Зондирование методом становления поля

Зондирование методом становления поля (ЗСП или ЗС) основано на изучении становления (установления) электрической (ЗСЕ) и магнитной (ЗСМ) составляющих электромагнитного поля в массиве горных пород при подаче прямоугольных импульсов постоянного тока в заземленную линию или незаземленную петлю. Длительность и характер становления поля связаны с распределением удельного сопротивления пород на разных глубинах. Изменение глубинности разведки в методе ЗС объясняется скин-эффектом. При включении импульса тока в питающую линию или петлю электромагнитное поле распространяется сначала в приповерхностных частях разреза, а в дальнейшем проникает все глубже и глубже. В среде происходят сложные переходные процессы и импульс приходит к приемной установке в искаженном виде. Малым временам становления поля (t) соответствует малая глубина разведки, большим временам - большая.

Зондирование становлением поля выполняется с помощью электроразведочных станций. Используются различные дипольные установки при постоянном расстоянии () между питающими и измерительными диполями. Регистрируются разности потенциалов, пропорциональные электрической составляющей, измеряемой на МN (), и магнитной, измеряемой в петле (), а также сила тока () в питающем диполе.

Различают два варианта зондирования становлением поля: зондирование в дальней зоне от питающего диполя (ЗСД) и зондирование в ближней зоне (ЗСБ), называемое также точечным (ЗСТ). В ЗСД выбирается постоянным, в 3 - 6 раз большим планируемых глубин разведки. В ЗСБ разнос () также постоянен, но меньше проектируемых глубин разведки. В результате обработки записей ЗС по измеренным параметрам и рассчитанным коэффициентaм получаются кажущиеся сопротивления, и строятся кривые ЗС ().

Зондирования становлением поля выполняются по отдельным профилям или равномерно по площади. Расстояния между точками меняются от 0,5 до 2 км.

Глубинность ЗС не превышает 5 - 10 км. ЗС используются при геоструктурных исследованиях, поисках нефти и газа.

Далее рассматривается пример использования ЗСБ при картировании коллекторов в области сочленения Катангской седловины и Непско-Ботуобинской антеклизы.

На представленном ниже геоэлектрическом разрезе (рис. 35) приведены результаты работ ЗСБ, полученные в процессе изучения геологического строения области сочленения Катангской седловины и Непско-Ботуобинской антеклизы Западной части Сибирской платформы. Работы проводила Катангская геофизическая экспедиция ПГО "Енисейгеофизика", (Бубнов В.М.) с участием СНИИГГиМС, в составе специалистов нашей группы. Длина профиля составляет около 30 км, где выполнено 17 пунктов зондирований. Достигнутая глубинность исследований не менее 3 км. Работы проводились с генераторной установкой 800 х 800 м, при токе 100 А. приемная петля 500 х 500 м, аппаратура Цикл-2.

Одной из геологических задач этих работ являлось картирование проводящих коллекторов, насыщенных минерализованными водами. Эти коллектора выделяются в разрезе как проводящие слои, благодаря низкому сопротивлению минерализованной воды. В данном регионе нефтепроявления связываются главным образом с вендским терригенным коллектором ванаварской свиты, залегающей выше несогласия, на абсолютных отметках глубины 1600 – 1800 м. В северо-западной части профиля по ЗСБ отмечается наличие водонасыщеного вендского коллектора. Кроме того ниже, на отметках примерно 2500 - 3000 м отмечается также наличие проводящих пород предположительно рифейского возраста. Нужно заметить, что в данных условиях электроразведка уверенно дает продольную проводимость нижнего слоя и глубину залегания его середины, однако толщину слоя дает с невысокой достоверностью, т.е. толщина этого слоя может быть меньше, чем приведено на разрезе.

В районе восьмого пикета наблюдений можно констатировать выклинивание проводящих отложений рифея, залегающих ниже границы несогласия. Однако далее по профилю, на следующих пикетах наблюдений, проводящий слой отмечается выше по разрезу, теперь в преимущественно карбонатных отложениях нижнего-среднего кембрия. Далее, на юго-восток, глубина до проводящего слоя уменьшается и слой выходит к кровле отложений нижнего – среднего кембрия в раионе пикета 15, где и выклинивается. Обращаем внимание, что проводящий слой рассекает несогласно высокоомную (преимущественно карбрнатную) толщу нижнего-среднего кембрия под углом около 5 град.

Геологическая трактовка наблюдаемой картины в последнее время нами связывается с наличием "косого разлома" с надвигом, плоскость скольжения которого обводнена минерализованными водами и сопровождается, вероятно, обширным развитием трещиноватости и карста.

Рис. 35. Геоэлектрический разрез (результаты послойной интерпретации) по профилю 310 Ереминской площади, с учетом данных глубокого бурения.

пункты зондирования условная нумерация.

перерыв в осадконакоплении

участок прогнозируемых коллекторов ванаварской свиты.

Также в качестве примера использования ЗСБ далее представлены результаты (рис. 36) при картировании вендского терригенного коллектора.

Оленчеминская площадь, юго-западный склон Приенисейского прогиба.

Площадь работ охватывает Оленчеминскую структуру, расположенную в Западном обрамлении Сибирской платформы, в зоне сочленения Приенисейского прогиба и Енисейского кряжа. Работы проводила Богучанская геофизическая экспедиция (Шепиленко, А.М., Хайсанова Т.Ф.,Шапорев В.А.), а также СНИИГГиМС, в составе специалистов нашей группы.

Предшествующими сейсморазведочными работами ОГТ была выявлена структура по горизонту "М", соответствующему кровле терригенных отложений венда. Бурение подтвердило эту привязку и вскрыло однородную терригенную толщу венда мощностью 600 м.

Электроразведка ЗСБ ставилась с задачей расширить информацию о параметрах коллектора: водонасыщенность, выдержанность по латерали. На представленной части профиля длиной около 60 км было выполнено 20 зондирований. Работы проводились с генераторной установкой 800 х 800 м, при токе 100 А. приемная петля 500 х 500 м, аппаратура Цикл-2.

По данным электроразведки ЗСБ ниже горизонта "М" прослеживается проводящий слой, однозначно увязываемый с терригенной толщей венда (на профиле обозначенный голубым цветом). Как отмечалось в предыдущем примере, в силу известногй "эквивалентности по S" в данном случае электроразведка надежно дает глубину до середины проводящего слоя и его продольную проводимость. Толщина этого слоя определяется с невысокой достоверностью.

Однако толщину этого слоя удалось определить из сопоставления данных сейсморазведки (кровля слоя) и электроразведки (середина слоя).

На основе этого был сделан вывод, что в пределах участка работ изменение проводимости терригенных отложений связано с изменением их мощности, а сами коллекторские свойства этих отложений являются достаточно выдержанными по латерали. Исключение составляют 3 – 4 пикета наблюдений, расположенные юго-восточнее скважины Ол 152, где имеется локальное понижение продольной проводимости шириной 6 – 7 км, что может быть связано либо с ухудшением коллекторских свойств, либо со сменой типа флюида.

Рис. 36. График продольной проводимости проводяшей толщи.

1 - Горизонт “М” по ОГТ, кровля терригенных отложений венда.

2 - Глубина залегания середины проводящей толщи.