Description:

"Высокоомные аномалии в районе дуги Модгунн в Норвежском море High-resistivity anomalies at Modgunn arch in the Norwegian Sea Анвар Буян (Anwar Bhuiyan), Тор Виклунд (Tor Wicklund), Стейл Йохансен (Stale Johansen) Введение Обычно данные сейсморазведки дают информацию о строении слоистого разреза. Кроме того, по сеймическим данным можно охарактеризовать формацию с точки зрения литологии и флюидонасыщенности. Характеристики формации, определенные по данным сейсморазведки, могут быть заверены с помощью каротажа. Бурение скважин, однако, довольно дорого, а вероятность успешной постановки эксплуатационных скважин по данным сейсморазведки составляет 10-30% (Johansen et al., 2005). Для сокращения неопределенностей, связанных с бурением, можно использовать иные дистанционные методы исследования разреза, например, электроразведку. При изучении глубоких непроводящих слоев велик потенциал недавно разработанного метода каротажа морского дна (КМД; SeaBed Logging, SLB) (Eidesmo et al., 2002). Различие удельных сопротивлений (УЭС) слоев разреза дает возможность применять КМД для выделения высокоомных слоев, содержащих углеводороды, и иных высокоомных объектов, таких как соляные купола, вулканические породы или интрузивные тела. Первые полномасштабные работы КМД, проведенные у берегов Анголы в 2000 г. (Ellingsrud et al., 2002), открыли новые горизонты в разведке углеводородов. Позднее был поставлен ряд работ на известных месторождениях у берегов Норвегии. Результаты опытных работ в Ормен Ланге (Ormen Lange) и в газононосной провинции Западный Тролл (Troll Western) представлены в работах (Rosten et al., 2003) и (Johansen et al., 2005), соответственно. В этой работе представлены данные КМД, полученные по профилю через дугу Модгунн (Modgunn) в Норвежском море. Интерпретация данных КДМ состоит в определении распределения УЭС в слоях, выделенных по данным сейсморазведки. Для дуги Модгунн характерны четкие сейсмические аномалии, часть которых может соответствовать зонам высокого УЭС. В данных КДМ по этому району местами проявляются высокоомные слои. Анализ данных КДМ позволяет говорить о наличии слоев и пород с высоким УЭС, но из-за низкой разрешающей способности определить точную геометрию непроводящей структуры только по данным КДМ затруднительно. При установлении количественных связей между сейсмическими аномалиями и распределением УЭС в слое, КДМ и сейсморазведка дополняют друг друга. Интегрированный подход к интерпретации данных КМД и сейсморазведки дает близкое к реальному и менее неоднозначное распределение УЭС в разрезе. Интерпретация данных по амплитуде электрического поля из этого набора данных рассмотрена в работе (Bhuiyan et al., 2005). Основы метода КМД Метод КМД детально описан в работах (Eidesmo et al., 2002) и (Kong et al., 2002). В качестве питающей линии используется горизонтальный электрический диполь, порождающий мощные электромагнитные сигналы ультранизкой (~10-1-5 Гц) частоты. Диполь буксируется в 30-40 м над морским дном. Энергия распространяется по воде, вдоль поверхности моря (воздушная волна) и по слоям разреза (рис. 1). Сигналы, прошедшие через среду, измеряются датчиками ЭМ поля, расположенными на дне. Согласно работе (Ward & Hohmann, 1988), на частотах ниже 105 Гц коэффициенты пропускания и поглощения в проводящей среде определяются выражением µ _ _ 2 , µ и круговая частота, магнитная проницаемость и проводимость соответственно. В немагнитных породах, которые, как правило, преобладают в осадочных бассейнах, магнитная проницаемость µ _ µ 0 (магнитной проницаемости вакуума). Таким образом, при неизменной геометрии поглощение ЭМ энергии определяется только частотой, проводимостью и расстоянием от источника до приемника (разносом). На ультранизких частотах (~10-1-5 Гц), в том числе в КМД, энергия быстро поглощается в морской воде и придонных осадках, насыщенных проводящей соленой водой. Таким образом, энергия, прошедшая от источника к приемнику напрямую через морскую воду (первичное поле) преобладает в сигнале лишь на малых разносах. Интервал разносов, на котором преобладает воздушная волна (падающее поле), определяется частотой, глубиной моря, распределением УЭС в воде и в разрезе и значениями разносов. При больших глубинах моря (>1000 м) воздушная волна преобладает обычно на больших разносах (скажем, >6-8 км). В сравнительно тонких (10-50 м) непроводящих (20-1000 Ом·м) слоях ЭМ энергия распространяется с большей скоростью, как головная волна с малым поглощением, и возвращается вверх (восходящее поле) к датчикам на дне. Восходящее поле превышает первичное на разносах сравнимых или превосходящих удвоенную глубину залегания слоя под дном. Обнаружение отклика от такого сравнительно тонкого высокоомного слоя разреза лежит в основе КМД (Ellingsrud al., 2002). Дуга Модгунн Дуга Модгунн расположена в Норвежском море в Блоках 6403 5 и 6403 6, принадлежащих компании Statoil. Глубина моря в этом районе достигает 1100-2200 м. (рис. 2) Дуга Модгунн представляет собой куполообразную структуру, возникшую, как и ряд других инверсионных структур континентального склона Норвежского моря, в результате тектонической инверсии в олигоценовое время (Dore & Lundin, 1996). Согласно данным сейсморазведки, структура погружается в трех направлениях от вершины, расположенной в северо-восточной части. Отложения здесь представлены в основном сланцами, реже - чередованием песков и сланцев с несколькими пластами песчаников (Dalland et al., 1988; Swiecicki et al., 1998). Для юго-западной части купола характерны прерывистые отражающие границы с сильными аномалиями, сравнимыми с отражениями от региональных опорных горизонтов. Эти границы могут быть связаны с внедрениями магматических пород в слоях позднемелового - раннепалеоценового возраста (Swiecicki et al., 1998). Контрастные аномалии в основном параллельны, хотя некоторые секут менее контрастные границы. Несколько контрастных границ пересекают горизонтальные и субгоризонтальные слои под большим углом (~70°), что говорит о том, что они связаны с дайками. Горячие пятна, восходящие потоки и несоответствие отражающих горизонтов говорят о наличии гидротермальных жил. Для позднетретичных отложений характерны непрерывные параллельные отражающие горизонты, изредка нарушаемые мелкими разломами. В западной части района рельеф дна и строение приповерхностных отражающих границ определяется влиянием оползня Сторегга (Storegga). Для них характерны крутые углы падения и оползневой рельеф. (Bugge et al., 1988; Bunz et al., 2003) Выполнение работ В 2003 г. компания Electromagnetic Geoservices поставила сложные работы методом КМД в интересах нескольких заказчиков. По сейсмическим профилям, пересекающим дугу Модгунн (рис. 2), с борта судна был установлен 31 датчик: 16 по профилю В3-85 (ПР1) и 15 по профилю МВ13-91 (ПР2). Эта работа написана по материалам ПР2, направленного с ЮЗ на СВ. Каждый ЭМ приемник был снабжен двумя электрическими и одним магнитным датчиком, ориентированными по осям x и y. SBL данные были записаны в виде временных последовательностей на протяжении всей съемки. Питающая линия (антенна) состояла из двух электродов (заднего и переднего), находящихся в гальваническом контакте с морской водой, разнесенных примерно на 220 м. Амплитуда тока (меандр с центральной частотой 0.25 Гц) в питающей линии достигала 1000 А. Буксировка питающей линии по ПР1 велась с запада на восток, а по ПР2 - с ЮЗ на СВ. Среднее расстояние от дна при этом составляло 40 м и 30 м для ПР1 и ПР2 соответственно. Такое значительное (10 м) различие объясняется, возможно, рельефом дна (рис. 2). Детальное описание аппаратуры метода КМД и принципа ее действия дано в работах (Webb et al., 1985) и (Sinha et al., 1990). Обработка данных Перед визуализацией и интерпретацией данные КМД прошли несколько этапов обработки, первый из которых состоял в соединении навигационных данных и полевых записей. Сначала была определена длина записи, соответствующая времени работы источника. Это называется определением окна записи (windowing); окно записи соответствует полной длине профиля. После этого данные были переведены из временной области в частотную с помощью преобразования Фурье в коротком окне. После этого было принято, что значения разносов возрастают с шагом 100 м. После фильтрации была проведена калибровка данных, т. е." Ключевые слова: технический статья, датчик, фк, малый, constable, sea, расстояние, северо-восточный, значение, johansen, break, путь, результат, морской, дуга, сейсморазведка, статья, ом·м, энергия, представленный, kong, провести, eage, расчётный, питать, приёмник, положение датчик, геометрия, hohmann, вверху, sinha, высокоомный объект, силл нормированный, полевой, представить, расположить, волна, сигнал, bhuiyan, контрастный, journal, swiecicki, профиль, образ, красный, дать кмд, значить, структура, уэс омм, данный, geophysics, опорный датчик, компонент, amundsen, линия, norway, море, высокоомный, дать сейсморазведка, амплитуда, отражать, уровень шум, опорный, связанный, моделирование, сейсмический, кривая, силла, electromagnetic, кмд, слой разрез, нормализовать, ellingsrud, частота, км, тренд, воздушный волна, соответствовать, university, ак, уэс, модгунн, дать, медианный осреднение, высокоомный слой, chen, ward, petroleum, шаг, macgregor, кдм, дуга модгунн, break январь, середина, метод, интерпретация, технический, дно, logging, высокий, электрический компонент, отражение, предел, электрический, рад, горизонт, нормализованный, синий, эм, аномалия, источник, воздушный, рельеф, поле, westerdahl, одинаковый, разрез, силл, результат моделирование, глубина, вода, распределение, нормализация, geoservices, направление, распределение уэс, modgunn arch, магнитный компонент, магнитный, слой, соответственно, расчетный кривая, модель, eidesmo, показать, канал, разнос, январь, район, science, rosten