НЕФТЕГА́ЗОВАЯ ГЕОФИ́ЗИКА

НЕФТЕГА́ЗОВАЯ ГЕОФИ́ЗИКА, гео­фи­зи­че­ские ме­то­ды раз­вед­ки, свя­зан­ные с по­ис­ка­ми и раз­вед­кой ме­сто­ро­ж­де­ний неф­ти и га­за. Н. г. воз­ник­ла в 1912–16, ко­гда Л. фон Эт­вёш впер­вые про­вёл гео­фи­зич. ис­сле­дова­ния неф­тя­но­го ме­сто­ро­ж­де­ния с по­мо­щью из­об­ре­тён­но­го им гра­ви­та­ци­он­но­го ва­рио­мет­ра. В 1920-х гг. для по­ис­ков неф­ти и га­за на­ча­ли ис­поль­зо­вать так­же элек­три­че­скую раз­вед­ку. В 1930-х гг. в ком­плекс ме­то­дов Н. г. вошла сейс­ми­че­ская раз­вед­ка ме­то­дом от­ра­жён­ных волн, а позд­нее – ме­то­ды гео­фи­зи­че­ских ис­сле­до­ва­ний сква­жин, ко­то­рые в при­ме­не­нии к Н. г. на­зы­ва­ют про­мы­сло­вой гео­фи­зи­кой. При изу­че­нии строе­ния кри­стал­лич. фун­да­мен­та на ре­гио­наль­ной ста­дии ра­бот по по­ис­ку неф­ти ис­поль­зу­ют так­же аэ­ро­маг­нит­ную раз­вед­ку. Свя­зую­щим зве­ном ме­ж­ду гео­фи­зич. ис­сле­до­ва­ни­ем сква­жин и на­зем­ной сейс­мич. раз­вед­кой слу­жит ме­тод вер­ти­каль­но­го сейс­ми­че­ско­го про­фи­ли­ро­ва­ния, ус­пеш­но при­ме­няе­мый в Н. г. Воз­мож­но­сти Н. г. оп­ре­де­ля­ют­ся кон­тра­ст­но­стью фи­зич. свойств ис­сле­дуе­мо­го объ­ек­та от­но­си­тель­но свойств вме­щаю­щей сре­ды, а так­же раз­ме­ра­ми и фор­мой объ­ек­та, раз­ре­шаю­щей спо­соб­но­стью при­ме­няе­мо­го ме­то­да и дос­туп­ной глу­би­ной ис­сле­до­ва­ния.

Осо­бен­но­сти гео­фи­зич. по­лей, свя­зан­ные с за­ле­жа­ми неф­ти и га­за, оп­ре­де­ля­ют­ся фи­зи­ко-гео­ло­гич. свой­ст­ва­ми по­род-кол­лек­то­ров. К этим свой­ст­вам от­но­сят­ся раз­мер и ми­нер. со­став зё­рен, струк­тур­но-тек­стур­ные осо­бен­но­сти ми­нер. ске­ле­та (мат­ри­цы по­ро­ды), ха­рак­тер по­рис­то­сти и про­ни­цае­мо­сти, тип це­мен­ти­рую­ще­го ве­ще­ст­ва и ме­ха­нич. свой­ст­ва ми­нер. ске­ле­та, ко­ли­че­ст­во во­ды в по­рах и её ми­не­ра­ли­за­ция. Кол­лек­то­ры уг­ле­во­до­ро­дов под­раз­де­ля­ют­ся на 2 груп­пы: тер­ри­ген­ные, пред­став­лен­ные пес­ча­но-гли­ни­сты­ми по­ро­да­ми, и кар­бо­нат­ные (пре­им. тре­щи­но­ва­тые), пред­став­лен­ные из­вест­ня­ка­ми и до­ло­ми­та­ми.

По­рис­тые по­ро­ды ча­ще все­го за­пол­не­ны во­дой и об­ра­зу­ют т. н. во­до­нос­ные кол­лек­то­ры. Нефть и газ, за­ни­мая ме­сто во­ды, вно­сят су­ще­ст­вен­ные из­ме­не­ния в фи­зич. свой­ст­ва вме­щаю­щих их по­род. Ме­то­ди­ка кос­вен­ных по­ис­ков уг­ле­во­до­ро­дов в Н. г. свя­за­на с вы­яв­ле­ни­ем ло­каль­ных под­ня­тий (ан­ти­кли­на­лей) в тол­ще зем­ной ко­ры, к ко­то­рым мо­гут быть при­уро­че­ны ме­сто­ро­ж­де­ния (ло­вуш­ки) неф­ти и га­за. По­ис­ки ан­ти­кли­наль­ных гео­ло­гич. струк­тур про­во­дят в осн. при по­мо­щи сейс­мич. раз­вед­ки на от­ра­жён­ных вол­нах. До­пол­ни­тель­но ис­поль­зу­ют гра­ви­та­ци­он­ную раз­вед­ку, маг­нит­ную и элек­трич. раз­вед­ки. Сейс­мич. раз­вед­ка по­зво­ля­ет вы­де­лять да­же не­зна­чит. под­ня­тия, ам­пли­ту­да ко­то­рых со­став­ля­ет со­тые до­ли от глу­би­ны за­ле­га­ния. Вы­со­ко­точ­ной гра­ви­тац. раз­вед­ке дос­туп­но вы­яв­ле­ние ан­ти­кли­на­лей ам­пли­ту­дой до 100–200 м на глу­би­нах 2–3 км. Элек­трич. раз­вед­ку при­ме­ня­ют только для вы­де­ле­ния круп­ных струк­тур, по­пе­реч­ные раз­ме­ры ко­то­рых в неск. раз боль­ше глу­би­ны их за­ле­га­ния, а ам­пли­ту­да под­ня­тий со­став­ля­ет не ме­нее 20% от глу­би­ны за­ле­га­ния. Ча­ще все­го сейс­мич. и элек­трич. раз­вед­ки ис­поль­зу­ют в ком­плек­се, т. к. сейс­мич. раз­вед­ка с вы­со­кой точ­но­стью оп­ре­де­ля­ет глу­би­ну и гео­мет­рию ан­ти­кли­наль­ных струк­тур, а элек­трич. раз­вед­ка для со­от­вет­ст­вую­щих глу­бин за­ле­га­ния по­зво­ля­ет оп­ре­де­лить элек­трич. со­про­тив­ле­ние ис­сле­дуе­мых по­род и тем са­мым оце­нить их воз­мож­ную ло­каль­ную на­сы­щен­ность неф­тью или га­зом.

При­ме­не­ние гра­ви­тац. раз­вед­ки для по­ис­ков ан­ти­кли­наль­ных струк­тур свя­за­но с тем, что над та­ки­ми об­лас­тя­ми, как пра­ви­ло, фор­ми­ру­ют­ся мак­си­му­мы гра­ви­тац. по­тен­циа­ла. На фо­не та­ко­го мак­си­му­ма не­по­сред­ст­вен­но над неф­тя­ной за­ле­жью мо­гут на­блю­дать­ся ло­каль­ные ми­ни­му­мы, обу­слов­лен­ные ра­зу­п­лот­не­ни­ем по­род, со­дер­жа­щих нефть и газ, а так­же раз­ру­ше­ни­ем по­род в сво­де ан­ти­кли­на­ли. В то же вре­мя над со­ля­ны­ми ку­по­ла­ми, к скло­нам ко­то­рых не­ред­ко при­уро­че­ны за­ле­жи неф­ти и га­за, на­блю­да­ют­ся чёт­кие от­ри­ца­тель­ные ано­ма­лии си­лы тя­же­сти, т. к. плот­ность со­ли ни­же ср. плот­но­сти зем­ной ко­ры. Даль­ней­шая ло­ка­ли­за­ция зон вы­кли­ни­ва­ния неф­те­га­зо­нос­ных толщ яв­ля­ет­ся бо­лее слож­ной за­да­чей и осу­ще­ст­в­ля­ет­ся ме­то­да­ми сейс­мич. раз­вед­ки.

При по­ис­ках др. ти­пов ло­ву­шек уг­ле­во­до­ро­дов при­ме­ня­ют пря­мые ме­то­ды Н. г., ба­зи­рую­щие­ся на вы­яв­ле­нии осо­бен­но­стей фи­зич. свойств по­род-кол­лек­то­ров, на­сы­щен­ных неф­тью и га­зом, по срав­не­нию с во­до­нос­ны­ми кол­лек­то­ра­ми. Свой­ст­ва по­род оп­ре­де­ля­ют­ся по осо­бен­но­стям па­ра­мет­ров гео­фи­зич. по­лей в ис­сле­дуе­мой об­лас­ти.

С 1980-х гг. рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ло со­вме­ст­ное ис­поль­зо­ва­ние в сейс­мич. раз­вед­ке про­доль­ных, по­пе­реч­ных и об­мен­ных волн (т. н. мно­го­вол­но­вая сейс­мич. раз­вед­ка). Та­кой под­ход от­крыл но­вые воз­мож­но­сти для пря­мо­го об­на­ру­же­ния за­ле­жей уг­ле­во­до­ро­дов, по­сколь­ку па­ра­мет­ры по­пе­реч­ных и про­доль­ных волн по-раз­но­му за­ви­сят от фи­зич. свойств сре­ды. Напр., на­сы­щен­ность по­род-кол­лек­то­ров уг­ле­во­до­род­ны­ми флюи­да­ми (осо­бен­но га­зом) силь­нее влия­ет на ско­ро­сти про­доль­ных сейс­мич. волн. Объ­яс­ня­ет­ся это тем, что по­пе­реч­ные вол­ны рас­про­стра­ня­ют­ся гл. обр. по ске­ле­ту по­ро­ды, а про­доль­ные вол­ны – по все­му её объ­ё­му, вклю­чая флюи­ды. Ха­рак­тер рас­про­стра­не­ния сейс­мич. волн за­ви­сит от уп­ру­го­сти сре­ды. По­ни­же­ние ко­эф­фи­ци­ен­та по­пе­реч­ной де­фор­ма­ции по­род вдоль пла­стов ука­зы­ва­ет на воз­мож­ные за­ле­жи уг­ле­во­до­ро­дов.

Раз­вед­ка ме­сто­ро­ж­де­ний неф­ти и га­за, рас­по­ло­жен­ных на глу­би­нах 1–5 км, про­во­ди­мая с по­мо­щью бу­ре­ния сква­жин в слу­чай­но вы­бран­ных ме­стах (ме­то­дом «ди­кой кош­ки»), сто­ит очень до­ро­го. По­это­му при­ме­не­ние ме­то­дов Н. г. (в пер­вую оче­редь сейс­мич. раз­вед­ки), тре­бую­щих зна­чи­тель­но мень­ших за­трат вре­ме­ни и средств, яв­ля­ет­ся обя­за­тель­ным на всех ста­ди­ях изу­че­ния неф­тя­ных и га­зо­вых ме­сто­ро­ж­де­ний.