К оглавлению

УДК 550.838(470.13)

Статистический анализ магнитного поля осадочного чехла Тимано-Печорской провинции

Т.Н. КУЛИКОВ, Б.И. КРОЛЬ, В.Г. МАВРИЧЕВ. Б.П. ТРАВНИКОВ (Севзапгеология)

В последние годы все больше возрастает роль магнитных исследований при поисковых работах на нефть и газ [1,3 и др]. Современная высокочувствительная аппаратура с цифровой записью информации регистрирует аномалии магнитного поля, составляющие первые единицы нанотесла. Такие аномалии - результат влияния слабодифференцированных по магнитным свойствам осадочных пород. Обработка данных производится на ЭВМ по комплексу специализированных программ. Установлено, что потенциальная геологическая эффективность аэромагниторазведки значительна. Так, в магнитном поле Тимано-Печорской провинции отражается до 80 % известных структур и месторождений нефти и газа (В. Г. Мавричев и др., 1984 г.). Почти на двух десятках рекомендованных для проверки участках сейсморазведкой выделены антиклинальные структуры и флексуры.

На рис. 1, как пример по данному региону, приводятся результаты аэромагнитной съемки, выполненной высокочувствительной аппаратурой над Пашнинским месторождением нефти. Конфигурация структурного плана и морфология магнитного поля подчеркивают, что в последнем зафиксированы особенности строения осадочного покрова. Понижение аномалии DТ амплитудой до 10 нТл пространственно тяготеет к своду структуры.

При изучении магнитных свойств пород чехла по керну 18 скважин установлено закономерное уменьшение магнитной восприимчивости терригенных старооскольских отложений к своду поднятия, (рис. 1, б). По нашему мнению, это результат процессов седиментации и перераспределения материала в ходе формирования структуры [1], что, по-видимому, отражается в морфологии магнитного поля. Следовательно, аномальный эффект от структуры дополняется сигналом от латеральной изменчивости магнитных свойств пород в пределах месторождения.

Приведенный пример свидетельствует о том, что успех картирования магнитной съемкой особенностей строения осадочного чехла во многом будет зависеть от правильного представления о модели среды. Выбор строгой физико-геологической модели горизонтально-слоистого осадочного разреза платформенных областей при учете вертикальной и латеральной зональности изменения литолого-фациальных особенностей (соответственно и магнитных характеристик) геологического разреза как основы интерпретации магнитного поля является на настоящем этапе сложной задачей. Причина этого - невозможность непрерывно измерять магнитные свойства по всему разрезу чехла в региональном и локальном планах. Это затрудняет устранение многозначности в решении обратных задач при применении классических методов интерпретации, принятых в рудной магниторазведке.

С другой стороны, аномальное магнитное поле - суперпозиция «частных» полей, создаваемых многими геологическими факторами. Выделение из суммарного поля составляющей, характеризующей влияние изучаемого объекта в «чистом» виде, на настоящем этапе исследований невозможно.

Для преодоления указанных трудностей при анализе потенциальных (гравитационных и магнитных) полей перспективным представляется применение корреляционного метода [2], который можно использовать как для качественной (распознавание образа), так и для количественной (построение прогнозных схем) интерпретации. При этом не нужно конструировать промежуточную (предварительную) модель. Количественная интерпретация уже применяется в гравиразведке [2, 4].

Этот метод был предварительно опробован нами на хорошо изученной бурением структуре Пашнинского месторождения. Обработка данных магнитного поля осуществлялась по программе «Регре» - регрессивный анализ [2]. В рамках данной программы получены уравнения регрессии, которые характеризуют связь между магнитным полем и известными геологическими границами конкретного горизонта. Значимость коэффициентов корреляции определялась по критерию F с вероятностью 0,999 [2, 5]. Уравнения регрессии рассчитывались последовательным приближением с дальнейшим уточнением по методу наименьших квадратов.

На Пашнинской структуре, где доказано влияние на магнитное поле геометрии ловушки и литологии осадочных пород, глубины рассчитывались только по данным аэромагнитометрии. Определена глубина залегания кровли карбонатных нижнепермско-каменноугольных отложений. Для этого были использованы значения аномального магнитного поля  и остаточных аномалийна отрезке 4 км и горизонтального градиента . При вычислении уравнения регрессии использовались функции , в результате получено уравнение вида:

Множительный коэффициент корреляции для него равен 0,96, средняя квадратическая ошибка прогноза ±146 м, что составляет 30 % стандартного отклонения . Таким образом, глубина залегания прогнозируемого горизонта определяется с погрешностью менее 10% (рис. 1, в).

Положительные результаты применения регрессионного анализа для решения обратной задачи дали основание опробовать предложенную методику на других структурах региона. Проведены расчеты на Ярейягинской и Терехевейской структурах (рис. 1, рис. 2). В качестве геофизических признаков использовались как данные магнитометрии (значения аномального магнитного поля, остаточных аномалий на отрезке 6,5 км и второй вертикальной производной ), так и гравиметрии (величины третьей вертикальной производной гравитационного потенциала).

Для Ярейягинской структуры уравнения регрессии имеют вид:

для Терехевейской структуры:

На этих объектах надежные результаты получены через линейные операторы . Для упомянутых структур ошибки определения глубин прогнозируемых горизонтов составили менее 10 %.

Примечательно, что при сравнении данных прогноза со структурными построениями по сейсморазведке и бурению на всех трех структурах выявлены узкие линейные зоны или локальные области с сильным расхождением прогнозных и фактических глубин. В первом случае (Ярейягинская, Терехевейская структуры) узким линейным зонам соответствовали тектонические нарушения, во втором (Пашнинское месторождение) локальные области совпали с участками изменения литологического состава отложений палеозоя по латерали. Это открывает некоторые перспективы для картирования неантиклинальных ловушек УВ.

По нашему мнению, проведенные исследования и полученные результаты должны стать основой решения проблемы разработки формализованного подхода к интерпретации данных магнито- и гравиразведки для задач нефтяной геологии. Предлагаемая методика может быть использована для комплексной интерпретации геолого-геофизических данных. С другой стороны, составление предварительных схематических структурных карт по отдельным опорным горизонтам на основе результатов магниторазведки позволяет ускорить исследования в слабоизученных районах, сократить объем дорогостоящей сейсморазведки при поисках локальных объектов, а в некоторых случаях повысить надежность структурных построений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.       Изучение латеральной изменчивости физических параметров осадочных толщ в зональности геофизических полей на локальных структурах / В.М. Новоселицкий, Е.С. Килейко, B.К. Серов и др. // ЭИ ВИЭМС. Сер. Регион. развед. и промысл, геофиз.- 1980.- С 1-58.

2.       Комплекс программ многомерного статистического анализа АСОИ-ВНИГРИ (для ЭВМ Минск-32) / М.Д. Белонин, И.В. Татаринов, Т.Д. Романовская и др. // Труды ВНИГРИ.- 1978.- С. 1-24.

3.       Мавричев В.Г., Саар Д.А., Травников Б.П. Возможности высокоточной аэромагнитной съемки для поисков ловушек неантиклинального типа в южной части Тимано-Печорской провинции // Геология нефти и газа. - 1984.- № 8.- C. 23-28.

4.       Шрайбман В.И., Жданов M.С., Витницкий О.В. Корреляционные методы преобразования и интерпретации геофизических аномалий. - М.: Недра. - 1977.

5.       Яковлев А.П., Круглова Э.Д. Изменения пород под влиянием нефти и газа и возможности их выявления геофизическими методами // ЭИ ВИЭМС. Сер. Регион, развед. и промысл. геофиз.- 1977.- С. 1-40.

 

Рис. 1. Карта аномального магнитного поля над Пашнинским месторождением нефти (а); изменение магнитных свойств отложений старооскольского горизонта (б); прогнозная структурная карта с данными сейсморазведки MOB по кровле карбонатных отложений нижней перми (в):

1 - изолинии аномального магнитного поля, нТл; изогипсы кровли: 2 - песчаников пласта I-В среднего девона, м, 3 - карбонатных отложений нижней перми, м; изолинии: 4 - средних значений магнитной восприимчивости, 10-6 ед. СИ, 5 - прогнозного горизонта, по данным корреляционного анализа; 6 - зона нарушений корреляции; 7 - скважины

 

Рис. 2. Пример построения прогнозных структурных карт по горизонтам осадочного чехла на основе статистического анализа для Ярейягинской (А) и Терехевейской (Б) структур:

1 - изогипсы опорных горизонтов подошвы доманика, м (а, а1), то же (в, в1) - прогнозные данные; изолинии опорных горизонтов кровли карбонатных отложений нижней перми - карбона, м (б, б1), то же (г, г1) -прогнозные данные; тектонические нарушения: 2 - установленные ранее, 3 - по данным аэромагнитной съемки