше, в морских работах на шельфе оказался почти забытым. Вероятно потому, что хотя по достигаемой точности измерений гравиразведка обгоняет большинство других геофизических методов, в морских условиях она еще не обеспечивает надежное выявление аномалий в пределах точностей, требуемых при геологосъемочных и поисковых работах средних и детальных масштабов. И, тем не менее, геологические исследования на море не могут без ущерба для полноты получаемых результатов обходиться без гравиметрических данных.
Геофизические исследования.
Геофизические методы исследования месторождений можно разделить на 2 самостоятельные отрасли: 1. Полевые геофизические методы.
2. Геофизические исследования в скважинах (ГИС).
Рассмотрим подробно каждый раздел.
Полевая геофизика.
Полевая геофизика включает комплекс методов, применяемых с целью изучения геологических разрезов с поверхности Земли (морские съемки). Методы подразделяются на: 1) гравиметрическую разведку - изучение естественного поля силы тяжести;
2) магнитную разведку- изучение распределения естественного геомагнитного поля;
3) электрическую разведку - использование как естественных, так и искусственно созданных электромагнитных полей;
4) сейсмическую разведку - изучение поля упругих колебаний, искусственно возбуждаемых взрывом заряда взрывчатого вещества, ударами, механическими вибрациями т. п.;
2. Гравиразведка
Гравиметрическая разведка (гравиразведка) основана на изучении чрезвычайно малых возмущений (аномалий) гравитационного поля Земли, обусловленных различием плотности находящихся внутри Земли горных пород. Геологоразведочное значение гравиразведки состоит в том, что многие антиклинальные складки и другие геологические структуры, представляющие интерес при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых, а также сами залежи полезных ископаемых находят отражение в измеряемом на поверхности Земли гравитационном поле в виде положительных или отрицательных аномалий различных размеров и интенсивности. Эти аномалии очень малы и часто не превышают 1/1 000 000 долю от полного значения силы тяжести на поверхности Земли. Поэтому для обнаружения гравитационных эффектов требуется очень высокая точность полевых измерений, которая достигается использованием высокочувствительных приборов, называемых гравиметрами и гравитационными вариометрами. В гравиразведке кроме силы тяжести широко используют величины, характеризующие быстроту (скорость) изменения силы тяжести по какому-либо направлению. Эти величины называются вторыми производными потенциала силы тяжести. По своему гравиметрическому смыслу они подразделяются на градиенты и кривизны.
Гравиметрические измерения на море в зависимости от носителя и глубин моря подразделяют на: 1) надводные, 2) подводные, 3) донные.
При надводных исследованиях регистрирующую аппаратуру (затушенные гравиметры и маятниковые приборы) устанавливают на надводных кораблях. Съемку с помощью гравиметров проводят в движении, а регистрация силы тяжести вдоль профилей осуществляется в автоматическом режиме. При этом нужно постоянное определение координат точек наблюдения, что важно не только для их привязки, но и для ввода поправок в наблюденные значения gнабл, в том числе за направление и скорость движения судна. Морские гравиметрические рейсы (галсы), так же, как и на суше, должны начинаться и заканчиваться на опорных гравиметрических пунктах, в качестве которых служат либо специальные опорные пункты в портах захода кораблей, либо точки, в которых выполнены наблюдения с маятниковыми приборами. Погрешность морских надводных измерений силы тяжести составляет при благоприятных условиях ± (1-2) МГАЛ.
Подводные гравиметрические работы проводят с использованием подводных лодок. Они отличаются от надводных наиболее спокойными условиями работ (меньше качка), а значит, большей точностью, в том числе и при проведении опорных маятниковых наблюдений.
Донные измерения проводят с помощью кварцевых астазированных гравиметров, заключенных в специальные водонепроницаемые контейнеры. В точке наблюдения с борта судна на дно опускают донный гравиметр, чувствительная система которого автоматически устанавливается горизонтально с помощью подвеса Кардана, а с помощью электроизмерительной системы на борту корабля фиксируют показания гравиметра. Предельные глубины моря при такой съемке составляют 150-200 м, время отработки точки наблюдения на предельных глубинах составляет 1-1,5 ч. Погрешность донных гравиметрических работ невелика и находится на уровне полевых съемок.
Вывод
Рассмотренные методы комплекса ГИС не ограничивают применение каротажной аппаратуры в морских геофизических исследованиях только измерением непосредственно в скважинах. В частности, это относится к магнитным методам - измерениям магнитной восприимчивости и магнитного поля. Принципиально возможно использовать скважинную аппаратуру КМВ и КМП для проведения донных измерений. Такая возможность использована геофизиками СПБГУ при проведении геофизических исследований на шельфе Баренцева моря (Ю.И. Кудрявцев и др.). Принципиальным обстоятельством, говорящим в пользу привлечения придонной магниторазведки к морским геофизическим исследованиям, является то, что магнитные параметры донных отложений, в отличие от упругих и электрических свойств, не зависят ни от обводненности этих отложений морскими водами, ни от минерализации последних.
Переход к донной системе измерений в практике морской магниторазведки диктуется тем, что при работах на глубоководных участках изза большого удаления геологических объектов от поверхности наблюдения (в данном случае - от поверхности моря, как при обычной поверхностной гидромагнитной съемки) интенсивность магнитных аномалий по сравнению с их величиной на уровне дна будет в десятки раз меньше. При работе над континентальным склоном при движении судна от берега или к берегу интенсивность поля у поверхности моря будет непрерывно изменяться и тем самым затруднять последующую интерпретацию.
Список литературы
1. Мартынов В.Г., Лазуткина Н. Е., Хохлова М.С. Геофизические исследования скважин. - М.: Инфраинженерия, 2009. - 960 с.
2. Соколовский А. К. Проблемы и методы изучения геологического строения и полезных ископаемых шельфа. Геология и геофизика. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2004. - 691 с.
3. Телегин А. Н. Морская сейсморазведка. - М.: ООО «Геоинформмарк», 2004. - 237 с.
4. Знаменский В. В., Жданов М. С., Петров Л. П. Геофизические методы разведки и исследования скважин. - М.: Недра, 1991. - 304 с.
5. Стрельченко В. В. Геофизические исследования скважин: Учебник для вузов. - М. ООО «Недра-Бизнесцентр», 2008. - 551 с.
6. Бондаренко В. М., Демура В. Г., Савенко Е. И. Общий курс разведочной геофизики. - М.: Norma, 1998. - 304 с.
7. Хмелевской В. К. Геофизические методы исследования земной коры. - Дубна, 1997. - 279 с.
8. Джеймс Брэйди, Трейси Кэмпбелл, Аластер Фенвик и др. Электромагнитное зондирование для залежей углеводородов. // Нефтегазовое обозрение, - весна 2009, том 21, №1. - 66 с.
9. Воскресенский Ю. Н. Полевая геофизика. - М.: ООО «Издательский дом Недра», 2010. - 479 с.
10. Орленок В. В. Морская Сейсмоакустика. - Калининград, 1997. - 150 .
11. Борисов А. С., Плотникова И. Н. Геолого-геофизические исследования акваторий. - Казань: КФУ, 2011. - 51 с.