Электрические методы в нефтяной и газовой разведках

Значение электрических методов. Хотя электрические методы разведки имеют большое значение в открытии рудных месторождений, их применение в разведке на нефть и газ является незначительным. Тем не менее ведутся большие исследования в области усовершенствования электрических методов, и около двух или трех сотен работ было написано по этому вопросу. Во многих из этих работ довольно оптимистично освещаются перспективы рассматриваемых методов. Однако электрическим методам отводится очень незначительная роль в поисках нефти и газа. Это говорит о том, что к работам новыми или непроверенными геофизическими методами следует подходить критически, так как многие из них описаны энтузиастами данных методов. Одной из причин непрекращающегося интереса и экспериментирования в области электроразведки является огромное разнообразие возможных электрических методов. Можно использовать естественные токи, обусловленные химическими реакциями, теллурические токи неизвестного происхождения, искусственный ток — постоянный или переменный — разных частот, электрическую пульсацию и индукционные или вихревые токи. Были сделаны также попытки измерить электрические отражения от отдельных стратиграфических горизонтов и непосредственно определить местоположение залежи нефти. Благодаря большому разнообразию электрических методов можно надеяться, что будет разработан метод, который окажется ценным при поисках нефти.

Применяемые и предложенные электрические методы. Геологам необходимо знать электрические методы, которые уже были опробованы и дали положительные результаты потому, что эти методы могут иногда оказаться действительно ценными, а также и потому, что они часто используются для обоснования всякого рода авантюр и полунаучных измышлений. Геолог может убедить администраторов компании, обманутых подобными проектами, в бесполезности этих проектов; для этого необходимы основательные знания электрических методов.

Самопроизвольные электрические токи, образующиеся в сульфидных сернистых рудах, используются в горной промышленности для выяснения местоположения этих руд, но, к сожалению, токи данного типа не связаны с нефте- и газоносными структурами. Поиски некоторых руд производятся непосредственно по их различному сопротивлению. Применение измерений сопротивления в разведке на нефть связано с большими трудностями, так как необходимы значительно большие глубины проникновения и, кроме тоге, мощность измеряемых свит или пластов является относительно небольшой по сравнению с глубиной их залегания.

Измерения сопротивления обычно производятся путем использования двух питающих электродов и двух электродов, в которых измеряется потенциал. Применяются различные устройства электродов, но то, которое изображено на рис. 23-13, взятом из работы Г. Кемпа, употребляется довольно часто, так как оно дает возможность сравнительно легко производить вычисления. Расстояние между измерительными электродами равно расстоянию между ближайшим измерительным и питающим электродами. На основании измерений потенциала и силы тока можно вычислить сопротивление заштрихованной части, изображенной на рисунке. По мере того как увеличивается расстояние между питающими электродами, глубина проникновения возрастает; используя формулу, теоретически можно рассчитать изменения в сопротивлении на разной глубине. Перенося электроды по поверхности на разные расстояния, можно сравнить сопротивления различных площадей на одной и той же глубине. Несмотря на то, что с точки зрения теории это приспособление является довольно перспективным, практически оно не имеет большой ценности для поисков как самой нефти, так и нефтяных структур. Одной из причин этого является малая глубина проникновения; другая причина заключается в том, что сопротивление пород, которое принято при теоретических расчетах считать одинаковым, в действительности оказывается в высшей степени непостоянным. Так изменения сопротивления в породах вблизи приборов затушевывают изменения, связанные с сопротивлением более глубоких слоев.

Часто высказывается предположение о том, что радиоволны или радиоволны вторичного излучения (радар) можно было бы использовать в нефтяной разведке. К сожалению, радиоволны и волны вторичного излучения имеют очень малое проникновение в осадочные породы, и геофизики считают, что по этой причине их нельзя будет использовать в нефтяной разведке.

Недостаточное проникновение и недостаточное разложение на составные элементы (т. е. невозможность измерения тонких пластов) действительно являются двумя наиболее существенными недостатками электрических методов структурной разведки. Высказывалось предположение, что при благоприятных обстоятельствах на небольших глубинах электрические методы могли бы указывать на нефть и газ непосредственно по разнице в сопротивлении нефти и воды. Ho мы не знаем случая, когда нефтяное или газовое месторождение было бы выявлено подобным образом.

Метод измерения разницы потенциалов теллурических токов лишен основного недостатка всех остальных электрических методов — малой глубины проникновения. Теллурические токи полностью проходят через осадочный покров и падение потенциала больше там, где мощность чехла, сложенного осадочными породами с низким сопротивлением, уменьшается, и породы фундамента поднимаются ближе к поверхности, как это имеет место в сводах антиклиналей или соляных куполов. Таким образом, путем простого измерения разности потенциалов на поверхности можно получить некоторые данные о структуре. На рис. 23-14, взятом из работы Э. Блоссомса и Ю. Леонардона, изображены изменения потенциала теллурических токов над соляным куполом Хейневилл. Аномалии отчетливо оконтуривают купол, и хотя в этом случае купол является неглубоким, совершенно очевидно, что глубокий купол можно было бы также выявить данным методом. Г. Стоммель считает, что разведка при помощи теллурических токов может стать важным поисковым методом.

Ценность и перспективы электрических методов разведки. Несмотря на различные недостатки электрических методов разведки нефтяных и газовых структур, совершенно очевидно, что в некоторых случаях нефте- и газоносные структуры можно выявить с помощью этих методов. Однако большинство методов, давших подобные результаты, сравнивались по стоимости с гравиметрическими или сейсмическими методами, которые дают более точные или надежные результаты и чаще являются более эффективными. Тем не менее, не исключена возможность, что в будущем появится какой-либо более эффективный электрический метод. По-видимому, рекогносцировочные методы, так же, как например метод измерения теллурических токов, являются более перспективными, чем слишком детальные методы.