Оптимизация методики ЗСБ на предполевом и интерпретационном этапах средствами 3D моделирования

В последние годы задачи, стоящие перед нефтегазовой геофизикой, и, в частности, перед электроразведкой, усложнились. Это связано с современной направленностью сырьевой политики Российской Федерации на поиск и разведку месторождений второй и третьей групп сложности геологического строения. Как следствие, расширяется набор приемов и способов зондирований, что неизбежно приводит к увеличению производственно-финансовых затрат. В этих условиях становятся актуальны исследования, направленные на оптимизацию технологии электроразведочных работ и, в частности, метод зондирования становлением поля в ближней зоне (ЗСБ), который широко используется при поисках и разведке месторождений углеводородного сырья.

Становление электроразведки как самостоятельного метода геофизики произошло благодаря фундаментальным исследованиям братьев Шлюмберже. В развитие теоретических основ ЗСБ внесли существенный вклад В.А. Сидоров, В.В. Тикшаев, А.А. Кауфман, Г.М. Морозов, Г.Г. Обухов, Е.И. Терехин, П.П. Фролов, Ю.В. Якубовский, Г.В. Келлер, Дж.Р. Уэйт и др. С 70-х годов XX века этот метод активно применяется на Сибирской платформе при решении структурных, нефтегазопоисковых, рудных и инженерных задач [Рабинович, Захаркин, 1976]. В процессе многолетних исследований изменились технология работ, аппаратура, подходы к интерпретации результатов, появилась малоглубинная модификация ЗСБ и т.д. В производственно-методическом отношении развитие метода осуществлялось в таких организациях как «Ниже-Волжский НИИ геологии и геофизики», «Иркутскгеофизика», «Якутскгеофизика», «СНИИГиМС», «Северо-Запад», «Алроса», «ИЭРП» и многих других.

К настоящему времени на юге Сибирской платформы выполнено более 100 тысяч физических наблюдений ЗСБ. Сложившаяся технология является компромиссом между производственной и геологической эффективностью зондирований. При этом не формализованы некоторые ключевые моменты методики ЗСБ на предполевом и интерпретационном этапах работ. Неясным остается вопрос обоснования выбора длины стороны генераторной петли (ГП) и расстояния между приемниками (ПК). Недостаточно исследовано осложнение кривых ЗСБ влиянием трехмерных неоднородностей, свойственных земной коре юга Сибирской платформы. Остается открытым вопрос оценки погрешностей восстановления параметров разреза, к которым приводит влияние трехмерных неоднородностей.

Традиционно на юге Сибирской платформы применяется технология зондирований, основанная на регистрации сигнала становления электромагнитного (ЭМ) поля, возбуждаемого генераторной петлей с помощью группы приемников поля. Как правило, длина стороны генераторной петли (источника поля) в глубинной модификации ЗСБ составляет от 500 до 1000 м, а расстояние между ПК – от 400 до 1000 м. Выбор стороны ГП и расстояния между ПК осуществляется исходя из геологических условий работ и производственных задач.

Неотъемлемым этапом интерпретации геофизических данных является инверсия. Под инверсией подразумевается подбор теоретической (рассчитанной путем решения прямой задачи электроразведки, с помощью изменения толщины и сопротивления слоёв) к практической кривой. В настоящее время основным видом инверсии считается одномерный подход, основанный на расчетах в рамках горизонтально-слоистой модели (1D). Вторым, активно развивающимся, является трехмерный (3D) подход к инверсии данных, который применяется в тех случаях, когда изучаемую среду невозможно аппроксимировать горизонтально-слоистой моделью вследствие присутствия трехмерных неоднородностей [Тригубович, Персова, 2009]. В данной работе будут рассмотрены неоднородности геологической природы – разломные зоны, трапповые интрузии, дайки и т.д. В случае, когда такие неоднородности не являются объектом исследования, их присутствие считается осложняющим и искажающим сопротивление вмещающей среды и, в частности, целевого горизонта. <...>