Петрофизические свойства горных пород района работ

Сведения о петрофизических характеристиках горных пород района работ получены по материалам геофизических исследований в восточной части междуречья Маймечи и Хеты, а также на сопредельных территориях, в том числе в Енисей-Хатангском прогибе, хорошо изученном бурением (Кушнир, 2005). Информация о петрофизических свойствах Анабаро-Хатангской седловины приведена в отчете СНИИГГиМС (Девятов, 2010). Кроме того, при составлении главы использовались данные из литературных источников (Ерофеев, 2006, Хасанов, 2009) и др.

Изучаемую территорию по геологическим условиям можно разделить на три участка:

· южная часть площади, относящаяся к северо-восточной части Тунгусской синеклизы;

· центральная часть -Анабаро-Хатангская седловина и восточное окончание Енисей-Хатангского прогиба;

· северная часть – Таймырская складчатая область.

Согласно существующим представлениям о геологическом строении района работ, в разрезе выделяются мезозойско-кайнозойская, палеозойская и архей-протерозойская толщи. Состав пород и средние петрофизические параметры каждой толщи существенно различаются между собой.

6.Плотностная характеристика

Породы платформенного чехла характеризуются значительной дифференциацией по плотности. В его разрезе выделяется ряд структурных комплексов с аномально низкими или высокими средними значениями этого параметра. К первым из них относятся мезо-кайнозойские и верхнепалеозойские отложения. Ко вторым – вулканогенные образования нижнего триаса. Аномально низкие значения плотности перечисленных комплексов пород являются практически стабильными. Однако плотность среднепалеозойских отложений может значительно уменьшаться за счет скопления каменных солей.

Эффузивные породы. Аномально высокие значения плотности вулканогенных образований нижнего триаса проявляются на тех участках, где в их разрезе преобладают мощные лавовые потоки базальтов. Средневзвешенная плотность колеблется от 2,72 до 2,82 г/см³. Если учесть при этом, что суммарная мощность туфолавовой толщи нижнего триаса достигает 2000 м, резкие ее колебания могут являться источником локальных как положительных, так и отрицательных гравитационных аномалий. Отложения данного комплекса определяют высокоскоростной характер разреза; скорость распространения продольных волн изменяется от 3600 м/с-4600 м/с в туфах до 4500 м/с-5600 м/с в разностях базальтов.

Интрузивные породы. Ультраосновные и щелочные породы сложных многофазных интрузий менее резко различаются по плотности, нежели по магнитным свойствам. Плотность первых из них (дунитов, перидотитов, пироксенитов) колеблется от 2,95-3,0 до 3,3 г/см³. Наиболее контрастной плотностью характеризуются породы крайних интрузивных фаз: оливиниты, дуниты, пироксениты и перидотиты с одной стороны и карбонатиты с другой. Наряду с карбонатитами, аномально низкой плотностью характеризуются также существенно карбонатные тела, серпентиниты и другие образования метасоматического генезиса. Скорости продольных волн в интрузивных образованиях достигают 5000-5700 м/с.

Комплекс осадочных пород Тунгусской синеклизы разделяют на два самостоятельных комплекса:

· континентальные терригенные отложения тунгусской серии (С₂-Р₁);

· карбонатные породы нижнего-среднего палеозоя и протерозоя.

Комплекс пород тунгусской серии представлен терригенными породами с прослоями углей и характеризуется относительно низким значением скоростей Vр = 4400-4900 м/с с понижением до 1900 м/с в пластах углей. Кроме того, он обладает минимальными плотностями, изменяющимися в пределах от 2,2 до 2,42 г/см³.

Комплекс пород девона представлен преимущественно соленосно-карбонатными отложениями, которые в основном и определяют свойства этой толщи. Плотность пород составляет от 2,2 до 2,42 г/см³. На границе кровли девонских отложений с породами тунгусской серии происходит резкое увеличение скоростей продольных волн до 5500-6000 м/с.

Нижележащая толща осадочных отложений нижнего палеозоя и верхнего протерозоя, представленная карбонатными породами, характеризуется относительной однородностью и стабильностью скоростных параметров. Плотность пород нарастает с глубиной и изменяется в пределах от 2,64 до 2,74 г/см³.

Для Енисей-Хатангского прогиба юрско-меловые отложения представляют собой чередование песчанистых и алеврито-глинистых пачек, обладающих невысокой плотностью на уровне 2.2 - 2, 4 г/см³.

Пермо-триасовые отложения, представленные терригенными породами обладают плотностью 2,48 до 2,53 г/см³. Увеличение плотности отложений происходит за счет присутствия в разрезе вулканогенных образований нижнего триаса, понижение – при наличии пластов и пачек углей, понижающих плотность до 2.35 - 2, 4 г/см³.

Средне- нижнепалеозойские отложения терригенно-карбонатного и галогенно-карбонатного состава имеют среднюю плотность 2, 68 г/см³. Наличие солей в разрезе обуславливает значительное понижение плотности до 2.2 - 2, 55 г/см³.

На Сибирской платформе (Анабарский щит) и горной части Таймыра архей-протерозой (фундамент) представлен разнообразными метаморфическими породами: плагиогнейсами, гранито-гнейсами, кристаллическими сланцами, мета- и ортосланцами, а также разнообразными магматическими породами. Плотность пород фундамента изменяется в широких пределах от 2,75 до 2,85 г/см³.

Сводная сейсмогеологическая и плотностная характеристика горных пород в районе Тунгусской синеклизы и в районе Енисей-Хатангского прогиба приведена в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1

Сейсмогеологическая и плотностная характеристики пород Тунгусской синеклизы (по материалам ОАО "Таймыргеофизика")

Таблица 1.2

Сейсмогеологическая и плотностная характеристики Енисей-Хатангского прогиба (по данным ОАО "Таймыргеофизика")

7.МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПОЛЕВЫХ РАБОТ

Геологическим заданием предусматривается проведение электроразведочных работ на Анабаро-Хатангской седловине (Енисей-Хатангской нефтегазоносной области) с целью изучения глубинного геологического строения и прогноза нефтегазоносностиАнабаро-Хатангской седловины на основании комплексной интерпретации данных МТЗ, сейсморазведки и других геолого-геофизических материалов, выявления и оконтуривания возможных зон аккумуляции и ловушек углеводородов, оценки локализованных прогнозных ресурсов нефти и газа.

Аппаратура

Для проведения электроразведочных работ методом МТЗ отряды были оснащены 11-ю комплектами электроразведочных станций MTUпроизводства канадской фирмы «PhoenixGeophysics», предназначенных для регистрации естественного магнитотеллурического поля (рис.2.1).

Комплект станции MTU включает:

- Станция MTU-2E, регистрирующая только электрические компоненты магнитотеллурического поля (Ex, Ey) с вмонтированной GPS-системой.

- Пятиканальная станция MTU-5А позволяющая регистрировать электрические (E_x, E_y) и магнитные (H_x, H_y, H_z) компоненты магнитотеллурического поля с вмонтированной GPS-системой. Измерительный модуль MTU-5, отличается от MTU-2E наличием двух дополнительных плат АЦП, которые позволяют регистрировать кроме электрических компонент (Ex, Ey,) магнитные компоненты (Hx, Hy, Hz) магнитотеллурического поля.

- Индукционные магнитные датчики МТС-50 (только для станций MTU-5А);

- Электрические диполи с неполяризующимися электродами и аккумулятор 12 В.

Регистрация МТ-поля осуществлялась 24-х разрядным АЦП в частотном диапазоне 400 0,00006 Гц. Длительность записи на каждом пункте наблюдения обеспечивает полноценную кривую зондирования в заданном частотном диапазоне.

Внешний вид станции MTU

Регистратор MTU – это специализированный компьютер на базе процессора Intel386, выполненный в стандарте РС110. Имеется оперативная память (16 кБ), ПЗУ (5 МБ) и съемная флэш-карта (от 32 до 512 МБ). В ПЗУ записана операционная система, управляющая программа, данные калибровки датчиков поля. Имеется цифровой режекторный фильтр, настраиваемый на частоту промышленных помех 50 Гц (либо 60 Гц). За счет высокой разрядности АЦП отпадает необходимость в использовании аналоговых фильтров. Станция не имеет клавиатуры и дисплея. Оператор управляет станцией при помощи компьютера, создавая стартовую таблицу с параметрами работы и записывая ее на флэш-карту станции (рис.2.2). Запись файла таблицы может производиться как непосредственно с компьютера на станцию через параллельный кабель MTU, так и с помощью устройства для работы с флэш-картами.

Управляющая программа считывает стартовую таблицу, и станция начинает выполнять заданный ей режим работы. Запись файла таблицы может производиться как с помощью устройства для работы с флэш-картами, так и непосредственно с компьютера на станцию через параллельный кабель MTU.

Стартовая таблица станции MTU

Таким образом, станция может работать в автономном режиме, в то же время оператор имеет возможность с помощью компьютера в реальном времени отслеживать ее состояние, прерывать работу станции и менять настройки стартовой таблицы. Важным условием работы станции является определение точного времени. В обработке полевых материалов одновременно используются записи, полученные разными станциями, разнесенными друг от друга на некоторое расстояние (режим синхронных наблюдений). В этом режиме записи разных станций должны быть синхронизированы по времени. Для каждой записи поля определена дата измерения и точное время, а также координаты точки наблюдения. Точное время и координаты определяются станцией с помощью GPS. Управляющая программа перед выполнением заданного ей режима работы обращается к GPS, и не может начать запись поля без определения координат и времени, а калибровок – без времени. С помощью GPS время определяется по Гринвичу. После определения точного времени оно устанавливается на станции и далее поддерживается с помощью кварцевого генератора. Точное время корректируется во время работы при хорошей видимости спутников. Запись поля осуществляется в трех режимах оцифровки данных:

- 15 Гц – на протяжении всей записи;

- 150 Гц – включается на 0-16 с на каждой выбранной минуте;

- 2400 Гц – включается на 0-2 с на следующей смежной минуте предыдущего режима.

После окончания записи, данные, через считывающее устройство для флэш-карт, переносятся для дальнейшей обработки на компьютер.