Задачи, методы и интерпретации региональных гравиметрических работ, проводящихся в масштабе 1:100000

Размещено на http://www.allbest.ru/

14

Введение

В данной работе я рассматриваю задачи, методы и интерпретации региональных гравиметрических работ, проводящихся в масштабе 1:100000.

Региональные структурные среднемасштабные исследования, включающие геологическое картирование, геофизические исследования и бурение, предназначены для тектонического районирования суши, выявления основных структур земной коры, разделения чехла и фундамента, изучения особенностей их строения, поисков структур в осадочных породах, особенно благоприятных для нефтегазонакопления.

Гравиразведка основана на изучении естественного поля силы тяжести на земной поверхности, что позволяет выявлять аномалии гравитационного поля, обусловленного изменением плотности.

Гравиразведка широко применяется на стадиях региональных работ.

Она используется для решения многих геологических задач, в том числе для:

* изучения регионального геологического строения недр;

* геотектонического районирования строения складчатого фундамента и изучения его крупных структурных элементов;

* поисков крупных структур в осадочном чехле платформенных областей;

* поисков зон развития рифовых образований и соляно-купольных структур;

* выявления и трассирования региональных разрывных нарушений.

Гравиметрические работы в настоящее время широко применяются в пределах акваторий морей и океанов. Региональные гравиметрические работы на море ведутся при помощи специальных гравиметров на борту корабля и донными гравиметрами.

1. Общая часть

1.1 Литолого-стратиграфическая характеристика разреза

разрез нефтегазоносность гравиметрический съемка

В геологической строении, территории карты принимают участие породы вендской системы; палеозойской, мезозойской и кайнозойской эратем. Изученная мощность разреза составляет около 2630-4300 метров.

ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ЭРАТЕМА - PZ

Палеозой представлен всеми системами пород.

КЕМБРИЙСКАЯ СИСТЕМА - Э

Отложения представлены сланцами. Породы кембрийской системы несогласно покрываются породами ордовикской системы.

ОРДОВИКСКАЯ СИСТЕМА - О

Ордовикская система установлена в объеме нижнего и среднего отделов. Система изучена не достаточно детально, выделены только отделы.

НИЖНИЙ ОТДЕЛ - О1

Образования нижнего ордовика согласно покрываются породами среднего ордовика.

Отдел сложен песчаниками.

Мощность более 400 метров.

СРЕДНИЙ ОТДЕЛ - О2

Образования среднего ордовика несогласно покрываются породами силурийской системы.

Отдел сложен аргиллитами, алевролитами с прослоями песчаников.

Мощность равна 300-450 метров.

СИЛУРИЙСКАЯ СИСТЕМА - S

Силурийская система изучена не достаточно детально, выделена только система. Образования данной системы несогласно покрываются породами франского яруса девонской системы.

Система сложена доломитами.

Мощность равна 0-120 метров.

ДЕВОНСКАЯ СИСТЕМА - D

Девонская система установлена в объёме верхнего отдела. Система изучена достаточно детально, установлены: отдел, ярусы, подъярусы и горизонты.

ВЕРХНИЙ ОТДЕЛ - D3

Выше залегают верхнедевонские отложения в объёме франского и фаменского ярусов.

Франский ярус, D₃f

Франский ярус представлен джьерским, тиманским, саргаевским, доманиковым горизонтами.

Мощность составляет 300 м.

Нижний подъярус, D₃f₁

Нижний подъярус представлен джьерским, тиманским и саргаевским горизонтами.

Данные горизонты сложены глинами, песчаниками, алевролитами. Породы джьерского горизонта несогласно покрываются породами тиманского горизонта. А в свою очередь, породы тиманского и саргаевского горизонтов согласно покрываются породами доманикового горизонта.

Мощность отложений равна 30-150 метров.

Средний подъярус, D₃f₂

Средний подъярус представлен доманиковым горизонтом.

Отложения доманикового горизонта образуют известняки, возможны рифогенные известняки. Породы доманикового горизонта согласно покрываются породами верхнего подъяруса франского яруса.

Мощность отложений составляет 70-120 метров.

Верхний подъярус, D₃f₃

Верхний подъярус сложен известняками, доломитами и мергелями. Породы данного подъяруса несогласно покрываются породами фаменского яруса.

Мощность равна 150-180 метров.

Фаменский ярус,D₃fm

Фаменский ярус представлен нижним и средним подъярусами. Они сложены известняками, мергелями, прослоями глин. Породы среднего подъяруса фаменского яруса несогласно покрываются породами нижнего отдела каменноугольной системы.

Мощность отложений равна 140-340 метров.

КАМЕННОУГОЛЬНАЯ СИСТЕМА - С

Каменноугольная система установлена в объёме всех отделов. Система изучена не достаточно детально, установлены только отделы.

НИЖНИЙ ОТДЕЛ - С₁

Образование нижнего отдела несогласно покрываются породами среднего отдела. В пределах нижнего отдела выделяются два яруса.

Отдел сложен известняками, доломитами, редко глинами.

Мощность равна 85-220 метров.

СРЕДНИЙ ОТДЕЛ - С₂

Породы среднего отдела каменноугольной системы согласно покрываются породами верхнего отдела.

Отдел сложен известняками и доломитами.

Мощность равна 130-240 метров.

ВЕРХНИЙ ОТДЕЛ - С₃

Породы верхнего отдела каменноугольной системы согласно покрываются породами нижнего отдела пермской системы.

Отдел сложен известняками.

Мощность отложений равна 80-160 метров.

ПЕРМСКАЯ СИСТЕМА - Р

Пермская система представлена в объёме нижнего и верхнего отделов. Система изучена недостаточно детально, установлены только ярусы.

НИЖНИЙ ОТДЕЛ - Р₁

Нижний отдел пермской системы представлен ассельским, сакмарским и кунгурским ярусами.

Ассельский + Сакмарский ярусы, Р₁а+s

Данные ярусы сложены известняками и доломитами. Породы ярусов несогласно покрываются породами кунгурского яруса.

Мощность отложений равна 150-250 метров.

Кунгурский ярус, Р₁k

Кунгурский ярус сложен доломитами, ангидритами и глинами. Породы этого яруса согласно покрываются породами уфимского яруса верхней перми.

Мощность равна 50-70 метров.

ВЕРХНИЙ ОТДЕЛ - Р₂

Верхний отдел пермской системы представлен уфимским, казанским и татарским ярусами. Все породы сложены алевролитами, песчаниками, переслаиванием глин. Породы татарского яруса несогласно покрываются породами триасовой системы.

Мощность данных отложений равна 350-440 метров.

МЕЗОЗОЙСКАЯ ЭРАТЕМА - MZ

Мезозой представлен триасовой, юрской и меловой системами.

ТРИАСОВАЯ СИСТЕМА - Т

Триасовая система изучена недостаточно, установлена только система. Она представлена неравномерным переслаиванием глин, алевролитов, песчаников. Породы триасовой системы несогласно покрываются породами юрской системы. Мощность отложений равна 340-450 метров.

ЮРСКАЯ СИСТЕМА - Y

Юрская система также представлена неравномерным переслаиванием глин, алевролитов, песчаников. Установлена только система. Породы юрской системы согласно покрываются породами меловой системы.

Мощность равна 160-260 метров.

МЕЛОВАЯ СИСТЕМА - К

Меловая система также представлена неравномерным переслаиванием глин, алевролитов, песчаников. Установлена только система. Породы меловой системы несогласно покрываются породами четвертичной системы.

Мощность равна 0-90 метров.

КАЙНОЗОЙСКАЯ ЭРАТЕМА - KZ

Кайнозой представлен только четвертичной системой.

ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СИСТЕМА - Q

Четвертичная система представлена супесями, суглинками с примесью гальки. Система изучена не достаточно, установлена только система.

Мощность отложений равна 90-150 метров.

1.2 Нефтегазоносность

Наиболее правильно понятие о залежи нефти и газа было определено Д.И. Менделеевым, он считал, что в пласте должно быть замкнутое водой пространство - ловушка, в которой могли бы скопиться нефть и газ. В ловушке вода, нефть и газ должны размещаться так же, как в стакане или бутылке. Самая тяжелая - вода ограничивает скопление нефти снизу. Нефть легче воды, она всплывает над водой. Газ как самый легкий размещается в самой приподнятой части ловушки. При благоприятных условиях в каждой природной ловушке может образоваться скопление, называемое геологами залежью нефти и газа.

Породы, легко проницаемые для жидкости и газа, называются коллекторами. Лучшими коллекторами являются хорошо проницаемые пески, рыхлые песчаники, кавернозные (обладающие крупными пустотами - кавернами) и трещиноватые известняки.

В данной работе можно выделить три нефтегазоносных комплекса. Первый, терригенные породы, залегающие в подошве девонских отложений. Второй, карбонатный комплекс верхнего девона. Третий, карбонатный комплекс верхнего карбона.

1.3 Физические свойства горных пород в гравиразведке

Оказывается, породы, насыщенные нефтью или газом, имеют меньшую плотность, чем те же породы, содержащие воду. Плотность горных пород и руд главным образом зависит от химико-минерального состава и пористости. Плотность изверженных и метаморфических пород определяется в основном минеральным составом и увеличивается при переходе от пород кислых к основным и ультраосновным в соответствии с увеличением железосодержащих минералов. Для осадочных пород плотность определяется прежде всего пористостью, водонасыщенностью и в меньшей степени минералогическим составом.

Изучение физических свойств горных пород показало, что с увеличением промежуточного материала поровое пространство, а следовательно, и пористость уменьшаются.

Для постановки гравиразведки и особенно истолкования результатов необходимо знать плотность горных пород - ибо это единственный физический параметр, на котором базируется гравиразведка.

Наиболее простым способом определения плотности образца является взвешивание образца в воздухе, и в воде и затем расчет. На этом принципе построен наиболее распространенный и простой прибор для измерения плотности - денситометр, позволяющий определять с точностью до 0,01 г/см3.

Например, в данном случае, средняя плотность известняка 2,5 г/см³, а песчаника 2,3 г/см3. Плотность зависит, прежде всего, от условий образования породы и от воздействия геологических факторов, которым порода подвергается за весь период своего существования. Влияние геологических факторов приводит к тому, что плотность одних и тех же осадочных пород в различных геологических условиях неодинакова. Диапазон изменения плотности очень широк, поэтому средние значения можно принимать только как ориентировочные.

Анализ данного геолого-стратиграфического разреза позволяет разделить его на три комплекса пород. Эти комплексы отделяются несколькими плотностными границами. Первая плотностная граница разделяет породы венда и кембрия со всем осадочным чехлом. Вторая породы ордовикской, силурийской и верхнедевонской систем терригенного характера с породами верхнедевонской системы карбонатного характера. Третья плотностная граница разделяет породы верхнедевонской, каменноугольной, нижнепермской систем с породами верхней перми.

2. Проектная часть

Методика полевых работ с гравиметрами определяется направлением геологических задач и физико-геологическими условиями района работ.

Методика съемки включает вид съемки, точность съемки: масштаб, сечение изогипсами или масштаб графиков при профильной съемки, систему расположения и густоту редких пунктов наблюдений, систему исходных опорных пунктов.

Гравиметрические съемки должны иметь:

* сечение изоаномал 1 мГал.

* среднеквадратичная погрешность определения аномалий в редукции Буге 0,4 мГал.

* среднеквадратичная погрешность определения наблюдаемых значений силы тяжести 0,3 мГал.

* полная погрешность интерполяции 0,5 мГал.

* среднеквадратичная погрешность определения высот 1,2 м.

* среднеквадратичная погрешность определения координат пунктов относительно Государственной геодезической сети 80 м.

* число пунктов на 1 кв. км. 0,5.

* расстояние между пунктами при наблюдениях по профилям 500 м.

* расстояние между профилями 2500 м.

По своему характеру гравиметрические съемки могут быть площадными и профильными.

Площадной называется съемка, результаты которой позволяют построить карту с изолиниями силы тяжести. Такая съемка может быть равномерной, если расстояние между пунктами наблюдения по профилю и между профилями одинаковы. Неравномерность съемки определяется геологическими факторами, особенностями территории.

Профильной называется съемка, результаты которой позволяют получить изменение поля g на профили. Профили наблюдения должны быть ориентированы в крест простирания аномалий, должны быть прямолинейны, и связаны между собой поперечными профилями.

Гравиметрические наблюдения осуществляются отдельными рейсами. Каждый рейс представляет собой совокупность последовательных наблюдений, объединенную общим учетом смещения нуль-пункта гравиметра. При нелинейном смещении нуль-пункта рейс разделяют на звенья, в каждом из которых смещение нуль-пункта учитывается как линейное.

Перед началом съемки создают опорную гравиметрическую сеть III класса. Она всегда хотя бы одним своим пунктом привязывается к общегосударственным пунктам I и II класса, где известно абсолютное значение силы тяжести.

Наблюдения на опорных пунктах следует выполнять замкнутыми рейсами. Пункты опорной сети располагаются в легкодоступных и хорошо опознаваемых местах.

После создания опорной сети III класса осуществляются наблюдения на рядовых пунктах, для которых опорные являются жесткой основой.

Методика наблюдений в рядовых рейсах зависит от характеристик гравиметра и особенностей поведения его нуль-пункта, которое изучается в специальных наблюдениях перед началом съемки.

Методика построения рейсов может быть двух типов: однократных наблюдений и наблюдений с построением.

В первом случае наблюдения на рядовых пунктах проводят один раз при прямом ходе. Такой рейс должен включать в себя не менее трех наблюдений на опорных пунктах в начале, середине и конце рейса.

При работе по методике с повторением наблюдения на пунктах проводят во время прямого и обратного хода. Прямой ход начинают и заканчивают на опорном пункте, а при обратном ходе повторяют часть рядовых пунктов. Эта методика является менее производительной и более дорогостоящей, поэтому она применяется только в исключительных случаях.

При гравиметрической съемке необходимо осуществлять постоянный контроль за работой гравиметра и точностью определений силы тяжести.

Интерпретация данных гравиразведки состоит в получении сведений об источниках выявленных аномалий, силы тяжести, форме и глубине залегания границ раздела пород с различной плотностью и в установлении связи этих границ с геологическими границами. Во многих случаях имеется хорошее соответствие между геофизическими и геологическими границами, что и определяет геологоразведочное значение гравиразведки.

Исходными материалами для интерпретации данных гравиразведки являются аномалии силы тяжести в редукции Буге.

Интерпретация данных гравиразведки подразделяются на качественную и количественную.

Качественная интерпретация заключается в анализе особенностей наблюденного аномального поля, в результате которого получают сведения об источниках аномалий. Она основана на применении метода аналогии и сопоставления данных гравиразведки с другими геофизическими методами и бурением. По результатам качественной интерпретации составляют схему распределения аномалий силы тяжести, которую потом используют для тектонического районирования изучаемого района.

Количественная интерпретация данных гравиразведки заключается в решении прямой и обратной задач. Прямая задача состоит в вычислении гравитационных эффектов, которые создают возмущающие (аномалиеобразующие) тела. Для ее решения должны быть заданы формы, размеры, глубина залегания, а также избыточная плотность возмущающего тела. При решении обратной задачи по аномалиям силы тяжести определяют элементы залегания возмущающих тел. Обе задачи взаимно связаны, но характеры их решения существенно различны. Прямая задача всегда имеет единственное решение. Обратная задача (поскольку форма, глубина, избыточная плотность аномального тела взаимно зависимы) не решается однозначно, если не принять ряд жестких условий.

Для выявления гравитационного влияния отдельных геологических структур наблюденное аномальное поле необходимо разделить на отдельные составляющие (трансформацией гравитационных аномалий).

В данном проекте в основном должна использоваться обратная задача, т.е. по заданному распределению аномального гравитационного поля вычислить параметры тела (формы, размеры, плотности).

На основе геологической интерпретации гравитационных аномалий делают определенные выводы о геологическом строении территории гравиметрических исследований, строят тектонические карты, устанавливают положение отдельных рудных тел и т. д.

Оборудование, которое используется при гравиметрической съемке:

· Гравиметр CG-5 AutoGrav (Этот гравиметр самый легкий из всех автоматических гравиметров с высокой точностью 1микрогал. При съемке превосходное подавление помех).

· Гравиметр ГНШ-МА (относительный на основе лазерного гетеродинного интерферометра и управления гравиметром с применением цифровых методов обработки).(рис.1)

Рис.1

Заключение

В данной контрольной работе я рассматривала региональные гравиметрические работы, проводящиеся при масштабе 1:100000.

Региональные геофизические исследования являются одной из важнейших составных частей поисково-разведочного процесса на нефть и газ. В геологически закрытых районах они должны опережать все виды геологоразведочных работ, являясь вместе с данными геологической съемки, опорного и параметрического бурения основой для разработки научно обоснованных направлений дальнейших поисковых работ на нефть и газ.

По результатам моей литолого-стратиграфической характеристики можно выявить, что данный разрез сложен известняками и песчаниками, на основании которых можно сделать вывод, что район достаточно нефтегазоносен и он состоит из одного карбонатного комплекса.

Плотность известняка составляет 2.5 г/см³, а песчаника 2.3 г/см³ этот вывод можно сделать на основании гравиметрического анализа, который базируется на плотностных характеристиках горных пород.

В заключении можно сделать вывод, что гравиметрические методы достаточно точные. Этот вывод можно сделать на основании погрешностей, которые достаточно маленькие. Средние квадратические погрешности для региональных гравиметрических съемок производящихся в масштабе 1:100000 равны ± 2 мГал (1 мГал = 10^-5 м*с^-2).

Список используемой литературы

1. http://geo.web.ru:8100/db/msg.html?mid=1161637&uri=page12.html

2. http://www.mining-enc.ru/g/gravimetricheskaya-semka

3. http://www.neft-i-gas.narod.ru/2.htm

4. http://www.barrell.ru/receptacle/receptacle3.html

5. В.К. Хмелевской «Методы прикладной и скважинной геофизики»

6. http://geoget.ru/content/view/208/441/

7. В.С.Миронов «Курс гравиразведки».

Размещено на Allbest.ru