Перейти к основному содержанию

Выделение бишофитовых пластов геофизическими методами


Бишофитовые и калийные соли выделяются в разрезах соляных отложений на основании общих геологических предпосылок, а также различия в физико-химических, механических свойствах их и вмещающих пород и регистрируются в физических полях различными геофизическими методами.
На этапе регионального изучения соленосных отложений представляется возможным эффективно использовать при поисках бишофитовых залежей такие геофизические методы, как гравио- и сейсморазведка. Исследования физических констант различных соляных пород (плотность, скорость распространения упругих колебаний и др.) проводились на протяжении многих лет трестом «Волгограднефтегеофизика» на образцах пород соленосного разреза Приволжской моноклинали и Прикаспийской впадины в условиях пластовых давлений и температур. Результаты их использовались для моделирования и расчета исходных данных при решении поисковых задач.
Установлено, что залежам бишофита структурно соответствуют прогибы подсолевого ложа и погружения в фундаменте. С учетом структурного положения бишофита и его минимальной плотности относительно вмещающих пород создаются благоприятные предпосылки в комплексе с другими геологическими  данными прогнозировать возможное местонахождение хлормагниевых солей. Так, анализ гравиметрического материала на Приволжской моноклинали показал, что выявленные здесь залежи тяготеют к зонам «спокойного» или относительно «пониженного» поля силы тяжести. В соляно-купольной зоне эта закономерность выражена не столь четко, но тем не менее при достаточных мощностях »(до 100 м) бишофитовых тел в ядре купола происходит заметное изменение градиента силы тяжести, позволяющее делать предположение о возможном нахождении в недрах галитовой толщи пластов с отличной от галита плотностью, т. е. карналлит-бишофитовых пород.


Значительные возможности в выделении ритмопачек в соляной толще, определении характера залегания продуктивных пластов, их вещественного состава, опознания и прослеживания по площади залежей бишофита могут дать современные методы сейсморазведки. На сейсмических разрезах МОВ и МРНП в комплексе с единичными опорными скважинами базальные доломит-ангидритовые слои ритмопачек и пласты с бишофитовой минерализацией отчетливо фиксируются специфической сейсмозаписью.
Существенное различие скорости распространения упругих колебаний и плотностей пород соленосной толщи создает достаточную акустическую жесткость для получения надежных отражений от границ пластов, особенно бишофитовых. Возможность фиксирования отражений от различных пластов соленосной толщи была промоделирована лабораторно с получением синтетических сейсмограмм, а затем установлена на реальных разрезах как на площадях Приволжской моноклинали (Ермаков и др., 1986), так и на куполах с относительно незначительной дислоцированностью и перемятостью соляного ядра и некрутыми — «докритическими» углами падения склонов куполов.
Исходя из этого, сейсморазведка МОВ ОГТ позволяет эффективно использовать ее как на региональном, так и на поисковом этапах. На региональном этапе по сейсмическому материалу однозначно удается расчленить соленосный разрез на составляющие его ритмопачки, сделать вывод о полноте разреза, появлении или выпадении отдельных ритмопачек. При наличии в пределах территории бишофитовых пластов, вскрытых единичными буровыми скважинами, представляется возможным выделить их на сейсмических разрезах, проходящих через скважину, и проследить на многие километры. Такая методика широко применяется при прогнозировании геологического разреза. Она успешно была использована при прослеживании бишофитовых пластов на Лугопролейской (Ермаков и др., 1986) и Наримановской площадях. Многочисленные слои пород в скважинных разрезах были описаны двумя параметрами: глубиной залегания кровли пластов h (м) и пластовой скоростью распространения волн V (км/с). Наименьшей скоростью характеризуются бишофитовые и карналлит-бишофитовые породы, представляющие своеобразные четко выраженные сейсмофации. На общем фоне высокоскоростного разреза эти сейсмофации выделяются в виде четких линз. Естественно, что таким методом можно проследить наличие бишофитовых пластов, геометрию их залегания между отдельными скважинами и корректировать их заложение.
Интересный материал получен на Наримановской площади, где специально было обработано два сейсмопрофиля: через скв. 2-ю, 7-ю. и перпендикулярно к нему в направлении скв. 4-й и 1-й. На фоне общей слоистости разреза бишофитовые пласты при мощности более 30 м проявляются по появлению дополнительных осей синфазности.


 
Значительно шире, в массовом масштабе в практике геологических изысканий на соляные отложения применяются промыслово-геофизические исследования в скважинах. Использование каротажа позволило надежно расчленить соленосную толщу Приволжской моноклинали на отдельные ритмопачки с пластами различных типов соляных пород и решить другие геологические задачи (Деревягин и др., 19816).
Хлормагниевые соли (бишофиты) находят свое выражение практически во всех видах каротажа: ГК, НГК, кавернометрии, электрометрии, механическом и газовом каротаже.
При поисковом бурении на калийные соли и при разведках их в России и других странах мира широко используется гамма-каротаж буровых скважин. Этот метод; основанный на регистрации интенсивности суммарного естественного гамма-излучения пород, существенно дополняет изучение керна. Применение гамма-каротажа позволяет исключительно хорошо расчленить продуктивную толщу на отдельные горизонты по интенсивности излучения с четкой Дифференциацией калийных и некалийных солей, определить глубину их залегания и мощности. В толще каменной соли активностью 2—4 мкр/ч надежно выделяются по данным ГК пласты калийных солей активностью 20—80 мкр/ч, содержащих сильвин, карналлит, Полигалит, лангбейнит. Эти минералы обладают естественной гамма-активностью. Бишофит, лишенный примесей калийных минералов, не является гамма-активным и этим четко отличается от калийсодержащих минералов.
 В природных условиях пласты бишофита в подошве и кровле имеют, как правило, маломощные (не более 1—2 м) прослои карналлита и карналлит-сильвинита; последние хорошо выделяются высокими показаниями ГК (большими амплитудами кривой ГК), образуя своеобразный ореол вокруг бишофитового тела (Казанцев и др., 1974). Такой рисунок на кривых ГК в комплексе с другими видами исследований позволяет безошибочно опознавать в разрезе бишофитовые пласты и устанавливать их границы.
Не менее четко кондиционные бишофитсодержащие пласты выделяются по данным кавернометрии. Исследованиями установлено, что линейная скорость растворения ангидрита, галита, сильвина, карналлита и бишофита существенно различается.
При проведении буровых работ практически невозможно создать абсолютно безводные растворы, в результате чего неизбежно кавернообразование. При этом интенсивность процесса находится в соответствии с линейной скоростью растворения минералов, указанной выше. Максимальный диаметр каверн (до 2 м) образуется против карналлит-бишофитовых и бишофитовых пластов.
Вместе с этим растворение различных типов солей при проводке скважин ведет к существенным изменениям состава промывочной жидкости, к обогащению ее различными хлористыми соединениями, поэтому контроль фильтрата бурового раствора за содержанием натрия, калия и магния наряду с другими методами позволяет установить тип солей в интервале бурения, приблизительные границы пластов, в первую очередь бишофитовых, и расчленить соленосный разрез. Другие виды промыслово-геофизических исследований дополняют вышеописанные.


В процессе электрометрических исследований в скважинах Нижнего Поволжья установлено, что хлормагниевым солям отвечают аномально низкие сопротивления, соответствующие сопротивлению промывочной жидкости зоны растворения бишофитового пласта. Многочисленные сопоставления результатов химического анализа керна бишофита и вмещающих его пород с показаниями электрометрии указывают на отчетливое изменение химического состава на участках резкой перемены кривых промыслово-геофизических измерений.
Карналлит-бишофитовые и бишофитовые породы находят свое отражение и в диаграммах механического и газового каротажа. По степени буримости солевые минералы могут быть разделены на три группы (в порядке возрастания трудности):

  1. бишофит, карналлит
  2. сильвин, галит
  3. ангидрит, полигалит.

При соблюдении одинаковых технических условий скорость бурения для минералов первой группы на практике равна 50—90 м/ч, второй — 10—20 м/ч, третьей — 2—8 м/ч.

Газокаротажными измерениями установлены более высокие показания содержания метана в карналлит- и бишофитсодержащих породах относительно других разностей солей.
Таким образом, вскрытие карналлит-бишофитовых и бишофитовых отложений сопровождается резким возрастанием скорости проходки долота, интенсивным увеличением в фильтрате глинистого раствора ионов магния, часто повышенным газопроявлением —- в основном метановых газов. По данным промыслово-геофизических исследований, таким пластам соответствуют низкие показатели электрического сопротивления, низкие значения НТК и ГК, часто с резким возрастанием гамма-активности в кровле и подошве, значительное увеличение диаметра ствола скважин вплоть до образования крупных каверн.


Поделиться с друзьями


 


Mineralmarket