Сейсмика или сейсморазведка

это целая группа геофизических методов, предназначенных для получения данных о строении земной коры.

Наиболее широкое применение сейсмика нашла в нефтяной геологии. Кроме того, сейсмические методы применяются в инженерной геологии, при проведении региональных исследований, геологическом изучении территорий, при поиске и разведке месторождений каменного угля.

01

Физическим основанием сейсморазведочных методов, позволяющим получать информацию о земной коре, является способность горных пород пропускать, отражать и рассеивать механические колебания – упругие волны.

Такие колебания могут быть вызваны естественным или искусственным источником.

Естественными источниками упругих волн в земной коре являются, например, тектонические движения литосферных плит, вызывающие землетрясения и извержения вулканов. На поверхности земли естественные источники упругих волн тоже имеются. Например, срывы горных масс.

Упругие волны от естественных источников регистрируют и изучают сейсмологи во всем мире.

02

Для сейсморазведки используют искусственные источники упругих волн, располагающиеся близ поверхности земли. Это либо взрывы в неглубоких скважинах, либо вибрационные или ударные воздействия на земную поверхность.

Из точки взрыва в земную кору уходят поперечные и продольные волны. На поверхности земли расположены сейсмоприёмники – датчики для регистрации преломленных и/или отражённых волн. После сложной математической обработки из принятых сигналов строятся сейсмические разрезы, временные или глубинные.

Земная кора неоднородна и может иметь слоистое или массивное строение.

Слагающие геологический разрез горные породы характеризуются различными параметрами. С точки зрения нефтяной сейсморазведки, основной интерес представляет скорость, с которой проходит волна через породу. Скорость распространения волны зависит от упругих свойств и плотности породы.

Плотность и упругие свойства пород зависят от глубины залегания, минерального состава (например, руды гораздо плотнее, чем песчаники), фильтрационно-ёмкостных свойств, характера флюидов, наполняющих породу.

Если упругие свойства и плотность породы постоянны, то говорят о сейсмической однородности. На границах пород с разными свойствами происходит изменение скорости распространения волны. Чем сильнее разница в свойствах, тем резче изменение скорости.

Границы с резким и скачкообразным изменением скорости совпадают с геологическими границами, разделяющими иногда породы, образовавшиеся в разные эпохи.

На границах пород с разными свойствами волны частью проходят дальше, частью отражаются, частью – преломляются. Чем сильнее разница в свойствах, тем интенсивнее процесс преобразования волны.

На временных разрезах, получаемых после обработки первичных сейсморазведочных материалов, можно увидеть строение участка земной коры, границы между геологическими телами с различными сейсмическими свойствами, форму и размеры этих тел. Например, на сейсмических профилях хорошо видны соляные купола, тектонические разломы, породы, обогащённые органическим веществом, рифы, граница тектонического фундамента и осадочного чехла.

Геологам давно известны основные ловушки, в которых могут накапливаться углеводороды. Это куполообразные структуры (антиклинальные ловушки), выклинивания проницаемых пород, рифовые массивы, трещиноватые зоны сложной формы.

Все эти объекты люди научились выявлять с помощью сейсморазведки.

В геологических условиях молодой Западно-Сибирской платформы, где разрез сложен осадочными терригенными породами и похож на слоистый пирог из различно уплотненных глин и песчаников, большая часть залежей углеводородов ассоциируется с антиклинальными ловушками. Реже залежи располагаются в клиноформных ловушках. Массивные залежи в блоках кристаллического фундамента выявлены только на окраинах бассейна. Поэтому именно на поиск антиклинальных и клиноформных объектов нацелены сейсморазведочные работы, проводимые в Ханты-Мансийском и Ямало-Ненецком АО.

С одной стороны вследствие условий существования древней Восточно-Сибирской платформы, породы сильно уплотнены и имеют незначительную открытую пористость. С другой стороны, отдельные блоки горных пород характеризуются ураганной проницаемостью за счёт трещиноватости, обусловленной широким распространением в жёстком осадочном чехле тектонических нарушений.

Именно к зонам таких нарушений приурочено широко известное в узких кругах нефтегазоконденсатное Юрубчено-Тохомское месторождение.

Месторождение было открыто практически случайно, его проблемой была невозможность прогноза продуктивности скважин – с равным успехом можно было получить приток нефти дебитом n*100 куб.м/сут или «сухую» скважину.

Геологическое изучение связи нефтегазоносности и уплотнения пород на этом месторождении позволило выявить критерии для бурения высокодебитных скважин, а переориентация сейсморазведочных работ на поиск однородных трещиноватых блоков дала возможность выбора участков для заложения высокодебитных скважин.

Таким образом, сейсморазведка является добротным методом обнаружения потенциальных ловушек для нефти и газа. Но есть ли в ловушке свободные, т.е. извлекаемые углеводороды, сейсморазведочные методы пока ответить не могут.

Почему в ловушке может не быть залежи нефти ли газа?

У этого есть всего две причины:

1. Углеводороды не сформировали залежи в ловушке, потому что не были в достаточном количестве сгенерированы нефтематеринскими породами.

2. Углеводороды сформировали залежь в ловушке, но к моменту бурения скважины залежь успела разрушиться в ходе естественных литогенетических процессов.

Для оценки вероятности обнаружения в ловушке залежи необходимо привлекать геологические методы.

Оптимальные результаты достигаются, как всегда, комплексированием. В случае решения вопроса поисков и разведки месторождений углеводородного сырья комплексированием сейсморазведочных данных с геологическим анализом развития и нефтегазоносности территории.

автор @pohja, вычитка ФилФак, редактура @ksantoprotein, команда @sci-populi