8.1 Гравірозвідка

Гравіметричний метод розвідки ґрунтується на вивченні аномального поля сили тяжіння на земній поверхні, яке зумовлене нерівномірним розподілом мас у надрах і неоднорідністю густин гірських порід.

При нафтогазопошукових роботах гравірозвідка переважно використовується для розв’язання таких геологічних завдань:

а) вивчення будови фундаменту (виявлення окремих блоків) і глибини його залягання;

б) виділення основних структурних елементів земної кори;

в) виявлення і трасування регіональних розломів;

г) пошуки і оконтурення солянокупольних структур, зон розвитку рифових масивів, інтрузій в осадовій товщі тощо;

д) визначення напрямів та обсягів пошукової сейсморозвідки;

е) прогнозування геологічного розрізу (прямі пошуки нафтових і газових покладів);

ж) геофізичний моніторинг.

Гравірозвідка полягає в проведенні гравіметричної зйомки та інтерпретації виявлених аномалій з побудовою геогустинної моделі об’єкта, що вивчається (карти, профілі).

При гравіметричній зйомці, що проводиться спеціальними приладами-гравіметрами, вимірюється прискорення сили тяжіння. Одиниця прискорення – Гал (Гл) відповідає прискоренню 1 м/с² – 1 Гл = 10^-2 м/с². На практиці користуються величиною 1 мілігал (1 мГл = 10^-5 м/с²).

За призначенням гравіметрична зйомка підрозділяється на регіональну і детальну. За способом проведення розрізняють площинну гравіметричну зйомку і профільну (або маршрутну). В залежності від поставлених геологічних завдань та умов проведення польових робіт вибирається масштаб зйомки, щільність і розміщення пунктів спостережень, похибка визначення аномалії тощо. Для регіональних досліджень зйомка здійснюється з точністю вимірів до 0,5 мГл і з складанням підсумкових карт в масштабі 1:200 000 з перерізом 1–2 мГл. При детальних зйомках точність вимірів збільшується (до 0,2–0,1 мГл) і складається карта масштабу переважно 1:50 000 з перерізом 0,5–0,25 мГл.

На гравіметричних картах здебільшого виділяються такі основні елементи гравітаційного поля: максимальні і мінімальні аномалії та смуги згущення ізоаномал – зони підвищених градієнтів сили тяжіння або гравітаційні уступи. Розрізняють регіональні і локальні аномалії, які характеризуються різними розмірами, конфігурацією та інтенсивністю. Характерні аномалії сили тяжіння над різноманітними геологічними структурами наведені на рис. 8.1.

При геологічній інтерпретації результатів гравіметричної зйомки слід мати на увазі такі загальні положення.

1. В усіх випадках поле сили тяжіння являє собою результат сумарного впливу багатьох густинних меж, що знаходяться на різних глибинах. При цьому зафіксоване аномальне гравітаційне поле розглядається як сума аномальних полів, що зумовлюються різними геологічними факторами.

2. Складна природа гравітаційного поля повинна застерегти проти необгрунтованих спроб прямого ототожнення додатних і від’ємних аномалій з яким-небудь відповідним фактором, наприклад, з елементами рельєфу поверхні фундаменту, з його підняттями і пониженнями.

Рис. 8.1 – Аномалії сили тяжіння над геологічними структурами (за В.В. Фединським)

а – гранітний виступ;

б – синклінальний прогин; в – скид;

г – соляний шток

3. Аномальне гравітаційне поле формується під впливом конфігурації меж порід різної густини, якщо ці породи складають досить великі тіла або потужні товщі. При цьому підйом межі щільних, наприклад, карбонатних порід в піщано-глинистій товщі створює надлишок мас і відповідно максимум сили тяжіння. Вторгнення мас легких порід, наприклад солі, створює дефіцит мас-мінімумів сили тяжіння. Тектонічні, магматичні і седиментаційні контакти товщ порід з різною густиною, так звані “гравітаційні уступи”, формують в гравітаційному полі зони або смуги підвищених градієнтів сили тяжіння, що виражаються згущенням ізоаномал. Інтенсивність аномалій тим вища, чим більша контрастність рельєфу густинних розділів і величина перепаду густин порід на цих розділах.

4. Кожний геотектонічний регіон відрізняється своїми характерними особливостями будови і відповідно особливим характером аномального гравітаційного поля, що потребує індивідуального підходу для вирішення прикладних пошукових завдань. Відмічаються і загальні особливості для тектонічно подібних регіонів.

Платформні області відрізняються відносно спокійним гравітаційним полем і повсюдним чергуванням ізометричних та мозаїчних аномалій і смугових зон переважно лінійних аномалій. Перші відповідають полігонально окресленим кутастим блокам земної кори, які утворюють як додатні (антеклізи), так і від’ємні (синеклізи) тектонічні форми. Смугові зони розвитку лінійних аномалій різного знаку в багатьох випадках відповідають грабеноподібним прогинам, зонам розломів і давнім складчастим системам в тілі фундаменту.

Серед регіональних елементів гравітаційного поля платформ важливе пошукове значення мають протягнені смугові зони згущення ізоаномал – гравітаційні уступи. В багатьох випадках вони фіксують тектонічні уступи (розломи) поверхні фундаменту і пов’язані з ними флексури і валоподібні структури в осадовому покрові – системи пасток нафти і газу (рис. 8.2).

Рис. 8.2 – Аномалії сили тяжіння платформної області

1 – положення крутого борта структури за геологічними даними; 2 – західне продовження структури за гравіметричними даними

Крайові прогини, западини платформ і міжгірські западини, які виповнені потужними (до 10–20 км) товщами осадових нашарувань з відносно легкими піщано-глинистими або соленосними породами, характеризуються, переважно, від’ємними регіональними аномаліями сили тяжіння з елементами лінійності і гравітаційними ступенями.

Висока інформативність гравірозвідки спостерігається в районах, де розвинуті соляні куполи – дуже контрастні тектонічні форми. Наприклад, гравірозвідка широко використовується з пошуковою метою у Дніпровсько-Донецькій западині, в районах Прикаспійської западини та в багатьох інших солянокупольних районах. Більш того, гравіметрична карта солянокупольного району є основним і найбільш інформативним документом, який відображає всі елементи соляної тектоніки – соляні гряди, куполи, міжкупольні мульди і прогини. Для більш детальних досліджень проводиться високоточна гравіметрична зйомка.

Найбільша геологічна ефективність гравірозвідки при пошуках нафтогазоперспективних структур спостерігається при раціональному комплексуванні гравірозвідки з іншими геофізичними методами або бурінням.