Спосіб радіометричних пошуків покладів нафти і газу

Спосіб радіометричних пошуків покладів нафти і газу шляхом вимірювання інтенсивності природного гамма-випромінювання осадочного матеріалу, визначення середнього для досліджуваної території рівня гамма-радіацм та знаходження ділянок, позначених аномально низькою радіоактивністю, що відповідають покладам вуглеводнів, який відрізняється тим, що в зонах ерозійного переоформлення сучасного рельєфу земної поверхні вимірюють його абсолютні ВІДМІТКИ, згідно яких будують карту геоморфо логічних рівнів, на якій ВИДІЛЯЮТЬ І оконтурюють напівобернені морфоструктури з від'ємними формами рельєфу у вигляді локальних розширень долин річок та днищ балок більше, як у 1,3 рази, і гідрографічних вузлів злиття трьох-чотирьох водотоків одного порядку або впадіння в одному МІСЦІ двох приток одного порядку у водотік більш високого порядку, а також з вирівняними вододільними площадками, обмеженими балками обтікання, в межах виділених морфоструктур установлюють розташування і кути нахилу генетично і морфологічно однорідних поверхонь рельєфу, радіометричну зйомку проводять в районах місцезнаходження морфоструктур з випробуванням ЛІТОЛОГІЧНО однорідного одновікового підґрунтового горизонту, в кожному пункті радіаційних спостережень вимірювання гаммаактивності здійснюють одночасно в 10-15 точках водночас і по збіжності поверхонь рельєфу з кутами нахилу від 0° до 1° з ділянками, на яких інтенсивність гамма-випромінювання менша за середній його рівень на величину, більшу від стандартного відхилення результатів спостережень в окремому пункті, судять про ВІДПОВІДНІСТЬ морфоструктур нафтогазовим покладам О 00 Винахід відноситься до нафтогазової розвідки і може використовуватися для виявлення нафтогазоносних структур до постановки глибокого буріння Відомий спосіб пошуків родовищ нафти і газу, який передбачає вимірювання за певною сіткою сумарної інтенсивності радіоактивного випускання альфа-, бета- і гамма-променів, а також гаммавипромінювання окремих радіонуклідів на глибині 0,5 - 0,7м від поверхні землі (Соболев И С , Рихванов Л П , Ляшенко Н Г Прогнозирование и поиск месторождений нефти и газа радиогеохимическими методами // Геология нефти и газа - 1999 №7 - 8 - С 19 - 24 Россия) Спосіб дозволяє визначати ділянки з аномально пониженими характеристиками радіоактивного розпаду і по їх розміщенню судити про положення нафтогазоносних структур в регіоні Реалізація даного способу супроводжується значними затратами по виконанню робіт на непродуктивних ділянках Крім того, зниження радіоактивності, яке прийнято за критерій нафтогазоносності, не наділене універсальністю і не може трактуватися однозначно Згідно наявних даних, цей процес контролюється не лише локальною геодинамікою та геохімічними змінами осадочного виповнення перекриваючої поклади товщі, пов'язаними із присутністю покладів вуглеводнів, а й загальною тектонічною еволюцією регіону Так, на схилах ВОДОДІЛІВ за рахунок вимивання поверхневою водою глинистих фракцій осадочного масиву і, ВІДПОВІДНО, зростання його піскуватості можуть утворюватися ВІД'ЄМНІ аномалії радіоактивного випромінювання біля поверхневих відкладів, не пов'язані з родовищами вуглеводнів Найбільш близький до запропонованого є спо ю 52781 сіб пошуків покладів нафти і газу на основі вимірювання гамма-випромінювання денної поверхні досліджуваного району та внесення поправок відносно середнього рівня гамма-активності на літологічну неоднорідність поверхневих відкладів (Рыбаков Ф Ф , Пыленко Б Н , Нарижный П С Способ поиска залежей нефти и газа Авторское свидетельство СССР 1116410 М кл G01V5/02 // Бюлл изобретений - 1984 - №36) Причому, вимірювання інтенсивності радіоактивного розпаду проводиться вздовж і впоперек вісей антиклінальних зон тектометричної карти, побудованої за даними абсолютних ВІДМІТОК рельєфу місцевості, а наявність та положення покладів вуглеводнів визначають згідно розташування від'ємних аномалій гаммаполя Недолік відомого способу полягає у тому, що антиклінальні форми рельєфу, на яких досліджується природна радіоактивність, можуть бути прямими поверхневими відображеннями глибинних геологічних структур лише на рівнинних акумулятивних територіях, де ерозійні процеси практично відсутні При інтенсивній денудації поверхневих відкладів, як це має місце у нафтогазоносних регіонах України, позитивні його форми утворені переважно екзогенними процесами, а тому прямого зв'язку з локальними структурами вони, як правило, не мають В межах газоносних територій Дніпровське-Донецької западини, наприклад, лише гігантська Шебелинська структура виражена у прямому рельєфі Решті продуктивних піднять притаманні ділянки зі зруйнованими денудацією формами рельєфу, розташовані за межами антиклінальних зон або на їх периклінальних ділянках Винятком тут є лише окремі вирівняні горизонтальним розмиванням ВОДОДІЛЬНІ площадки Крім того, на результати вимірювання гаммаактивності на поверхні Землі відчутно впливають погодні умови, радіація космічного походження, а також підвищена відносно ґрунту радіоактивність рослинного покриву, яка до того ж є різною у різних видів рослин Ці фактори ускладнюють морфологію гамма-поля, знижуючи його пошукову інформативність В основу запропонованого винаходу поставлено задачу підвищення ефективності пошуків родовищ нафти і газу Для вирішення поставленої задачі у відомому способі пошуків покладів нафти і газу, який передбачає замірювання інтенсивності природного гамма-випромінювання осадочного матеріалу, визначення середнього для досліджуваної території рівня гамма-активності і виявлення ділянок, позначених аномально низькою радіоактивністю, що відповідають покладам вуглеводнів, ВІДПОВІДНО винаходу в зонах ерозійного переоформлення сучасного рельєфу земної поверхні вимірюють його абсолютні ВІДМІТКИ, ЗГІДНО ЯКИХ будують карту геоморфологічних рівнів На карті виділяють і оконтурюють напівобернені морфоструктури з від'ємними формами рельєфу у вигляді локальних розширень долин річок і днищ балок більше, як у 1 3 рази, і гідрографічних вузлів злиття трьох-чотирьох водотоків одного порядку, або впадіння в одному МІСЦІ ДВОХ приток одного порядку у водотік більш високого порядку, а також з ви рівняними вододільними площадками, обмеженими балками обтікання В межах виділених морфоструктур установлюють розташування і кути нахилу генетичне і морфологічно однорідних поверхонь рельєфу Радіометричну зйомку проводять у районах місцезнаходження морфоструктур із випробуванням літологічне однорідного одновікового підґрунтового горизонту В кожному пункті радіаційних спостережень вимірювання гаммаактивності здійснюють в 10 - 15 точках водночас і по збіжності поверхонь рельєфу з кутами нахилу від 0 до 1° з ділянками, на яких інтенсивність гамма-випромінювання менша за середній його рівень на величину, більшу від стандартного відхилення результатів спостережень в окремому пункті, судять про планову ВІДПОВІДНІСТЬ морфоструктур нафтогазовим покладам ДОЦІЛЬНІСТЬ попереднього виділення перспективних на газ і нафту напівобернених морфоструктур для подальшого дослідження їх гаммарадіаційним методом продиктована тим, що продуктивні структури, як правило, мають своє специфічне відображення у будові рельєфу В умовах його інтенсивного денудаційного перетворення на нафтогазоносних територіях України над ними розвинулися напівобернені морфоструктури, наділені своєрідними від'ємними формами з чітко означеними КІЛЬКІСНИМИ характеристиками, а також окремі вирівняні площинною ерозією розширені ВОДОДІЛЬНІ площадки, обмежені яружнобалковою сіткою Отже, геоморфологічна основа дозволяє вести цілеспрямований пошук покладів вуглеводнів радіометричним способом Але далеко не кожне геоморфологічно виражене підняття утримує промислові поклади вуглеводнів 3 іншого боку, немає чіткого розмежування між тектонічно і екзогенно обумовленими ерозійними формами рельєфу Тому виділені перспективні на нафту і газ напівобернені морфоструктури потребують додаткової класифікації результатами гамма-радіаційної зйомки Вона дозволяє визначити ті з них, які відповідають покладам вуглеводнів Для складання оптимальної сітки розміщення пунктів радіометричних спостережень, згідно запропонованого способу, здійснюють побудову карти геоморфологічних рівнів за результатами вимірювання абсолютних ВІДМІТОК рельєфу з використанням також даних топокарт ВІДПОВІДНОГО масштабу та дистанційних фотографічних і радіолокаційних ЗНІМКІВ поверхні землі На рівні днищ балок і долин річок виділяють напівобернені морфоструктури, які окрім ознак, характерних для похованих піднять, наділені також набором особливих від'ємних форм рельєфу, характерних для відомих родовищ вуглеводнів До таких відносяться, зокрема, локальні розширення днищ балок та долин річок більше, як в 1 3 рази Так, в межах Шевченківського газоконденсатного родовища балки розширені в 1 4 рази В окремих випадках подібні розширення бувають досить значними На Краснопопівському родовищ», наприклад, заплава ріки Красної збільшена в 2 5 рази по відношенню до ділянок, розташованих вище і нижче за течією Іншою геоморфологічною ознакою наявності перспективної на нафту та газ морфоструктури є розгалужені гідрографічні вузли злиття трьох 52781 чотирьох водотоків одного порядку або впадіння в одному МІСЦІ двох приток одного порядку у водотік вищого порядку Так, на Макіївському родовищі розташовані гідрографічні вузли злиття трьох однопорядкових водотоків, а в межах Хрестищенського - чотирьох Впадіння в одному МІСЦІ ДВОХ приток одного порядку у водотік вищого порядку спостерігається в межах Ланнівського, Хрестищенського, Локачинськогота ряду інших родовищ На вододільному рівні знаходять невеликі вирівняні горизонтальним розмиванням піднесені ділянки, обмежені балками обтікання Розміри їх знаходяться в межах 1 - Зкм2 Подібні індикатори присутні, наприклад, на Локачинському, Борисівському та Східно-Полтавському родовищах В цілому продуктивні структури з цим типом індикаторів менш розповсюджені, ніж ті, які виражені від'ємними формами рельєфу Радіометричну зйомку проводять в районах розташування виділених ділянок з випробуванням ЛІТОЛОГІЧНО однорідного одновікового підґрунтового горизонту Це забезпечує можливість коректної співставності результатів спостережень і дозволяє звести до мінімуму вплив на них погодних умов, космічного випромінювання і радіоактивності рослин та рослинних решток ґрунтового шару У тому випадку, коли досліджувана територія представлена відкладами підґрунтового горизонту з різним ЛІТОЛОГІЧНИМ складом, вона поділяється на окремі ділянки, в межах яких не порушується принцип його однорідності, і радіометричні дослідження проводять на кожній такій ДІЛЯНЦІ окремо На результати вимірювання параметрів гаммаполя статистично значущо впливає ряд випадкових чинників, таких як нестабільність показань приладів радіаційного контролю, нерівномірність вологості осадочного матеріалу зони досліджень та другорядні варіації його ЛІТОЛОГІЧНОГО складу Така обставина вимагає визначення в кожному пункті спостережень статистично вірогідної величини середньої інтенсивності гамма-радіацм Крім того, відносно незначні зниження параметрів гамма-поля над продуктивними структурами вимагають високоточних методів його дослідження При фіксованих значеннях основної похибки приладів радіаційного контролю необхідна точність вимірювань досягається зростанням їх КІЛЬКОСТІ В кожному пункті спостережень, адже випадкова похибка, згідно визначення, прямує до нуля при збільшенні КІЛЬКОСТІ визначень до нескінченності Як експериментальне з'ясовано, необхідна для ефективних пошуків покладів нафти і газу відтворюваність методу вимірювань гамма-радіацм досягається паралельними вимірюваннями в 10 - 15 точках на кожному пункті спостережень Паралельні вимірювання дозволяють визначити стандартне (середньоквадратичне) відхилення для результатів вимірювань в окремо взятому пункті спостережень, яке є критерієм оцінки границі, що відмежовує аномальні значення гаммаактивності від фонових До аномальних зараховуються результати спостережень в тих пунктах, де вони виходять за межі інтервалу, визначеного стандартним відхиленням у бік менших величин по відношенню до середньої гамма-радіацм для всієї досліджуваної площі Зі зменшенням кута нахилу поверхні землі зменшується вплив екзогенних факторів на морфологію рельєфу, ЛІТОЛОГІЧНІ, геохімічні та геофізичні характеристики поверхневих відкладів При положеннях, близьких до горизонтального (кути нахилу від 0 до 1°) незначні зовнішньо обумовлені накопичення глинистого матеріалу не можуть компенсувати зниження концентрації радіонуклідів у поверхневих відкладах, викликаного комплексом причин, пов'язаних з наявністю продуктивних структур Тож аномально низький рівень радіації на горизонтальних ділянках свідчить про їх ВІДПОВІДНІСТЬ родовищам вуглеводнів І навпаки, відсутність аномальних знижень параметрів гамма-поля на них говорить про їх належність міжпокладним територіям Спосіб здійснюється наступним чином На попередньому етапі в межах досліджуваної розчленованої ерозійними формами території вимірюють абсолютні ВІДМІТКИ рельєфу, за якими складають карту геоморфологічних рівнів На рівні днищ балок і долин річок виділяють напівобернені морфоструктури з набором від'ємних форм рельєфу у вигляді їх локальних розширень та розгалужених гідрографічних вузлів На вододільному рівні знаходять ділянки з розширеними вододільними площадками , обмеженими балками обтікання Типова карта геоморфологічних рівнів району розташування газового родовища (Локачинського) представлена на фігурі В межах перспективних морфоструктур визначають геоіндикаційні ділянки генетично і морфологічно однорідні поверхні з кутами нахилу від 0 до 1 ° В районах розташування морфоструктур вибирають літологічне однорідний одновіковий підґрунтовий горизонт для проведення радіометричної зйомки Таким може бути в першу чергу неоген-четвертинний суглинок Маршрути зйомки прокладають за системою паралельних трас з відстанню між сусідніми пунктами спостережень від 50 до 100м і між сусідніми профілями - від 300 до 500м з обов'язковим виходом за межі морфоструктур и на 2 - Зкм Пункти випробування вибирають таким чином, щоб обов'язково досліджувалися центральні частини геоіндикаційних ділянок В кожному пункті спостережень за квадратною схемою пробурюють 1 0 - 1 5 мілких свердловин з розкриттям покрівлі досліджуваного горизонту Відстань між сусідніми свердловинами на ортогональних ЛІНІЯХ -їм Вимірювання інтенсивності гамма-випромінювання проводять на вибоях свердловин зразу ж по завершенню буріння Статистична обробка даних проведених радіометричних спостережень передбачає визначення середньої величини гамма-активності і стандартного відхилення як для кожного пункту спостережень окремо, так і для досліджуваної території в цілому, а також для виділених на їх основі полів аномального і фонового проявів гаммарадіацм Верхня границя аномальності знаходиться як різниця між середньою гамма-активністю для всієї досліджуваної території і абсолютною величиною стандартного відхилення для окремого пункту спостережень До аномальних на профілі відносять ті групи послідовно розміщених пунктів 52781 спостережень, для яких середня гамма-активність менша за величину верхньої границі аномальності Кожна аномальна ділянка повинна бути представленою не менше як двома пунктами з аномальними значеннями результатів вимірювання інтенсивності гамма-випромінювання Ця вимога випливає з визначення випадкової величини, для якої розмір області впливу фізико-хімічних процесів, що м обумовили, знаходиться в межах відстані між сусідніми точками на профілі Якщо стандартне відхилення на площі СПІВМІрне з ВІДПОВІДНИМ параметром в одному пункті спостережень або якщо відзначені зниження радіоактивності розміщені хаотично і не об'єднуються в аномалію, то в такому випадку немає підстав вважати досліджувану територію перспективною в нафтогазопошуковому відношенні Закономірне статистичне значуще аномальне зниження гамма-радіацм відносно фону в межах ділянок з кутами нахилу поверхні від 0 до 1° свідчить про ВІДПОВІДНІСТЬ напівобернених морфоструктур і вирівняних вододільних площадок, яким вони належать, положенню покладів вуглеводнів При відсутності покладів зниження гаммаактивності на таких ділянках не спостерігається Запропонований спосіб був апробований на ряді відомих газових родовищ України Вимірювалася інтенсивність сумарного гаммавипромінювання підґрунтового суглинку неогенчетвертинного віку над покладами і за їх межами Типові результати цих досліджень представлено в таблиці В таблиці наведено дані радіаційних спостережень на Борисівському та Шевченківському газоконденсатних родовищах Дніпровсько-Донецької западини і Локачинського газового родовища Львівського прогину Борисівське родовище представлене вирівняною горизонтальним розмиванням локальною розширеною вододільною площадкою з кутом нахилу 0 6° В межах Шевченківського родовища напівоберненій морфоструктурі притаманні гідрографічні вузли у верхів'ях великої балки, а Локачинське родовище відображене розширеннями долини ріки Луги, гідрографічними вузлами, а також вирівняними 8 вододільними площадками Виявлене перевищення в 5 - 6 разів стандартного відхилення на досліджуваних площах по відношенню до аналогічних статистичних параметрів в пунктах спостережень говорить про суттєву диференціацію гамма-поля, викликану наявністю продуктивних піднять Результати спостережень виявили над покладами вуглеводнів зони аномального пониження рівня гамма-радіацм по відношенню до фонових ділянок за їх межами Причому, на збіжність положень покладів і ВІДПОВІДНИХ їм радіаційних аномалій не вплинула та обставина, що на Борисівському та Шевченківському родовищах присутні скісно падаючі (під кутами 40 - 45°) зворотні скиди, в зв'язку з чим тут спостерігаються значні зміщення структурних планів на різних стратиграфічних рівнях На цих територіях радіація на продуктивних частинах структур знижена відносно фону на 0 9мкр/год, на Локачинській площі це зниження сягнуло 1 4мкр/год, в той час як стандартне відхилення в одному пункті спостережень в обох випадках не перевищило ± 0 2мкр/год, цебто воно виявилося, ВІДПОВІДНО, в 4 5 і 7 разів меншим Отже, поклади вуглеводнів відобразилися статистично значущими зниженнями гамма-активності Важливо також зазначити, що величини верхньої межі аномальності гамма-поля зайняли проміжну позицію між значеннями рівнів гамма-випромінювання над покладами і за їх межами Використання запропонованого способу радіометричних пошуків покладів нафти і газу у порівнянні з відомими способами значно підвищить ефективність нафтогазопошукових робіт при відносно незначних матеріально-технічних і фінансових витратах на їх проведення Збільшиться також вірогідність прогнозування нафтогазоносних структур та їх поділ на перспективні і неперспективні до постановки глибокого буріння Спосіб відкриває можливість ефективної радіометричної розвідки в умовах денудаційного рельєфу Він забезпечує можливість зниження обсягів не результативного буріння і зменшення загальних витрат на відкриття родовищ вуглеводнів Таблиця Регіон Газове родовище Геоморфологічні ознаки продукта вної структури Випроб геаяий горизонт Кількість спостережень» одному пункті геологи ШТОЛОГІ НИЙ SIX чна характеристика 4 _ | 5 і 2 Дшпровсько- Борисівське Розширена неоген- СуглиДонецька вододільна четвертії нок площадка ННИЙ Западина Шевченкшсь Гідрографіч- неоген- Суглитеж ке ні вузли чвтверти нок нний ЛЬВІВСЬКИЙ Локачиии&ке Розширення неоген- Суглкпрогин долини ріки. четвертя нок Гідрографіч- нниЯ ні вузли. вирівняні ВОДОДІЛЬНІ площадки Кут Верхня Середі«Я ІНТЄ •гснвиіегь Зниження нахилу межа гнмма-рвдіації, мкр/год гаммагеошдк аномаль радшшї кашйжн ПОСТІ над поверхні гаммапокла еоля. дами, шр/год на над за мкр/год ПЯОЩІ ігокла межами дямн покладів 10 0,6° 8 13,6 13 8 10 13,1 и 14,0 12 0" 13,7 13,9 13.2 14,1 IS 1 14,7 14.9 14 0 1, 54 9 12 0.9 Станца ртне ашкилеіі ня в пункті ояостере жеііь. мкр/год Стзнда ртне ВІДХИЛЕННЯ н а ПЛОЩІ, мкр/год 14 ±1,2 ±0,2 1.4 в ±0,2 ±1,1 ми ±5,0 52781 с. L-проекцш умовного ковтуру газоносності иа девву поверхню, 2- свердаогана, 3- кошур нвпівоберненоі морфострумури, 4- виршкяна вододільна площадка, від'ємні форми рельефу 5- гідрографічний вузол, б- розширення долини, однорідні поверхні 7- субгоршонгшіьна поверхня днища балки, рдчки, 8- субгориэонтальна поверхня вододілу, 9- нахилена поверхня з кутом нахилу більше одного градусу, 10- ІЗОЛІНІЯ рельєфу денної поверхні Каріа геоморфологічних рішив району розташування Локачинського газового родовища ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 10