ДИСТАНЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ПРОГНОЗА ЛОВУШЕК УГЛЕВОДОРОДОВ

Основной метод поисков локальных поднятий или ловушек углеводородов - структурное картирование, выполняемое с помощью различных видов работ. На суше при относительно хорошей изученности для этой цели используются геофизические методы, в первую очередь, сейсморазведка, а на шельфе - на первом этапе геологическое, геоморфологическое и структурное картирование на основе аэро- и космических съемок.

Акватории морей и океанов относятся к геологически закрытым территориям, что обусловлено маскирующей ролью не всегда прозрачной воды, наличием водорослей, планктона и большим распространением донных кумулятивных осадков. Обработка получаемых данных изображений здесь сложнее, чем на суше, так как необходимо проведение анализа батиметрической информации, уклона дна, подводных течений, волноприбойной зоны, региональной тектонической активности прилегающей суши и структур продолжающихся в пределы акваторий. Важной предпосылкой успешности картирования на основе дистанционных материалов является использование геологических и структурных карт прибрежной суши и имеющиеся данные геофизических методов. Возможности получения качественных аэро- или космических снимков определяются глубиной акваторий, положением солнца над горизонтом и прозрачностью воды. Оптимальной считается глубина в первые десятки, в отдельных случаях до сотни метров. Существенным дополнением к получаемым дистанционным данным являются батиметрические карты и сонограммы.

Основной источник получаемой дистанционной информации - много- и гиперспектральные снимки преимущественно в видимом и инфракрасном диапазонах, дешифрирование и анализ которых аналогичен применяемым на суше. Главными прогнозируемыми объектами являются локальные структуры и разрывные нарушения на фоне региональной или зональной тектонической ситуации.

К настоящему времени разработаны и используются ряд методов прогноза структурных ловушек путем структурно-геоморфологического анализа рельефа дна с помощью [23]:

  • - различного вида съемок через толщу воды в условиях мелководного шельфа;
  • - съемок водной поверхности и ее волнения для распознавания рельефа дна более глубоководных акваторий;
  • - картирование геоакустическими средствами (сонарами) дна в комплексе с отбором воды на геохимию по системе профилей аналогично проведению сейсморазведки;
  • - батиметрических карт повышенной детальности.

Первые попытки изучения рельефа дна с целью геологического картирования мелководного шельфа с помощью аэрофотосъемок проводились в СССР во второй половине прошлого века в акваториях Каспийского, Черного, Азовского морей и прибрежной части Сахалина [4,5]. На начальном этапе они осуществлялись с помощью одноканальной аппаратуры, а позже многоканальной техникой из космоса (рис. 18). Наиболее качественные космические снимки получают в голубой части видимого диапазона спектра.

со

о

Рис. 18.

а - подводный грядово-гидробарханный рельеф с прослеживающейся через донные наносы антиклинальной складкой,

осложненной разрывными нарушениями, б - видимость затопленного поселка на космическом снимке мелкого шельфа

Выделяют два основных типа дна акваторий: абразионный и аккумулятивный, а также переходную между ними промежуточную зону. Второй преимущественно развит в областях новейших опусканий (рис. 19), а первый - в зонах поднятий, в основном приуроченных к неотектонически активизированным складчатым сооружениям (рис.20). Именно ими определяются методы обработки получаемых снимков и методика работ. Для абразионного типа - это структурно-геологическое картирование, аналогичное используемому на открытых территориях, а для аккумулятивного - структурно-геоморфологическое картирование, основанное на изучении форм рельефа дна. Соответственно, достоверность прогноза при этих двух прогнозов более высокая в первом варианте и менее - во втором. Для повышения надежности прогноза привлекаются аэровизуальные наблюдения или геофизические данные, в случае их наличия. В любом варианте спрогнозированные поисковые объекты на фоне отсутствия геологической информации являются основой для планирования сейсморазведки.

Структура морского дна, слабо просвечивающая через толщу донных наносов

Рис. 19. Структура морского дна, слабо просвечивающая через толщу донных наносов: контуры локальных поднятий и разрывные нарушения

Фрагмент складки, ограниченной разрывным нарушением

Рис. 20. Фрагмент складки, ограниченной разрывным нарушением

Предлагаемые методы, практически реализованные во внутренних морях и в прибрежных зонах океанов российского шельфа, показывают возможности решения структурных и, в меньшей степени, геологических задач. В частности, распознавание литологии донных образований осуществляется по дистанционно полученным изображениям или с помощью спускаемых под воду камер. Эти данные представляют основной интерес для инженерно-геологических изысканий под строительство морских платформ и прокладки коммуникаций. С точки зрения структурного анализа, основной задачей является выделение различно дислоцированного комплекса пород и отражение на их фоне локальных поднятий и разрывных нарушений.

В целом абразионный тип дна близок к геологически открытой территории и обеспечивает возможность прогнозирование локальных поднятий (рис.21,22,23), активизированных разрывных нарушений (рис.24,25,26,27) и установление их взаимоотношений (рис. 28,29,30). С учетом тектонических данных по сопредельной суше представляется возможным построение структурных карт по поверхности дна на основе дистанционной информации (рис. 21).

II. Дистанционные методы прогноза ловушек углеводородов

Структурная схема взаимоотношений антиклинальных складок (А) и разрывных нарушений, частично маскируемых донными осадками (Б)

Рис. 21. Структурная схема взаимоотношений антиклинальных складок (А) и разрывных нарушений, частично маскируемых донными осадками (Б)

и конусами выноса (В)

Крыло антиклинальной приразломной складки, частично скрытой под литологически отличной толщей осадков

Рис. 22. Крыло антиклинальной приразломной складки, частично скрытой под литологически отличной толщей осадков

Сводовая часть антиклинальной складки, осложненной разрывным нарушением

Рис. 23. Сводовая часть антиклинальной складки, осложненной разрывным нарушением

Детализированная схема межблокового нарушения, деформирующего моноклинальный комплекс отложений

Рис. 24. Детализированная схема межблокового нарушения, деформирующего моноклинальный комплекс отложений:

а - исходный снимок, б - преобразованное изображение

Взаимоотношения диагональной системы разрывных нарушений, из которых продольное разделяет различно дислоцированные структурные комплексы

Рис. 25. Взаимоотношения диагональной системы разрывных нарушений, из которых продольное разделяет различно дислоцированные структурные комплексы

Активизированное разрывное нарушение флексурного тина, разделяющее два блока

Рис. 26. Активизированное разрывное нарушение флексурного тина, разделяющее два блока

Детализированная схема нарушения сдвигового типа, сопровождаемого повышенной трещиноватостью

Рис. 27. Детализированная схема нарушения сдвигового типа, сопровождаемого повышенной трещиноватостью

Узел пересечения разрывных нарушений (В), разделяющих антиклинальные (А) и синклинальные (Б) складки

Рис. 28. Узел пересечения разрывных нарушений (В), разделяющих антиклинальные (А) и синклинальные (Б) складки

Фрагмент приразломной складки с периклиналью осложненной локальными разрывами

Рис.30. Фрагмент приразломной складки с периклиналью осложненной локальными разрывами.

Участок оползневой складчатости на фоне моноклинального залегания пород

Рис. 29. Участок оползневой складчатости на фоне моноклинального залегания пород

Структурно значимым является определение кинематических особенностей дизъюнктивов, которые, как правило, четко отражаются на снимках дна за счет новейшей активизации (рис. 26,27). Выделение разных по кинематике типов нарушений чрезвычайно важно для выбора места для платформ и протяженных коммуникаций, вследствие их современной подвижности, что можно проверить и контролировать с помощью спускаемых под воду телекамер или специализированных датчиков.

Промежуточный абразионно-аккумулятивный тип дна несет небольшой объем литологической и основной структурной информации (рис. 31,32,33,34,35,36). Так как он, как правило, располагается в зонах возрастающей глубины дна, что дает возможность прослеживать структурные формы осадочного чехла на большом расстоянии от берега. Для сравнения с аэрофотосъемкой приведен снимок из космоса, на котором изометричные формы рельефа дна отражают синклинальные и антиклинальные складки.

Грядовый рельеф дна, частично покрытый современными осадками (А), с выходами коренных дислоцированных пород (Б), выходящих в сводах локальных поднятий

Рис. 31. Грядовый рельеф дна, частично покрытый современными осадками (А), с выходами коренных дислоцированных пород (Б), выходящих в сводах локальных поднятий

Подводная фотография грубослоистой толщи пород, перекрытых маломощными современными осадками и осложненной разрывными нарушениями

Рис.32. Подводная фотография грубослоистой толщи пород, перекрытых маломощными современными осадками и осложненной разрывными нарушениями

Просвечивающие через современные осадки складки и разрывные нарушения, разделяющие комплекс пород разной дислоцированности

Рис. 33. Просвечивающие через современные осадки складки и разрывные нарушения, разделяющие комплекс пород разной дислоцированности

Присдвиговые типы складок с выходами более молодых пород (А)

Рис. 34. Присдвиговые типы складок с выходами более молодых пород (А)

и древних (Б)

Периклиналь складки, перекрытой в своде современными осадками

Рис. 35. Периклиналь складки, перекрытой в своде современными осадками

Фрагмент фотосхемы с просвечивающейся структурой псрнклинальной части антиклинальной складки, свод которой располагается на суше

Рис. 36. Фрагмент фотосхемы с просвечивающейся структурой псрнклинальной части антиклинальной складки, свод которой располагается на суше (А) и центроклинали синклинали (Б), основная часть которой находится в море

Изометричные контуры отражают складчатые структуры дна, подчеркиваемые различной мощностью современных осадков и выборочным распределением водорослей

Рис. 37. Изометричные контуры отражают складчатые структуры дна, подчеркиваемые различной мощностью современных осадков и выборочным распределением водорослей

Наиболее сложен процесс обработки и анализа снимков аккумулятивного типа дна, в основном тяготеющего к наиболее глубокой части шельфа, к устьям крупных рек, выносящих большой объем осадков и областям современных опусканий. Наиболее типичными примерами являются Северный Каспий, Мексиканский и Персидский заливы.

Это связано с тем, что формы донного рельефа формируются не только под воздействием тектонических движений, но и на фоне регионального уклона, течений, волноприбойной деятельности, оползней и других явлений.

Для предварительной оценки дна рельефа используются батиметрические карты (рис. 4). Кроме того, американскими специалистами из Массачусетского университета для решения этой задачи разработан метод, основанный на обработке волновой картины по многоспектральным и радиолокационным съемкам. Он апробирован в условиях Мексиканского залива и используется зарубежными нефтяными компаниями. На уровень волнения водной поверхности частично влияет гипсометрия дна и поэтому данный метод является приближенным и может использоваться только при оценке региональной ситуации. Тем не менее, структурная информация при аккумулятивном типе дна относительно надежно выделяется даже при выровненном рельефе дна, закрытым мощным чехлом осадков (рис. 38,39,40,41,42,43,44).

Просвечивание структурно-блокового строения сквозь современные осадки

Рис. 38. Просвечивание структурно-блокового строения сквозь современные осадки

Возможности тонального разделения интрузивных пород (темные) и осадочных (светлые)

Рис. 39. Возможности тонального разделения интрузивных пород (темные) и осадочных (светлые)

Банка, выделяющаяся в рельефе дна, сложенная изверженными породами и осложняющая моноклинальное залегание пород осадочного чехла

Рис. 40. Банка, выделяющаяся в рельефе дна, сложенная изверженными породами и осложняющая моноклинальное залегание пород осадочного чехла

Строение подводного грязевого вулкана (а) и положение кратера (б) на фоне темной взмученной воды

Рис. 41. Строение подводного грязевого вулкана (а) и положение кратера (б) на фоне темной взмученной воды

СЛ

Геоакустический профиль через синклинальную структуру

Рис. 42. Геоакустический профиль через синклинальную структуру:

а - уровень моря, б - поверхность дна, в - залегание коренных пород, отражающих синклинальную складку

II. Дистанционные методы прогноза ловушек углеводородов

Сонограмма синклинальной складки участка дна Бискайского залива (по материалам французского института нефти)

Рис. 43. Сонограмма синклинальной складки участка дна Бискайского залива (по материалам французского института нефти)

Моноклинальное залегание пород под толщей донных осадков на эхограмме геолокатора

Рис. 44. Моноклинальное залегание пород под толщей донных осадков на эхограмме геолокатора

Хорошим примером является Северный Каспий, где возможно картирование локальных поднятий. Это обусловлено частой сменой трансгрессивного и регрессивного режимов осадконакопления в течение плейстоценового времени, соответственно сопровождаемых абразионными и аккумулятивными процессами или захоронением и препарированием структурных форм. Это приводит к их отражению на фоне донных осадков при участии тектонически активизированных движений.

В условиях аккумулятивного дна существенную помощь при структурном картировании оказывает геоакустическое зондирование, пробивающее иногда донные осадки до консолидированной поверхности осадочного чехла или выявляющие структурные формы обле- кания новейшими и современными отложениями (рис. 45,46). При ведущей тектонической роли формирования донного рельефа полученные сонарами структуры сопоставимы с выявленными сейсморазведкой объектами, что нашло подтверждение в изученном районе юго-восточного Каспия.

Геоакустические профили через синклинальную (А) и антиклинальную (Б) структуры

Рис. 45. Геоакустические профили через синклинальную (А) и антиклинальную (Б) структуры

Профили рельефа дна, полученные по данным лазерной авиасъемки (а)

Рис. 46. Профили рельефа дна, полученные по данным лазерной авиасъемки (а)

и сонаром (б)

Дистанционные методы поисков месторождений нефти и газа на морских акваториях

Использование геоакустической техники часто проводится в комплексе с отбором геохимических проб на поверхности воды и со дна с помощью использования специальных трубок. Этот вариант позволяет решать вопросы прогнозирования структурных ловушек с оценкой их нефтегазоносности.

Вопрос соотношений аэро- и космических съемок стоит только в плоскости получения региональных и локальных структурных данных, так как высокаразрешающие снимки, например, со спутника WorldView приближаются по своим показателям к аэроизображениям. Вместе с тем нельзя не учитывать структурно-тектоническую инфома- цию, получаемую со спутников «Landsat» и «Terra Aster» с меньшим пространственным разрешением. Они позволяют в условиях отсутствия каких - либо данных решать вопросы тектонического районирования, структурного плана, расположения структуроформирующих разломов, их динамо-кинематических особенностей и положение выявляемых нефтегазопроявлений на поверхности воды. Это существенно повышает возможность открытия месторождений углеводородов, особенно если дополнительно использовать аэрогравитационные и аэромагнитные съемки до начала сейсморазведочных работ.

Приведенные примеры использования дистанционных материалов при поисковых работах на шельфе морей и океанов свидетельствуют о необходимости и целесообразности начать систематические исследования на основе аэро- и космических съемок, что позволит снизить затраты на региональные сейсморазведочные работы, переходя на конкретные локализованные участки. С учетом оперативности проведения дистанционных работ и интерпретации полученных результатов российский шельф может быть изучен в течение ближайших 2-3 лет, что может обеспечить более целенаправленное проведение геологоразведочных работ и сокращение сроков освоения прибрежных акваторий.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >