Мутновское месторождение парогидротерм – одно из наиболее изученных на Камчатке геотермальных месторождений. Однако из пробуренных здесь 92 скважин (за период с 1978 по 1994 гг.), не во всех из них производился отбор шлама, а керн и вовсе отбирался секционно лишь в единичных скважинах. По этим причинам интерпретация данных геофизических исследований в них является важнейшим источником информации о строении гидротермального резервуара месторождения. Как известно, понимание геологии недр геотермального резервуара может быть улучшено через использование набора стандартных методов каротажа, включающих каротаж электрического сопротивления и естественной гамма-активности. К сожалению, большей частью диаграммы каротажа были записаны на бумажных носителях, без представления их в векторном виде на электронных носителях. Такая оцифровка каротажных диаграмм была выполнена ранее на Мутновском месторождения И.Ф. Делеменем и А.В. Кирю-хиным для скважин Верхне-Мутновского участка1,2. Для Дачного участка такая работа не выполнялась.
Была выполнена оцифровка и предварительная интерпретация диаграмм гамма-каротажа 17 скважин Дачного участка; характеристика их представлена в таблице. Выбор каротажа естественной γ – активности пород (ГК) обусловлен тем, что в условиях геотермального резервуара интерпретация результатов других видов каротажа (например, электрического) связана с необходимостью учёта нескольких накладывающихся факторов (температура и солёность теплоносителя, наличие сульфидной минерализации, аргиллизация пород, cоотношение вода/порода и т.д).
Этапы перевода каротажных диаграмм в векторное представление показано на рис. 1. Рассмотрим каждый этап в отдельности на примере скважины № 2. Диаграмма гамма–каротажа представляет собой кривые изменения γ – активности с глубиной. Её масштаб выбирается в зависимости от предела ее изменения на данном месторождении.
Регистрация диаграмм разных горизонтов ведется в различных масштабах для достаточно четкого отражения физической характеристики всего разреза скважины. Зарегистрированные каротажные диаграммы после внесения поправок и расстановки меток копируются и являются основным документом геофизических исследований скважин. Так как первичные каротажные диаграммы не всегда доступны для исследова-телей, технология оцифровки изначально была ориентирована на использование вторичных копий – выполненных на синьке диаграмм, помещаемых в геологических колонках скважин, т.к. по сравнению с первичными диаграммами на них существенно возрастает количество и величина ошибок и искажений первичного изображения. Для оцифровки и последующего анализа вались каротажными диаграммами (бумажные носители) по скважинам: № 1, 2, 4 - 7, 10, 17, 22, 01, 04, 010, 011, 013, 015, 031 и 032.
Сканирование заключается в разбиении каротажных диаграмм на изображения формата А4 для минимизации ошибок, заключающиеся в изменении масштаба при смещении бумажных носителей в процессе сканирования. В результате из 17 каротажных диаграмм получено 208 изображений. Сшивка изображений осуществлялась с помощью компьютерной программы CorelDRAW 12 – это графическая программа, предназначенная для преобразования изображения. На данном этапе работа заключалась в склеивании изображений каротажных диаграмм, полученных в результате сканирования. В результате этой операции из 208 сканированных изображения получено 104 склеенных (рис. 2).
В данной работе оцифровка каротажных диаграмм осуществлялась с помощью компьютерной программы GetData Graph Digitizer – это программа, предназначенная для оцифровки графиков, диаграмм и карт. Выбор этой программы обусловлен удобной оцифровкой вручную, не требующей специальных навыков пользователя. Для удобства работы полученные данные (значение гамма – активности и глубины точки) экспортировали в формат XLS. В результате оцифровки из 104 склеенных изображений получено 110 файлов. Используя эти данные, получено векторное представление каротажной диаграммы (рис. 3).
Обращено особое внимание на возможные ошибки оцифровки диаграмм, поэтому реализован алгоритм коррекции ошибок, предусматривающий внесение поправок на сдвиг шкалы радиоактивности и сдвиг шкалы глубин.
Поправка в ГК на сдвиг шкалы радиоактивности (горизонтальная шкала) – это избавление от отрицательных значений γ (мкР/час): y(исп)= y(i)+| yΔ|, где y(исп) – новое значение гамма – активности (мкР/час); y(i) - текущее значение гамма – активности (мкР/час), а yΔ - максимальное отрицательное значение гамма – активности (мкР/час).
Поправка в ГК на сдвиг глубин (вертикальная шкала) в их последовательности сверху вниз (последующее значение гамма – активности должно соответствовать увеличению глубины), для этого находим значения глубин, которые не соответствуют gоследовательности (увеличение глубины сверху вниз), а затем производим пересчет. В новом столбце z вычисляем y(i)= y(i+1)- y(i-1), где y(i) – расстояние между двумя точками; y(i+1) и y(i-1)– количество точек. После этого вычисляем значения параметра L(i)=y(i)/i, где L(i)- расстояние, на котором должны располагаться точки относительно друг друга; i– количество точек, и определяем уточнённое значение глубины H(i)=y(i-1)+L(i), где H(i)– новая глубина, на которой будет располагаться точка; i– количество точек.
С целью оценки распределения гамма – активности для каждого графика каро-тажной диаграммы проводится расчет статистических моментов (оценка среднеариф-метического значения гамма – активности, оценка дисперсии, оценка стандартного от-клонения, нормировка данных).
Используя данные по координатам скважин (Х (ВД), meters и У (СШ), meters) Мутновского месторождения парогидротерм построена схема расположения скважин (рис. 4).
На данной схеме произвольно выбраны профиля для исследования распределе-ния гамма – активности, учитывая рельеф, на исследованной территории: Профиль I (Скв. № 6, 5, 22, 1, 011, 013, 4, 010, 10); Профиль II (Скв. № 032, 031, 17, 01, 04, 015, 1, 011, 2); Профиль III (Скв. № 5, 7, 031, 032); Профиль IV (Скв. № 7, 17, 04, 015, 01, 10, 010, 4).
Для построения вертикальных разрезов по профилям, учитывая рельеф (высота устья и глубина забоя скважин), а также расстояние между скважинами вычисляем аб-солютную высоту: H=H1-H2, где H- абсолютная высота (м); H1 - высота устья (м); H2 - глубина забоя (м); расстояние между скважинами: Lij= SQR(((Xi-Xj)^2)+((Yi-Yj)^2)), Lij где - расстояние между скважинами (м); i и j - номера скважин; Xi и Xj - координаты скважин (ВД), (м); Yi и Yj - координаты скважин (СШ), (м), а также накопленное расстояние по профилю (необходимо для построения разреза в Excel): L=L(i)+L(i+1) , где L- накопленное расстояние (м), полученное в результате сложения расстояний L(i) и L(i+1)
Используя параметры скважин (высота устья (м), абсолютная высота (м), накоп-ленное расстояние (м) построены вертикальные разрезы по выделенным профилям (рис. 5).
Корреляция разреза скважин – первоочередной этап в изучении геологического разреза, только увязав разрез данной скважины с разрезами других скважин можно обеспечить эффективное изучение геологического строения территории. На данном этапе корреляции подвергся профиль III (скв. №5, 7, 031, 032).
Для этого строим графики диаграмм, используя значения абсолютной высоты (чтобы сопоставить с разрезом по профилю) и нормированные значения для гамма – активности, что необходимо для последующие количественной интерпретации.
Абсолютная высота забоя вычисляется по формуле H=H1-Hi, где Н- абсолютная высота забоя (м); H1 - высота устья (м); Hi - текущая глубина (м). Совмещаем графики по профилю на одном уровне (по шкале У – абсолютная высота), затем выделяем четко прослеживающиеся на всех диаграммах максимальные (max), минимальные (min) и grad значения нормированных значений гамма – активности; выносим полученные данные на разрез. Корреляция графиков гамма-активности, полученных для разных скважин, позволяет выполнить трассировку в разрезе маркирующих горизонтов распределения радиоактивности (рис. 6).
В дальнейшем планируется проверка выявленных горизонтов и сопоставление с геологическими разрезами по скважинам, составленным с использованием петрографи). Полученные данные являются основой для дальнейшего уточнения существующей трехмерной структурной модели геотермального месторождения. ческого описания керну и шламу, с учётом данных по эксплуатационным скважинам, пробуренным в последние годы. Выполнение такой работы стало возможным после появления многочисленных определений петрофизических свойств пород рассматри-ваемой территории (например, сводки, подготовленной в 1990 г. Я.Б. Шварцем с соавторами.
Автор: Камчатский ГУ им В. Беринга
