Національна Академія Наук України

Інститут геологічних наук

Центр аерокосмічних досліджень Землі

ФІЛІПОВИЧ ВОЛОДИМИР ЄВГЕНОВИЧ

УДК 528.88:553

КОМПЛЕКСНЕ ЗАСТОСУВАННЯ ДИСТАНЦІЙНИХ

АЕРОКОСМІЧНИХ І ПОЛЬОВОГО ГАЗОРТУТНОГО МЕТОДІВ

ПРИ ПОШУКАХ ПОКЛАДІВ ВУГЛЕВОДНІВ

(на прикладі нафтогазоносних площ альпійської зони і

Дніпрово-Донецької западини)

Спеціальність 05.07.12 - Дистанційні аерокосмічні дослідження

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата геологічних наук

Київ – 2000 р.

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Центрі аерокосмічних досліджень Землі

Інституту геологічних наук НАН України

Наукові керівники: доктор геолого-мінералогічних наук,

член кореспондент НАН України,

директор ЦАКДЗ ІГН НАН України

Лялько Вадим Іванович

кандидат геолого-мінералогічних наук,

заступник директора ЦАКДЗ

ІГН НАН України

Перерва Володимир Михайлович

Офіційні опоненти: доктор геолого-мінералогічних наук,

провідний науковий співробітник

Осадчий Віталій Григорович

ІГГГН НАН України (м. Львів)

кандидат геолого-мінералогічних наук,

директор Державного науково-виробничого Центру

аерокосмічної інформації, дистанційного зондування Землі та моніторингу навколишнього середовища.

“Природа” НКА України

Готинян Василь Степанович

ДНВЦ “Природа” (м. Київ)

Провідна установа – Київський національний університет ім. Т.Шевченка.

Геологічний факультет

Захист відбудеться “4” жовтня 2000 року об 11 годині. на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 26.162.03. ЦАКДЗ ІГН НАН України

в Інституті геологічних наук НАН України

(02601, м. Київ, вул. О.Гончара, 55б).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту геологічних наук НАН України.

Автореферат розісланий “1” вересня 2000 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

кандидат геолого-мінералогічних наук В.М.Крат

I. Загальна характеристика роботи.

Актуальність теми. Реалізація національної програми освоєння вуглеводневих ресурсів України потребує впровадження в практику нафтогазопошукових робіт нових, нетрадиційних методів і технологій, що підвищують геологічну й економічну ефективність геологорозвідувального процесу. Основними методами при розв'язанні цих задач повинні виступати прямі методи пошуків покладів вуглеводнів (ВВ), що базуються на нових теоретичних розробках в галузі геологічних наук.

Питання вивчення ролі тектонічної подільності земної кори в закономірностях розміщення покладів ВВ, впливу їх на геохімічні характеристики зони гіпергенезу, парагенезис, міграція й акумуляція ВВ з іншими хімічними елементами відносяться до недостатньо розроблених напрямків у нафтогазопошуковій геології.

Встановлення закономірних зв'язків між покладами ВВ, розломною тектонікою і стабільними геохімічними аномаліями невуглеводневого ряду, що фіксуються польовими експрес-методами (пряма задача) дозволить у певній мірі вирішувати й обернену задачу - прямого прогнозу (пошуку) покладів ВВ.

У даній роботі, на підставі теоретичних і експериментальних даних дається обгрунтування і шляхи вирішення прямої й оберненої задач за матеріалами аерокосмогеологічних (АКГД) і атмогеохімічних (газортутна зйомка) досліджень. Пропонується методика прогнозу можливих зон і ділянок нафтогазонакопичення, а також оцінки нафтогазового потенціалу виявлених локальних об'єктів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами: Вибраний напрям досліджень, пов’язаний із тривалими науково-дослідними та експериментальними роботами по використанню матеріалів дистанційних зйомок та польових газортутних досліджень при нафтогазопошукових роботах. Дисертаційна робота виконана у відділі аерокосмічних досліджень в геології Центру аерокосмічних досліджень Землі ІГН НАН України. Їі основні положення розроблені при виконанні наступних науково-дослідних робіт:

1.

2. “Детальные аэрокосмогеологические исследования территории деятельности треста “Грузнефтегеофизика” в комплексе с данными геолого-геофизических и геохимических работ с целью выявления перспективных нефтепоисковых объектов”, 1988-1990 р.р. № держ. реєстр. 10-89-9/18.

3. “Совершенствование теоретической модели формирования ландшафтных признаков нефтегазоносных структур и их связи с геодинамическими и флюидодинамическими процессами (Разработка методологии аерокосмогеологических исследований при изучении нефтегазоносных территорий Азовского и шельфа Черного морей)”, 1992-1994 р.р. Постанова бюро ВНЗ АН України № 6 § 75 від 28.04.92 № держ. реєстр. 39-92-118/1-6

4. “Разработка комплексной методики аэрокосмических многозональных съемок в видимом-, инфракрасном-, и радиодиапазонах спектра и автоматизированной обработки полученных материалов с выполнением экспериментальных работ на калибровочно-заверочных полигонах (подспутниковое обеспечение) применительно к решению природоресурсных и природоохранных задач”, 1994-1995 р.р., Державна космічна програма України (напрямок “Зондування”), Постанова КМ України № 371 від 07.06.94 р., № держ. реєстр.0194U020250

5. “Прогнозування промислових скупчень вуглеводнів в західній частині Причорноморсько-Кримської нафтогазоносної області по даних комплексних геодинамічних досліджень”,1996-1998 р.р. Тематичний план НДР “Держкомгеології” України. № держ. реєстр.0196U022502

6. “Експериментальні електрометричні та газогеохімічні дослідження на Яблунівському полігоні ДДЗ, включаючи суміжні перспективні площі”,1996-1998 рр. Тематичний план НДР “Держнафтогазпрому” України. № держ. реєстр. 0196U022503.

7. “Вивчення причинно-наслідкових зв’язків ландшафтних компонентів з нафтогеологічними процесами та структурами і фізичної основи їх вираження на матеріалах аерокосмічних зйомок”.1995-1999 р.р. Постанова бюро ВНЗ НАН України № 3 § 20 від 25.05.95. № держ. реєстр.0195U011861.

Мета і задачі досліджень. Метою роботи є наукове обгрунтування на основі теоретичних та експериментальних даних застосування комплексу дистанційних аерокосмогеологічних та польових газортутних досліджень для прогнозування перспективних пошукових об'єктів та попередньої оцінки їх нафтогазового потенціалу. В рамках поставленої мети вирішувались наступні основні завдання:

1.Вивчення закономірностей подільності земної кори і впливу тектонічних напруг на порушення суцільності і фізико-механічної однорідності гірських порід.

2.Встановлення критеріїв виявлення (прогнозу) у продуктивному розрізі зон вторинної зміни порід із високими ємкісно-фільтраційними властивостями, як в осадовому чохлі, так і в породах кристалічного фундаменту.

3.Вивчення кінематики різномасштабних тектонічних порушень та їх впливу на флюїдомасоперенос.

4.Розробка прийомів попередньої оцінки нафтогазоносності локальних об'єктів і прогнозування ділянок із максимальною нафтогазонасиченістю до постановки пошуково-розвідувального буріння і на стадіях дорозвідки й експлуатації родовищ.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:

1.Вперше, при пошуках покладів вуглеводнів, запропоноване комплексне використування даних аерокосмогеологічних і польових газортутних досліджень для виявлення флюїдопровідних структур, які зв'язані із зонами розущільнення і підвищеної тріщинуватості порід. Показано можливість розбраковування розривних порушень, виділених дистанційними методами по ступені флюїдопровідності.

2.На основі удосконалення методичних прийомів обробки аерокосмічної інформації показана можливість оперативного виявлення геодинамічно активних зон у земній корі, із якими можуть бути зв'язані скупчення ВВ.

3.Експериментально доведено, що в різноманітних за умовами нафтогазонакопичення районах, між підвищеними концентраціями парів ртуті в підгрунтовому повітрі і покладами ВВ, що тяжіють до активних на новітньому етапі глибинним блокорозділам земної кори існує стійкий закономірний зв'язок. При цьому пастки що містять ВВ і розташовані поблизу розломних зон або у вузлах їхнього перетину є одночасно і сорбційними пастками для атомарної ртуті.

4.Показано, що характер газортутних аномалій на перспективних у нафтопошуковому відношенні площах, поряд із даними АКГД, дозволяє:

по-перше, ще на пошуковій стадії якісно оцінити нафтогазовий потенціал виявлених локальних об'єктів;

по-друге, виявити і детально закартувати зони і ділянки з підвищеною флюїдопровідністю гірських порід, що можуть різко змінювати колекторські властивості, а, отже, і нафтогазоносність продуктивних горизонтів.

Практичне значення одержаних результатів. Комплексне використання матеріалів АКГД і польової газортутної зйомки дозволяє поряд із даними промислової геології не тільки вибирати оптимальні умови для розміщення пошуково-розвідувальних свердловин, але й у значній мірі підвищити ефективність експлуатаційного буріння.

Основні положення дисертації у вигляді рекомендацій та експериментальних робіт впроваджені підприємствами “Грузнафтогеофізика”, Держнафтогазпром України, ВАТ “Укрнафта”. Крім того, дисертант є співавтором методики детальних АКГД при нафтогазопошукових роботах у Східній Грузії, методики використання матеріалів космічних зйомок при нафтогазопошукових роботах на шельфі України; методичного посібника по тематичній інтерпретації матеріалів аерокосмічних зйомок; співавтором більш 20 паспортів на пошукові об'єкти, що виявлені детальними АКГД і передані виробничим організаціям для постановки сейсморозвідувальних робіт.

Особистий внесок здобувача. У основу дисертації покладені матеріали регіональних і детальних АКГД і польових газортутних досліджень, виконаних автором у 1983-1998 р. на територіях Закавказзя (східна і південна Грузія, західний Азербайджан), Передкавказзя (Чечня, Дагестан), Тюменської області (Росія), України (ДДЗ, Карпати, Азово-Чорноморський регіон). Виконане детальне (М 1:25000 - 1:50000) дешифрування аерофотоматеріалів на площі біля 50 тис. км2, , пройдено понад 300 км пішохідних маршрутів, описано більш ніж 3000 пунктів спостережень, проведено біля 2500 вимірів вмісту парів ртуті в підгрунтовому повітрі й атмосфері. У роботі використані матеріали виробничих і галузевих наукових організацій Грузії, Азербайджану, Росії й України присвячені тим або іншим питанням геології: стратиграфії тектонофізики, флюїдодинаміки, геотектоніки, геохімії і геології нафти і газу, рудної геології.

Здобувач безпосередньо був ініціатором та відповідальним виконавцем цих досліджень, що знайшло своє відображення в ряді науково-дослідних звітів та опублікованих працях.

Апробація результатів дисертації. Основні положення досліджень доповідались на Всесоюзній науковій конференції молодих учених при Київському держуніверситеті (1985); на регіональній нараді “Нафтогазоносність мезозойських і палеогенових відкладень Кавказу” (Тбілісі, 1985), на науково-практичній конференції “Про засоби підвищення ефективності геолого-геофізичних робіт у нафтогазоносних районах Грузії” (Тбілісі, 1985); на конференціях молодих учених ІГіРГК (Москва, 1984, 1986, 1988, 1990); на ІІ й ІІІ Всесоюзних нарадах “Космоаерогеоіндикація” (Свердловськ, 1986, Київ, 1989); на Всесоюзній галузевій нараді з проблем АКГД при пошуках і розвідці покладів нафти і газу (Бугульма, 1990.); на міжнародній конференції “Тектонічні і палеогеоморфологічні аспекти нафтогазоносності” (Сімферополь-Миколаївка, 1996); на науково-технічному семінарі “Нові методи в аерокосмічному землезнавстві” (Київ, 1999); на науковій конференції “Теоретичні і прикладні проблеми нафтогазової геології і геофізики” (Київ, 2000). на науковій конференції професорсько викладацького складу геологічного факультету Київського університету (Київ, 2000).

Результати досліджень викладені в 7 звітах по НДР, виконаних у Центрі аерокосмічних досліджень Землі ІГН НАН України. Результати дисертації опублі-ковані в 15 статтях ( 7 - у збірниках наукових праць, 5 - у наукових журналах, 3 - у матеріалах і тезах конференцій), а також увійшли до складу двох монографій у вигляді окремих розділів (загалом 17). У роботах, опублікованих у співавтор-стві, усі питання, присвячені дослідженням по темі даної дисертації, викладені безпосередньо здобувачем.

Об’єм роботи. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, які містять 13 підрозділів та висновків, загальним об’ємом 112 сторінки, 51 малюнка, 1 таблиці. Список літератури включає 224 найменувань.

Дисертація підготовлена в Центрі аерокосмічних досліджень Землі ІГН НАН України під науковим керівництвом члена-кореспондента НАН України, доктора геолого-мінералогічних наук Лялько В.І. і кандидата геолого-мінерало-гічних наук Перерви В.М. У процесі досліджень автор неодноразово консультувався й одержував цінні поради від Д.О.Булейшвілі, М.Л.Коппа, В.М.Крата, О.М.Лепіліна, М.Й.Марухняка, В.С.Металіді, В.Г.Пазинича, А.Я.Радзівіла, М.Г.Распопової, О.А.Сепашвілі, З.М.Товстк. Всім їм дисертант щиро вдячний за увагу і постійну допомогу.

Особливу подяку автор складає колегам по роботі в ЦАКДЗ ІГН НАН України: А.Г.Мичаку, О.І.Кудряшову, Д.А.Тарангулу, И.А.Городнянській, Е.П.Головащук, Г.П.Ромашко, В.О.Оксьоненко і І.В.Лазаренко за неоціненну допомогу у проведенні польових газометричних досліджень і в оформленні дисертаційної роботи.

I. СТРУКТУРА ТА ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків і списку основної використаної літератури. Зміст вступу розкритий вище.

Розділ 1

ОСНОВНІ РИСИ РОЗЛОМНИХ СТРУКТУР ЛІТОСФЕРИ

І ПРОБЛЕМИ ЇХНЬОГО ВИВЧЕННЯ ЗА МАТЕРІАЛАМИ АЕРОКОСМІЧНИХ ЗЙОМОК У НАФТОГАЗОВІЙ ГЕОЛОГІЇ

У цьому розділі дисертації на основі літературних джерел та власних досліджень наводиться історичний огляд та аналіз сучасних уявлень про закономірності у тектонічній подільності земної кори; розглядається роль розривних порушень і тріщинуватості у просторовому розміщенні, міграції і акумуляції вуглеводнів; визначаються основні цілі, завдання і об’єкти аерокосмогеологічних досліджень при нафтогазопошукових роботах. Розкривається зміст основних понять аерокосмогеологічної термінології, якою оперує автор.

Найбільш вагомий внесок у розробку теоретичних і практичних питань формування закономірної мережі розривних структур від планетарного до локального рівня пов’язан з іменами, як вітчизняних (В.Г.Бондарчук, І.І.Чебаненко, К.Ф.Тяпкін, О.В.Долицький, Г.Н.Доленко, Ю.А.Лейє, В.В.Науменко, В.П.Теплов, Р.С.Копистянський, В.П.Клочко, Б.О.Ніколаєнко, В.М.Перерва та інші) так і закордонних геологів (У.Хобсс, Т.Черульф, А.Буш, Р.Зондер, В.Немец, Р.Квет, Дж.Муди, М.Хілл, О.В.Пейве, Н.С.Шатський, С.С.Шульц, С.І.Шерман, Н.В.Шаблинська, П.С.Воронов, І.П.Гамкрелідзе, В.Є.Хаін, М.І.Попов, М.О.Фаворська, Т.І.Амурський, Б.М.Можаєв, В.І.Грідін, Я.Г.Кац, А.І.Полєтаєв, П.М Ніколаєв, В.П.Мірошніченко, В.І.Марков, В.Г.Тріфонов та багато інших). У роботах цих авторів показано, що породи різного складу, генезису та віку скрізь розбиті системами взаємноортогональних тріщин, які чітко орієнтовані відносно сторін світу та утворюють блоки розміром від кількох сантиметрів до сотень і тисяч кілометрів. У обстановці нелінійно-перемінного поля тектонічних напружень така анізотропія гірських порід приводить до виникнення аномальних зон тепло - і масопереносу, які в свою чергу обумовлюють перерозподіл у земній корі рідких та газоподібних флюїдів, в тому числі і вуглеводнів.

На сучасному рівні нафтогазопошукових робіт більш важливе значення набувають деталізіційні роботи на окремих нафтогазоперспективних ділянках і у межах відомих скупчень вуглеводнів. При цьому на перше місце виступають задачі визначення місця розташування високодебітних розвідувальних і експлуатаційних свердловин, продуктивність яких, найчастіше, контролюється, при всіх інших рівних умовах, зонами (ділянками) вторинної зміни порід з високими ємкісно-фільтраційними властивостями. Останні у свою чергу зв'язані з “відкритими” (флюїдопровідними) структурами, представленими як правило зонами розущільнення, вилуговування, підвищеної тріщинуватості і флюїдопровідності гірських порід, що успішно фіксуються за матеріалами аерокосмічних зйомок.

Таким чином, однієї з основних задач аерокосмогеологічних досліджень на сучасному етапі нафтогазопошукових робіт є прогнозування (виявлення) у продуктивному розрізі зон вторинно-змінених порід з високими ємнісно-фільтраційними властивостями, а основним об'єктом досліджень на локальному рівні - зони (ділянки) розущільнення і підвищеної флюїдопровідності гірських порід. Разом з тим, за матеріалами аерокосмічної зйомки не можна однозначно відповісти на питання про глибину закладення виявлених зон; про їх зв'язок із глибинними флюїдами, у тому числі і з джерелами вуглеводнів; установити (кількісно) зміни флюїдопровідності по простяганню й у вузлах перетинання прогнозних зон, визначити справжні параметри (ширина, площа) таких зон на місцевості, особливо в геологічно закритих нафтогазоносних районах, і, в остаточному підсумку, дати більш обгрунтований прогноз для постановки пошуково-розвідувальних робіт.

Для вирішення перерахованих вище задач необхідне залучення додаткових методів досліджень, що задовольняли б наступним умовам:

а) оперативність; б) достовірність; в) економічність

Одним з таких методів є, на думку автора польова газортутна зйомка.

Розділ 2

ТЕОРЕТИЧНІ АСПЕКТИ ЗАСТОСУВАННЯ ГАЗОРТУТНОГО МЕТОДУ

ПРИ ПОШУКАХ НАФТИ І ГАЗУ

Уперше на близькі умови міграції ртутьовміщуючих еманацій і вуглеводнів було указано в роботах А.А.Саукова, В.П.Федорчука і Т.А.Габріелянца. Згодом, спочатку В.Э.Поярковим, а пізніше Н.А.Кудрявцевим було висловлене припущення про можливий генетичний зв'язок ртуті і вуглеводнів. Подальший розвиток уявлення про парагенезис ртуті і вуглеводнів одержало в роботах В.З.Фурсова, Н.А.Озерової, Ю.И.Піковського, В.В.Глушко, К.Гольдбехера, Е.П.Мюллера, Ф.Тайлогу, Г.Х.Дікенштейна, Р.Г.Панкіна, В.К.Гавриша, А.М.Добрянського, Л.А.Добрянського, М.В.Курило, А.І.Кисіль, А.І.Анцифорова, А.В.Пастухова, М.В.Трофімова, Д.Е.Шпагіна й ін.

Незалежно від точки зору авторів на генезис нафти (біогенний, абіогенний) і ртуті (магматичний, метаморфічний, мантійний) усі вони сходяться в питаннях про єдність умов формування, міграції і накопичення покладів ртуті і вуглеводнів.

Основні теоретичні передумови застосування газортутної зйомки в комплексі з АКГД, на підставі аналізу літературних джерел та власних досліджень, можна сформулювати в такий спосіб:

1.

2. Найбільш доступними і досить ефективними в сучасних економічних умовах методами виявлення зон підвищеної роздробленості земної кори є аерокосмогеологічні. За рахунок одночасного охоплення великих територій і різного ступеня генералізації вихідної аерокосмічної інформації можна оперативно одержати дані про тріщинно-розривну мережу практично будь-якої території (від нафтогазоносної області до конкретної нафтогазоносної площі).

3. З іншої сторони глибинні розломи є каналами для вертикальної міграції атомарної ртуті з верхньої мантії в приповерхні шари земного кору, а нафтові і газові поклади на шляху її міграції виступають як сорбційні пастки

4. Вміст ртуті в нафті в 5 - 100 разів вище кларку, а в газах нафтових і газових родовищ концентрація ртутних парів у 5 - 1000 разів перевищують загальний фон.

5. Унаслідок підвищеної температури і гідростатичного тиску в межах покладів ВВ, пари ртуті утворюються з газів і нафти, фільтруються і дифундують по тріщинами і мікротріщинам у приповерхні шари земної кори, де і формуються газортутні ореоли розсіювання.

6. На відміну від ВВ, пари ртуті хімічно і біологічно стійкі, а слабка розчинність ртуті в ґрунтових водах і значна сорбованність гірськими породами стають перешкодою для інтенсивного виносу її з області джерела. Велика атомна вага ртуті (у 7 разів вища за вагу повітря й у 12.5 разів за вагу метану) сприяє нагромадженню ртуті в ґрунтовому і підгрунтовому повітрі

Низький кларк ртуті в гірських породах (4 - 6 х 10-6 %) обумовлює низькі концентрації парів ртуті в ґрунтовому і підгрунтовому повітрі, що дозволяє виділяти широкий спектр газортутних ореолів розсіювання по інтенсивності. При цьому однорідність розподілу концентрацій (мала дисперсія вмісту) парів ртуті в підгрунтовому, (5 - 20 пг/л) і в приземному повітрі (1 - 2пг/л) поза родовищами, зон глибинних розломів і місць антропогенного забруднення дає можливість виявляти відносно малі аномальні значення їхнього вмісту.

Таким чином, на основі АКГД і високоточного кількісного аналізу концентрацій ртутних парів у грунтовому повітрі (грунтово-рослинний шар - природний геохімічний бар'єр) можна установити продуктивність товщ, що залягають більш глибоко. При цьому, зони розущільнення земної кори можуть бути, як місцями локалізації ВВ так і джерелами дифузійного потоку атомарної ртуті. Ізоконцентратами аномалій ртутних парів у межах родовищ ВВ можуть окреслюватися зони мікротріщинуватості, причому тільки ті, які мають фільтраційні зв'язки з покладами ВВ, чи з глибинними розломами, як амплітудними, так і без зсуву (зонами розтягання і вторинної тріщинуватості). У такий спосіб за допомогою АКГД і польової газортутної зйомки можна виявляти ділянки і зони з підвищеними ємнісно-фільтраційними властивостями продуктивних горизонтів, а отже, давати більш обгрунтований прогноз для постановки пошуково-розвідувального й експлуатаційного буріння.

Розділ 3

МЕТОДИКА КОМПЛЕКСНОГО ЗАСТОСУВАННЯ МАТЕРІАЛІВ ДИСТАНЦІЙНОГО ЗОНДУВАННЯ І ПОЛЬОВИХ ГАЗОРТУТНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ПРИ ВИВЧЕННІ ГЕОДИНАМІЧНО АКТИВНИХ ЗОН І ПРОГНОЗІ ПОКЛАДІВ ВУГЛЕВОДНІВ.

В даному розділі розглядається раціональний комплекс прийомів і методів досліджень, апробований автором при нафтогазопошукових роботах в областях з різними структурно-тектонічними умовами. Висвітлюються особливості використання аерокосмічних матеріалів на регіональному і детальному рівнях при пошук нафти і газу.

Методиці застосування матеріалів космо- та аерозйомок при пошуках вуглеводнів завжди приділялось багато уваги. Найбільш відомі узагальнюючі роботи належать таким дослідникам, як Л.Б.Аристархова, Г.І.Амурський, С.М.Богородський, В.П.Гаврилов, Е.Ф.Румянцева, П.Ф.Флоренський, Б.М.Можаєв, Д.М.Трофімов, Л.М.Розанов, А.В.Тевельов, Л.П.Полканова, В.І.Грідін, В.І.Лялько, Л.О.Ніколаєнко, В.С.Готинян, В.М.Перерва, А.Й.Недошовенко. та ряду інших вчених. Незважаючи на значний досвід використання дистанційних матеріалів в різних структурно-тектонічних умовах багатьох нафтогазоносних провінцій, питання геодинамичного моделювання сучасної тектонічної обстановки, прогнозу зон підвищеної тріщинуватості та флюїдопровідності гірських порід, залученню додаткової геохімічної інформації у комплекс аерокосмогеологічних досліджень приділено недостатньо уваги.

Запропонована методика базується на принципі геодинамічного моделювання - вивчення взаємозв'язків між тектонічними напругами і деформаціями земної кори. Найбільш зручним інструментом для цього є матеріали аерокосмічних зйомок, які дозволяють, за рахунок одночасного охоплення великих територій і фіксації найменших тектонічно визначених змін ландшафту, простежити складно побудовані парагенетичні асоціації складчасто-розривних структур. Останні, як правило, залежать від тектодинамічних умов району досліджень і є індикаторами строго визначених систем тектонічних напруг. Природно, що при побудові моделі використовується весь фактичний матеріал, накопичений традиційними геолого-геофізичними методами.

Основні операції при прогнозі ділянок і зон підвищеної тріщинуватості та флюїдопроникливості на базі комплексного використання дистанційних та газортутних досліджень зводяться до наступного:

1) Цілеспрямоване дешифрування матеріалів космо- та аерозйомок на регіональному та детальному рівні( М1:1000000-25000).

2) Геодинамічне моделювання на основі результатів дешифрування та залучення апріорної геолого-геофізичної інформації.

3) Виділення прогнозних ділянок і зон з підвищеними ємнісно-фільтраційними властивостями.

4) Розбраковка їх по ступеню достовірності та флюїдопроникливості за допомогою польових газортутних досліджень.

5) Виділення перспективних ділянок і зон для постановки першочергових нафтогазопошукових робіт.

На регіональному рівні у запропонованому методичному підході основні завдання аерокосмогеологічних досліджень зводяться до вивчення геотектонічного розвитку території, аналізу кінематики тектонічних рухів вздовж виявлених систем лінеаментів і відомих розривних порушень, визначенню головних тектонічних напруг і виділенню регіональних зон стиску і розтягнення у осадовому чохлі.

На детальному рівні при виявленні ділянок і зон з підвищеною тріщинуватістю гірських порід пропонуються наступні методичні прийоми аерокосмогеологічних досліджень:

1.

2. Виділення спрямлених ділянок ерозійної мережі.

3. Виділення систем взаємоперпендикулярних напрямків лінеаментів.

4. Структурно-геологічне (структурно-геоморфологічне) дешифрування.

5. Польові дослідження, що включають:

-

-

-

Аналіз і узагальнення фактичного матеріалу. Виділення прогнозних ділянок і зон підвищеної тріщинуватості. Завірочні профільні, або площадні газортутні дослідження.

Розділ 4

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ РОБІТ

В розділі детально висвітлюються результати комплексних аерокосмогеологічних і експериментальних газортутних досліджень проведених особисто автором на родовищах ВВ у Закавказзі (Самгорі, Південний Купол, Мцарехеві), Передкавказзі (Гойт-Корт, Ханкала) та України (у межах ДДЗ: Качанівське, Юльївське, Новотроїцьке, Рудівське, Яблунівське та ін.; у Карпатах: Бориславське, Добошанське та ін.). Даються рекомендації що до впровадження запропоновоного комплкесу у практику нафтогазопошукових робіт.

Профільні виміри концентрації ртутної пари у підґрунті на досліджуваних площах виявили підвищені її значення над зонами розломів, у межах віддешифрованих лінеаментів і прогнозних ділянках з підвищеною тріщину-ватістю осадового чохла та над нафтогазовими покладами. Аномальні значення склали: 60 - 300 х 10-9мг/л при фонових концентраціях 30 - 40х10-9 мг/л. Над порожніми локальними структурами та за межами родовищ зростання концентрації ртуті не відмічено.

У 1996-98 рр. на Яблунівському полігоні та суміжних площах ДДЗ вперше були виконані цілеспрямовані площадні дослідження. Основними завданнями при постановці цих робіт було: по-перше, з'ясувати можливості комплексного застосування аерокосмогеологічних та газортутних досліджень при оцінці продуктивності локального об'єкта; по-друге, прогнозування напрямку пошуково-розвідувальних робіт та визначення ділянок для оптимального розміщення експлуатаційного буріння.

В результаті дешифрування аерокосмоматеріалів різного рівня генералізації було виявлено, що Яблунівське родовище ВВ знаходиться у вузлі перехрещення регіональних лінеаментів ортогонального та діагонального простягання, які при переході на детальний рівень досліджень (М 1:25000 - 1:50000) проявляються у ландшафті у вигляді широких (приблизно 4-5 км) зон згущення лінеаментів аналогічного простягання.(Рис.1) На основі аналізу сучасної геодинамічної обстановки був зроблен висновок, що найбільш проникні ділянки (підвищена тріщинуватість) слід чекати у вузлах перетину систем північно-східного та північно-західного простягання

Аналіз площадної концентрації ртутної пари у повітрі підгрунтя показав, що максимальні її значення (більш ніж 150 х 10-9 мг/л при фонових показниках 30-40 х 10-9 мг/л) пов'язані з вузлом перетину зон лінеаментів діагонального та субширотного простягання, де знаходиться сам поклад. В цілому контур підвищених концентрацій ртутної пари відповідає контуру газоносності і чітко фіксує дві ділянки ( західну та східну) з максимальною продуктивністю свердловин.(Рис.2). Разом з тим межа аномальних концентрацій ртутної пари у південно-західному та південно-східному напрямку виходять за межі газоносності. Розташування їх добре корелюється з положенням виявлених лінеаментних зон та окремими лінеаментами північно-західного, північно-східного та субмеридіонального простягання. Таким чином виявлені системи лінеаментів фіксують ділянки підвищеної флюїдопровідності земної кори, а вузли та зони їх перетину можуть розглядатися як ділянки з підвищеними ємнісно-фільтраційними властивостями гірських порід.

Виходячи з цього, при всіх рівних умовах напрямок пошуково-розвідувальних робіт прогнозується на південний захід та південний схід у межах виявлених лінеаментних зон. При цьому оптимальні умови для постановки експлуатаційного буріння слід чекати у вузлах перетину виявлених лінеаментів (або у зонах їх впливу) де фіксуються підвищенні концентрації ртутної пари. Справедливість цього висновку підтверджується результатами буріння свердловин №№ 200 та 201, які пробурені на південний захід та південний схід від прийнятого на момент досліджень контуру газоносності. Випробування, проведені у 1998-99 рр., після виконання даних робіт дали додатні результати.

Аналіз емпіричних даних одержаних у межах альпійської зони та Дніпрово-Донецької западини показав, що найбільш позитивні результати запропонований комплекс робіт дозволяє отримувати у зонах з підвищеною неотектонічною активністю. Зокрема у Карпатському регіоні це Скибова зона, у ДДЗ це Південний борт ї Центральна частина. У Передкарпатському прогині у його рівнинній частині і на Північному борту ДДЗ аномалії концентрацій ртутних парів над розломами і нафтогазовими родовищами менш виразні і інтерпретація одержаних результатів потребує постановки більш детальних досліджень.

ВИСНОВКИ

(основні положення, що захищаються)

У дисертації обґрунтовується можливість комплексного застосування дистанційних аерокосмогеологічних і польових ртутометрічних методів при пошуках вуглеводнів. Основнимиі результатами виконаних досліджень є:

1.

2. Теоретично обгрунтовано і експериментально доказано, що комплексне застосування матеріалів аерокосмічних і газортутних зйомок дозволяє оперативно виявляти і розбраковувати розривні порушення і зони розущільнення гірських порід по ступеню їх флюїдопроникливості.

3. На підставі вивчення розподілу концентрацій парів ртуті у межах нафтогазоносних площ України і Кавказу зроблено висновок, що найбільші її значення фіксуються на родовищах вуглеводнів (незалежно від типу пастки), що приурочені до активних на новітньому етапі глибинних розломів, або знаходяться безпосередньо у зонах їхнього впливу.

4. Виявлено, що найбільш контрастні та вузькі ртутні аномалії фіксують розривні порушення виявлені, як геолого-геофізичними, так і аерокосмогеологічними методами. Скупчення ВВ навпаки фіксуються загальним поступовим підвищенням аномальних концентрацій ртуті, від периферії до центру покладу, причому найінтенсивніші аномалії припадають на крила та склепіння локальних структур. В межах покладів, що розробляються виявлена мозаїчна картина пікових значень концентрації парів ртуті, що разом з даними АКГД, вказує на нерівномірну флюїдопроникливість осадової товщі по площі і, можливо на різну ступінь насичення вуглеводнями продуктивних шарів.

5. Запропонований комплекс досліджень дозволяє разом з даними промислової геології і геофізики вибирати оптимальніші умови для розташування пошуково розвідувальних та експлуатаційних свердловин.

Рис.1 Схема зіставлення результатів дешифрування аерокосмознімків з даними польової газометрії: 1-Лінеаментні зони. 2-Вузли перетину лінеаментних зон. 3-Ізоконцентрати ртутної пари у повітрі підгрунтя

Рис.2. Схема зіставлення аномальних концентрацій ртутної пари у повітрі підгрунтя з продуктивністю пластів Т-1, В-17: 1-Ізогіпси покрівлі продуктивного горизонту Т-1. 2-Тектонічні порушення за даними буріння. 3-Контур газоносності продуктивних пластівТ-1, В-17. 4-Ізо-концентрати ртутної пари у повітрі підгрунтя.

Основні положення дисертації викладені більш ніж в 20 публікаціях і звітах з НДР, головними з яких є:

1.

2. Результаты детальных аэрокосмогеологических исследований и перспективы их дальнейшего развития в Восточной Грузии. // Аэрокосмогеологические исследования в комплексном решении нефтегеоло-гических задач. (Опыт, эффективность, проблемы). - М.: ИГиРГИ, 1992. - С. 122-128.

3.

4.

5. Информация ИСЗ "Січ-1" в решении актуальных проблем нефтегазовой геологии. // Космічна наука і технологія - К.:1996. Т.2 - № 3-4 - С.49-54.(у співавторстві з Перервою В.М., Лялько В.І., Шпаком П.Ф.)

6. Ландшафтно-геоіндикаційні та атмогеохімічні дослідження при вивченні нафтогазоносних структур ДДЗ. // Вісник Киівського університету. - 1997. вип.42 - С.47-53. (у співавторстві з Тарангулом Д.О.)

7. Деякі теоретичні аспекти комплексування аерокосмогеологічних та атмогеохімічних досліджень при нафтогазопошукових роботах. // Мінеральні ресурси України. - 1999 - № 1 - С.4-9.(у співавторстві з Перервою В.М)

8. Методичні основи комплексного використання аерокосмогеологічних та газортутних досліджень при нафтогазопошукових роботах. // Нові методи в аерокосмічному землезнавстві.- К.: 1999. - C. 211-221.

9. Застосування польової ртутометрії у комплексі аерокосмогеологічних досліджень при пошуках вуглеводнів. / Актуальні проблеми геології України.-К.: Київський університет.- 2000. – С.83-84

10.

Співавтори не заперечують, що у надрукованих колективних роботах питання, що захищаються у дисертаційній роботі розглянуті особисто дисертантом, який був ініціатором ідей та їх безпосереднім виконавцем.

Філіпович В.Є. Комплексне застосування дистанційних аерокосмогеологічних і польового газортутного методів при пошуках покладів вуглеводнів ( на прикладі нафтогазоносних площ альпійської зони і Дніпрово-Донецької западини) – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 05.07.12 - дистанційні аерокосмічні дослідження – Центр аерокосмічних досліджень Землі ІГН НАН України, Київ, 2000.

Дисертація присвячена питанням комплексного застосування аерокосмічної і наземної газометричної інформації при пошуках покладів вуглеводнів. Розвивається новий геодинамічний підхід до аналізу й інтерпретації матеріалів аерокосмічної зйомки. На основі теоретичних і експериментальних даних обґрунтовується перспективність застосування польової ртутометрії в комплексі аерокосмогеологічних досліджень для виявлення ділянок і зон із вторинною тріщинуватістю і підвищеною флюїдопровідністю гірських порід. Різке поліпшення колекторських властивостей продуктивних горизонтів, що очікується у таких зонах, дозволяє вибирати оптимальні умови для розміщення пошуково-розвідувального й експлуатаційного буріння.

Ключові слова: аерокомогеологічні дослідження, геодинамічне моделювання, газортутна зйомка, нафтогазопошукові об'єкти.

Филиппович В.Е. Комплексное применение дистанционных аерокосмогеологических и полевого газортутного методов при поисках залежей углеводородов (на примере нефтегазоносных площадей альпийской зоны и Днепрово-Донецкой впадины). – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геологических наук по специальности 05.07.12. – дистанционные аэрокосмические исследования – Центр аэрокосмических исследований Земли ИГН НАН Украины, Киев, 2000.

Диссертация посвящена вопросам комплексного применения аэрокосмической и наземной газометрической информации при поисках залежей углеводородов. Выделяется самостоятельный объект исследований – зоны и участки разуплотнения (повышенной флюидопроводимости) земной коры. Развивается новый геодинамический подход к анализу и интерпретации материалов аэрокосмической съемки для выявления таких объектов. Для оценки количественных показателей современной флюидопроводимости прогнозируемых объектов и оценки нефтегазового потенциала локальных структур предлагается использовать полевую ртутометрию, применение которой в нефтегазопоисковой геологии базируется на общности условий миграции и аккумуляции ртути и углеводородов. Изучение распределения концентраций паров ртути в пределах нефтегазоносных структур позволило сделать ввывод, что наибольшие ее значения фиксируются на месторождениях углеводородов (независимо от типа ловушки), приуроченых к активным на новейшем этапе глубинным разломам или находятся непосредственно в зонах их влияния. На основе теоретических и экспериментальных данных, полученных автором на нефтегазоносных площадях Украины и Кавказа показано что коплексное применение материалов аерокосмических и газортутных съемок позволяет оперативно выявлять и разбраковывать разрывные нарушения и зоны разуплотнения горных пород по степени их флюидопроницаемости. Резкое улучшение колекторских свойств продуктивных горизонтов, ожидаемое в этих зонах, наряду с данными промысловой геологии, позволяет выбирать оптимальные условия для поисково-разведочного и эксплуатационного бурения.

Ключевые слова: аерокосмогеологические исследования, геодинамическое моделирование, газортутная съемка, нефтегазопоисковые объекты.

Filipovich V.E. Integral use of remote sensing and field gas mercury methods at the search of hydrocarbon accumulations (using the alpine zone and Dnieper-Donets depression, as the examples). – Manuscript.

Thesis for scientific degree of candidate of geological sciences on speciality 05.07.12 – remote aerospace researches – Centre of Aerospace Research of the Earth, Institute of Geological Sciences, National Academy of Sciences of Ukraine), Kiev, 2000.

The thesis is devoted to the problems of integral use of aerospace and ground gasometric data at the prospects of hydrocarbon accumulations. In the work new geodynamic approach to analysis and interpretation of air and space survey data is developed. At the basis of theoretical and experimental data, the prospectively of the field mercury metering use in the set of air and space geological investigations is substantiated for recognition of areas with secondary fracturing and higher fluid conductivity of rocks. Presence of such zones, where significant improvement of the production horizons reservoir properties is possible allows to choose the optimum conditions for prospect and operational drilling.

Key words: aerospace research, geodynamic simulation, gas mercury survey, oil and gas prospecting objects.