В результате проработки ряда вопросов модифицирована технология речных сейсморазведочных работ применительно к условиям рек Восточной Сибири

СЕЛЕЗНЕВ В.С., СОЛОВЬЕВ В.М., СЫСОЕВ А.П., БАБУШКИН С.М., КАШУН В.Н., БРЫКСИН А.А., ЛИСЕЙКИН А.В.
Геофизическая служба СО РАН, Россия, ОАО «Сибнефтегеофизика», Россия

Восток России, включающий территории Восточной Сибири и Дальнего Востока, занимает более половины площади Российской Федерации. Около 2.0 млн.км² составляют акватории сопредельных восточно-арктических и дальневосточных морей. Регион имеет огромное экономическое и геополитическое значение - это форпост страны в Азиатско-Тихоокеанском регионе (АТР). В пределах региона, включая шельфы, открыто 140 месторождений нефти и газа, прогнозируется открытие еще около 50 крупных месторождений нефти и свыше 170 месторождений газа; более четверти мировых запасов углеводородов по современным прогнозам расположены в зоне арктического шельфа.

Вместе с тем нефтегазовые ресурсы Востока России распределены и изучены крайне неравномерно. Значительная часть территории практически не изучена бурением и сейсморазведкой. Несмотря на увеличивающийся объем сейсмических исследований на данной территории существуют “белые пятна” в десятки тысяч квадратных километров, не охваченные сейсмическими исследованиями. В Восточной Сибири - это площади, примыкающие к рекам Лена, Енисей, Хатанга, Оленек, их протокам и притокам (Нижняя и Подкаменная Тунгуски, Ангара, Вилюй, Алдан и др.), в пределах которых имеются экологические ограничения и технические трудности, не позволяющие выполнить сейсморазведку в обычных модификациях. Одним из способов разрешения этой ситуации является постановка “экологически чистых” сейсмических работ МОГТ на акваториях рек с пневматическими источниками возбуждения.

Геофизической службой СО РАН по заказу МПР России в течение последних лет отработан ряд сейсморазведочных профилей на акваториях рек Обь, Вах, Енисей, Лена и др. общей протяженностью более 2500 пог.км [Селезнев и др, 2004, 2006, 2007]. Учитывая сочетание сверхмалых и больших глубин работы носили сложный характер и при их проведении применялась специализированная современная излучающая и регистрирующая аппаратура.

В процессе работ проводилась технологическая доработка арендуемых малотонажных судов, не приспособленных для проведения сейсморазведочных работ: установка косовых лебедок для спуска и подъема сейсмокос, установка крана для спуска на воду пневмопушек, размещение компрессоров, такелажа и т.д. Решался также ряд методических вопросов, таких как подбор оптимальных пневмоисточников для возбуждения сигналов на малых глубинах, выбор оптимальной системы отработки, позволяющей решать задачи прослеживания целевых горизонтов в осадочном чехле на глубинах в 2-5 км и др. и в целом толщи верхней части земной коры до глубин 10 и более км.

Необходимо отметить, что при отработке речных сейсморазведочных профилей на р.Лена (в верхнем течении) возникли существенные трудности, которых не было ранее. Кроме малой глубины р.Лена на участке работ (доходящей до 2-3 метров даже на фарватере) и сильного течения (до 10 км/час в районе перекатов) был зарегистрирован огромный шум микросейсм (до 1500 мкв), на два с лишним порядка превышающий шум в устье р.Енисей. Понятно, что при таком шуме получать кондиционный материал в рамках уже апробированной ранее «речной технологии» было невозможно. Наряду чисто с техническими трудностями район работ оказался сложным и в геологическом плане. Чрезвычайно неоднородная верхняя часть земной коры видна уже в разрезах береговых отложений. Верхняя часть разреза (среда возбуждения упругих колебаний) в русле р. Лены представлена песчано-гравийно-галечными аллювиальными образованиями толщиной до первых десятков метров. Их субстрат, склоны и водоразделы в долине р. Лены повсеместно слагаются карбонатной толщей, расчлененной на ряд своеобразных свит, дислоцированных в серию чередующихся антиклиналей и синклиналей амплитудой до 300-400 метров, осложненных продольными разломами с субвертикальными смещениями до нескольких сотен метров.

В результате проработки ряда вопросов была модифицирована технология речных сейсморазведочных работ применительно к условиям рек Восточной Сибири (с наличием порогов, быстрого течения, сверхмалых (менее метра) глубин и др.). Сущность модифицированной технологии речных сейсморазведочных исследований заключается в следующем. Как и ранее на речных работах применялась двухсудовая технология отработки: одно судно – источник возбуждения, другое судно – размотчик сейсмической донной косы.

На участках с сильными шумами, где с донной косой результат получить невозможно (такие длительные протяженные участки, как правило, вблизи порогов с быстрым течением реки, а также участки со сложным рельефом дна, наличием больших завалов, топляков, сильным изменением и уменьшением глубины реки), по берегу расставляются малоканальные станции «Байкал-АС». Опыт работ на Лене показывает, что наличие прижимов, подводных выступов в районе береговой линии не позволяет применять протяженные длинные наземные косы, поэтому эффективными оказались именно трехканальные мобильные цифровые станции «Байкал-АС» (разработка ГС СО РАН).

Для возбуждения колебаний применяются следующие пневмоисточники: хорошо зарекомендовавшие себя ранее источники «Пульс-6» с объемом от 1.5 до 3 литров и источники «Малыш» с объемом от 0.2 литра до 0.5 литра, необходимые при отработке участков с малой водой. Пневмоисточники объединяются в группы: источники «Пульс-6» и «Малыш» формируются из 6 и 20 единиц приборов соответственно. Опытные работы показали, что минимальные глубины погружения пневмоисточников, при которых могут быть получены кондиционные записи с сохранением отражений от основных опорных горизонтов составляют 1.5 и 0.6 м для источников «Пульс-6» и «Малыш» соответственно [Селезнев и др., 2007].

Необходимо отметить, что возможность модификации технологии речных сейсморазведочных работ стала возможным во многом благодаря появлению высокочувствительной цифровой регистрирующей аппаратуры «Байкал-АС» и «Reftek» с широким динамическим и частотным диапазоном. Аппаратура герметична и может быть установлена в водонасыщенный песок, имеет встроенную память до 4 Гбт, автономное портативное питание, может быть запрограммирована на несколько дней работы по календарю или в непрерывном режиме записи до 40 часов.

Кроме нефти и газа на шельфах арктических морей обнаружены также промышленные скопления россыпного золота, олова, алмазов, платиноидов. В связи с этим, интерес к выявлению границ континентального шельфа в настоящее время проявляют многие государства, и не только приарктические. Для определения внешней границы подводной окраины материка прибрежного государства используются батиметрические (то есть карты рельефа морского дна с отметками глубин) и геологические критерии. С первыми все просто: положение подножия континентального склона определяется по максимальному изменению уклона с учетом положения 2500-метровой изобаты. Более сложная ситуация с выявлением геологических критериев.

Они включают данные о структуре и толщине осадочного чехла (отложений, покрывающих шельф), природе земной коры в пределах шельфа и геолого-геофизические доказательства положения континентального подножия. Мощность осадочного слоя в пределах внешней границы подводной окраины материка должна составлять 1% (и более) кратчайшего расстояния от подножия континентального склона. Для определения параметров геологической модели строения континентальных шельфов необходимо наращивать объемы морских сейсморазведочных исследований.

Технология речной сейсморазведки, развиваемая Геофизической службой СО РАН, может быть применена и на континентальных шельфах. Полевые речные сейсмические работы по профилям в Енисейском заливе в 2006 г. приближены по условиям к прибрежным морским: глубина дна достигала нескольких десятков метров, монтаж оборудования осуществлялся на судах морского класса. В результате получены временные разрезы высокого качества, сравнимые с данными наземной сейсморазведки на сопредельных территориях [Селезнев и др., 2006].

Предлагаемая Геофизической службой СО РАН методика исследования арктического шельфа заключается в следующем. Сейсморазведочные профили начинаются в крупных реках, впадающих в Северный Ледовитый океан (Обь, Енисей, Лена и др.), примерно с 300 км от устья для построения разреза внутри континента.

Далее профили продолжаются вглубь океана примерно на 500 км для исследования зоны перехода суша-море, строения континентального шельфа и доказательства его приуроченности к континенту по геологическим критериям. Методика полевых работ предполагается аналогичной работам в Енисейском заливе. Опыт работ в устье р.Енисей показал, что получаемый временной разрез освещает практически всю земную кору. В качестве источников предлагается использовать группу пневмоисточников «Пульс-6», опущенных на глубину около 6 м для достижения максимальной мощности излучаемого сигнала; регистрирующей аппаратуры – донную сейсмическую косу с сейсмостанцией «Интромарин-L2» и телеметрическую систему «MarshLine, позволяющей проводить исследования при погружении на глубину до 100 м.

Литература
Селезнев В.С., Соловьев В.М., Сысоев А.П., Бабушкин С.М., Еманов А.Ф., Брыксин А.А. Сейсмические исследования на акваториях: проблемы, результаты, перспективы. Пути реализации нефтегазового потенциала Ханты-Мансийского автономного округа: Материалы седьмой научно-практической конф. Том 1, Ханты-Мансийск, Издательский дом «ИздатНаукаСервис», 2004, с.204-212.
Селезнев В.С., Соловьев В.М., Сысоев А.П., Бабушкин С.М., Брыксин А.А. Детальные сейсмические исследования на акваториях и в транзитных (вода-суше) зонах. Пути повышения эффективности геолого-разведочных работ на нефть и газ в Восточной Сибири и Республике Саха (Якутия): Материалы всероссийской конференции, СНИИГГиМС, Новосибирск, 2006, с.212-215.
Селезнев В.С., Соловьев В.М., Сысоев А.П., Бабушкин С.М., Кашун В.Н., Брыксин А.А., Лисейкин А.В. Речная сейсморазведка на востоке России. Перспективы развития нефтегазодобывающего комплекса Красноярского края: Сборник материалов научно-практической конференции. Красноярск, КНИИГиМС, 2007, с.143-146.

Нефть и газ арктического шельфа-2008: материалы конференции