Введение к работе
Актуальность проблеми. Экономическая эффективность геофизических методов поисков и разводки нефтегазовых месторождений традиционными методами достаточно низка. В среднем только 30$ структур, подготовленных сейсморазведкой к бурению, впоследствии оказываются месторождениями /в предгорром Дагестане из-за сложных сейсмических разрезов коэффициент успешности поисков еще ниже/. Вместе с высокой стоимостью сейсморазведочных работ это указывает на безусловную актуальность разработки новых методов поисков и разведки, в частности, основанных на изучении геотермических полой. Помимо очевидного народнохозяйственного значения, которое имеет разработка геотермических методов поиска и разведки нефти и газа, следует отметить и чисто теоретический интерес к вопросу об их информативности; на который различные исследователи порой дают диаметрально противоположные ответы.
Геофизические методы поисков геотермальных месторождений разработаны для областей современной интрузивной и вулканической деятельности. Для глубоких осадочных бассейнов собственно поиски не ведутся -здесь принято ограничиваться региональными рассмотрениями ужэ имеице-гося геолого-геофизического материала. Однако, задаваясь целью создания именно возобновляемых экологически чистых систем для отбора глубинного тепла, необходимо находить оптимальные места для водоотбора и обратной закачки термального флюида, определяемые тешюмассопере-носон в пределах геотермального месторождения. Эдорь гоотермическая разведка является уникальным методом, позволяющим получить сведения о направлении и интенсивности движения флюида на глубинах, значительно превышающих глубины измерения.
Цель работы. Систематизация особенностей аномальных геотермических полей,'изучение их подобия при различных масштабах исследования, создание эффективного метода поиска и разведки геотермальных и нефтегазовых месторождений в условиях дизъюнктивно-блоковой тектоники.
Задачи исследования:
-
Оценка информативности определения геотермических параметров в неглубоких /50 м/ скважинах, совершенствование методики измерений в них.
-
Формулирование понятий геотермического фона и геотермической аномалии, разработка количественного метода их определения.
-
Изучение взаимосвязи геотермической и геоданамичосхой активности, систематизация представлений об основных особенностях геотермически активных объектов, в том числе геотермальных месторождений*
формулировка геотермического критерия геодинамической активности.
-
Определение особенностей геотермической разведки геодинамичес ки активных районов, разработка метода совместных поисков геотермаль ных и нефтегазовых месторождений.
-
Проверка выводов посредством натурных геотермических исследований конкретных объектов, оценка экономической эффективности поисково-разведочных работ.
Фактические материалы и личное участие автора. 3 основу изучения геотермических полей региональных и глобальных масштабов легли различные каталоги значений геотермических параметров и другие опубликованные материалы. Геотермические поля локальных объектов изучались по материалам натурнкх геотермических исследований, проведенных силами лаборатории экспериментальной геотермии ИПГ при непосредственном участии автора. На Астраханском своде произведены измерения геотермических параметров в 110 сквачинах глубиной до 50 м /1977-1979гг, В пределах Нарат-тхйинской зоны дагестанского клина измерения геотермических параметров произведены в 122 скважинах глубиной 30-50 м, пройдено 70 км гравиразведочта профилей с шагом 100 м, произведено измерение приповерхностных температур в более чем семистах 3-х метровых бурках. При интерпретации результатов использовались также данные различных геофизических партий.
В полевых экспериментальных работах на Астраханском своде автор участвовал в качестве начальника отряда, в работах в пределах Нарат-тюбшской зоны как ответственный исполнитель.
С 1980 г. автор является ответственным исполнителем различных госбвджетных тем, связанных с изучечием геотермического режима Прикаспийского региона и одновременно ответственным .исполнителем работ по хоздоговорам с объединением "даг.нефть" /1981-1988 гг/.
Защищаемые положения,
-
Разработанная комплексная статистическая методика, основанная на разложении эмпирических совокупностей наблюденных значений теплового потока на элементарные нормальные, позволяет определять значение геотермического фона, судить о подобии геотермических полей разных масштабов.
-
Геотермически активны,! объект произвольного масштаба характеризуется, в первую очередь, чередованием положительных и отрицательных аномалий /мозаичным геотермический полем/, что является следствием многообразия теплоБозмудапцих процессов в геодинампчески активных зонах.
-
Локальные геотермические аномалии Нарат-тюбинской зоны генеря-
рованы: а/ субБертикальной циркуляцией флюида в разломных зонах;. 5/ нисходящим движением подземных вод го среднемиоценовнм водоносным горизонтам; в/ теплсвозмущащей деятельностью залежей ТВ в мезозойских отло-кениях. Предложенный травигеотермическяй комплекс позволяет выделять аномалии различного происхождения, то-асть решать поисково-разведочные задачи.
Научная новизна
предложен .метод определения фоновнх значений теплового потока. эсиованный на разложении эмпирической совокупности его значений на элементарные нормальные, позволяющий также количественно оценивать убыточный тепловой поток и тепловой поток, создаваемый нисходящей «фильтрацией подземных вод;
доказана конкурентноспособность метода определения тепловых потоков в 50-метровых скважинах с традиционными методами исследования
з глубоких скважинах при определении глубинного теплового потока; пре-шущество предложенного метода тш изучении локальных объектов оче-шдно;
- на основе установленного автором сходства геотермических полей
іазличних масштабов предложена модель геотермального месторождения-,
федполагащая установление по геотермическим .данным оптимальных тегт
ітбора и ренагнетания термального <Ьлщда в качестве средства обеспе
чения максимальной экономической эффективности его разработки;; пока—
іана возможность количественных оценок :>предапяэдих последнюю пара-
іетров;
- создан новий комплекс поисков месторождений нефти ж газа., оско-іаннкй на комплексировании геотермической и .грави-разведкп, Ьфф.ектиЕ-ость которого доказана оправдавшимися опережаквдими -прогнозами -нефте-азоносности конкретных участков;;
- в рамках обратной задачи гигротеотермии определена реальная sc~
опроводимость водоносного комплекса но создаваемому нисходящпм дбп- -.
єнием подземных вод геотермическому эффекту.; задача впервке решахаов
ля глубин, значительно превышающих глубины измерения.
Практическая ценность работы. В результате работ доказано, что, о-первых, гравигеотермический метод, может успешно применяться ПСЕ оисково-разведочных работах на нефть и га-г и включение его в комп-екс геолого-геофизических исследований должно существенно повыгитъ оэффицлент успешности поисковых работ.; до-вторых, постановке rjj?6o-ого бурения при исследованиях объектов, перспективных для отбора дубинного тепла, дсадшч предшедствовать детальные геотермические ис-
следования.на малых глубинах.
На основе совместного анализа гравитационных и геотермических полей предложена модель дизъюктивно-блочного строения Нарат-тюбинской зоны, сделаны выводы о продуктивности на нефть и газ отдельных блоков, которые впоследствие подтверждены бурением.
Внедрение результатов исследований проводилось в виде отчетов по хоздоговорным работам. С 1982 по 1987 гг автором в качестве ответственного исполнителя подготовлено и успешно защищено 3 отчета по хоздоговорам с объединением "Дат.нефть", которые содержат рекомендации к постановке глубокого поискового бурения.
Апробация работы. Основные положения и отдельные выводы докладывались на двух международных симпозиумах /Сухуми - 1985, Москва -1989/, на пяти всесоюзных и региональных конференциях /Свердловск -1980, Ленинград - 1981, Ашхабад - 1984, Махачкала - 1987, Свердловск - 1989/, на всесоюзной школе - семинаре "Количественные методы в геологии" /Иркутск - 1986/, на 4 республиканских, конференциях, на семинарах лаборатории'геотермики ИФЗ АН СССР, лаборатории геотермии Института геохимик и геофизики All БССР, лаборатории тектоники литосфер-ных плит Института океанологии АН СССР, а такте многократно в производственном объединении "Даг.нефть" и в его головной организации -ИГиРГИ.
В полном.объеме предлагаемый вариант работы обсужден на объединенном семинаре лабораторий экспериментальной геотермии и энергетики внутриземных процессов ИЛГ Даг.ФАН СССР.
Пользуясь случаем автор вира-хает искреннюю признательность сотруд никам перечисленных организаций за ценные замечания и плодотворную дискуссию.
Структура работы. Работа состоит из введения, заключения, шести глав, 34 рисунков, 5 таблиц.
Публикации. Основное содержание работы изложено в 15 статьях и тезисах докладов, опубликованных в международной, центральной и местной печати.