МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОИСКОВ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ И ГАЗА В ЧЕРНОМ МОРЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННЫХ СПУТНИКОВЫХ СЪЕМОК
* (ЦАКИЗ ИГН НАНУ), (ЦАКИЗ ИГН НАНУ), (ЦАКИЗ ИГН НАНУ)
В пределах украинской части Черного моря по данным гидроакустического профилирования установлены выделения углеводородных газов, которые, очевидно, связаны с залежами углеводородов (УВ) [1, 2]. Следует отметить, что выделения УВ с дна моря происходят при достижении определенного уровня объемов газа и давлений, при которых в соответствующий момент времени происходит прорыв УВ из области их генерации (накопления) и миграция в верхнюю часть геологического разреза. Поэтому для выявления проявлений миграции УВ на дне моря или на поверхности моря необходимо комплексирование гидроакустического и спутниковый мониторинг. Гидроакустические наблюдения имеют высокую информативность при выявлении выделений газа с дна моря, однако не могут в короткие периоды покрывать большие площади. В то же время при больших объемах выделений УВ-газов с дна моря, которые обычно вызваны прорывами из гигантских скоплений для их выяления могут использоваться спутниковые методы. Их применение может быть особенно эффективным при поисках месторождений УВ на малоизученных участках акваторий.
Вертикальный подъем углеводородных газов со дна к поверхности моря вызывает вынос холодных придонных морских вод к поверхности моря (процесс газлифтинга), что приводит к образованию на поверхности моря аномалий понижения температуры, которые выявляют по материалам спутниковых съемок в тепловом диапазоне. Обобщенная феноменологическая модель выноса холодных вод газовыми факелами и переноса углеводородов из подводных залежей нефти и газа через толщу моря с последующим разносом течениями в виде нефтяных сликов показана на рис. 1.
Миграция природной нефти по разломным зонам из глубинных залежей до дна моря и всплывание ее со дна к поверхности моря приводят к образованию пленок нефти, которые выявляют с помощью радиолокационных спутниковых методов. Таким образом, прогноз нефтегазоносности аэрокосмическими методами базируется на выявлении проявлений на поверхности моря вертикальной миграции углеводородов из залежей УВ, которые находятся на значительных глубинах.
В 2005 г. с использованием вышеприведенного прогноза была пробурена и успешно испытана параметрическая буровая скважина Субботина-401, которая открыла нефтяное месторождение па Прикерченском шельфе [2]. На северо-западном шельфе Черного моря по радарным данным выявлена еще одна зона морских нефтепроявлений (Рис. 3), тяготеющая к структурам Прибойная, Альбатрос и Мартовская, которая имеет высокий поисковый приоритет.
Рисунок 2. Прогнозный нефтеперспективный участок cеверо-западного шельфа Черного моря по данным интерпретации радарных космоснимков (вероятная зона истечения нефти показана синим кольцом).
На рис. 3 приведен фрагмент временного разреза по одному из региональных профилей, отработанных по заказу НАК «Нафтогаз Украины» в пределах северо-восточной части Черного моря, на глубине моря более 1400 метров в рисунке сейсмозаписи выделяются два сходящихся вблизи дна моря глубинных разлома, вдоль которых, очевидно, происходит миграция глубинных флюидов, в том числе углеводородов. Она проявляется в аномальном поведении рельефа дна моря, которое вызвано смещением пластов и выносом терригенных осадков потоком газа, образуя характерные воронки или «оспины» на морском дне (pockmarks – англ.).
В левой части фрагмента временного разреза тремя желтыми стрелками обозначено направление миграции из источника, которому соответствует интервал времени 3200-3400 мс, а в правой части - из источника УВ, который соотвествует времени более 4400 мс. Приведенный пример свидетельствует о существовании значительных потоков УВ-газов из осадочной толщи в морскую толщу и атмосферу и возможности их выявления с помощью спутниковых методов.
Основой спутниковых методов поисков залежей нефти и газа на море являются эффекты влияния миграции УВ на физические свойства поверхностного слоя и поверхности моря. В частности, процессы миграции УВ из скоплений нефти и газа в земных недрах, могут создавать аномалии температуры поверхности моря (ТПМ). Величина этих аномалий зависит от объемов миграции УВ из их скоплений, а также от проницаемости осадочной толщи, залегающей над залежами УВ. Таким образом, выявление газоперспективных участков в море спутниковыми методами основано на выявлении аномалий понижения ТПМ [1-4].
Рисунок 3. Фрагмент временного разреза поодному из региональных профилей,
отработанных в Черном море (НАК «Нафтогаз Украины», 2005 год)
Для определения ТПМ широкое применение нашли съемки в инфракрасном диапазоне метеорологического спутника NOAA, который позволяет измерять ТПМ с точностью до одной десятой доли градуса по Цельсию. На тепловых инфракрасных снимках моря отображаются температурные изменения поверхности воды, на которых участки с высокой температурой наблюдаются в виде более светлых (теплых) тонов, а с низкой – темных (холодных). Учитывая периодичность пульсационных процессов вертикальной миграции ВВ, для повышения надежности прогноза нефтегазоносности необходимо применять спутниковый мониторинг – периодическую регистрацию спутниковых изображений моря, что позволяет изучать физические характеристики морской поверхности и приповерхностного слоя морской толщи.
Поиск газоперспективных участков выполняют по аномалиям понижения температур поверхности моря, которые образуются за счет выноса холодных придонных вод газами, выделяющимися со дна моря при их миграции из глубинных залежей УВ. Использование многократных съемок в теплый сезон года и обработка рядов изображений, зарегистрированных в тепловом диапазоне, позволяют повысить эффективность спутниковых методов выявления аномалий, связанных с миграцией УВ из глубинных залежей газа. Обработка изображений выполняется с использованием процедур накопления географически привязанных изображений, зарегистрированных в тепловом диапазоне, построения карт частот аномалий температурного поля и программ сегментации результативных карт температур.
Определение местоположения газоперспективных участков проводится с помощью таких процедур:
- обработка и накопление рядов изображений спутника NOAA, зарегистрированных в тепловом диапазоне, выявление аномалий среднего понижения температур поверхности моря;
- статистический анализ и сегментация тепловых изображений среднего пространственного разрешения (спутников Landsat, SPOT и другие);
- построение карт частот аномалий понижения температур поверхности моря;
- проверка связи выявленных спутниковых аномалий понижения температур с выделениями газа с дна моря проводится помощью гидроакустического профилирования;
- определение местоположения продуктивных блоков структур путем выделения и прослеживания разрывных нарушений от дна моря до глубин залегания продуктивных горизонтов по сейсмоакустическим и сейсмическим разрезам.
Учет сноса течениями и ветром спутниковых аномалий, связанных с миграцией нефти и газа, производится с помощью разработанного в ЦАКИЗ способа, на который получен патент [3].
Учет сноса потока миграции УВ из глубинных залежей по разломным зонам, которые обычно не являются вертикальными, производится на основе детального изучения систем разрывных нарушений в геологическом разрезе и включает следующие этапы [4, 5]:
- сейсмоакустическое профилирование на участке выявленных аномалий (на частотах 60-300 Гц);
- интерпретация сейсмоакустических и сейсмических глубинных разрезов;
- прослеживание разрывных нарушений на участках выделений нефти и газа сверху до глубины залегания продуктивных горизонтов.
- построение и интерпретация интегрированных карт результатов спутниковых методов и априорной геолого-геофизической информации
Комплексная интерпретация интегрированных карт спутниковой и геолого-геофизической информации включает прогноз залежей нефти и газа, подготовку рекомендаций на постановку детальных сейсморазведочных работ или бурение глубоких буровых скважин. При этом особое внимание уделяется использованию векторных слоев - структурных карт по основным отражающим горизонтам, геометрических характеристик разрывных нарушений, приводного ветра, направлений и скоростей течений, маршрутов интенсивного движения судов и др.). На основе анализа сейсмической информации определяется и учитывается невертикальность миграции УВ из глубинных залежей по разрывным нарушениям до дна и поверхности моря. Предложенная технология позволяет выявлять нефтегазоперспективные участки моря c использованием материалов спутниковых съемок.
, , и др. Комплексирование аэрокосмических и геофизических методов при прогнозе нефтегазоносности северо-западного шельфа Черного моря // Космічна наука і технологія, т.8, № 2/3, 2002, с. 149-166. Kitchka A. Radar Imaging Application for Hydrocarbon Exploration Offshore Ukraine Case Study, Black Sea Basin // Геолог України, № 1, 2011. – С. 54-60. І., І. Спосіб пошуку покладів газу на морі / Патент України на винахід № 000. Опубліковано 26.04.2011 р. в Бюлетені № 8. І., І., Спосіб пошуку нафтогазоносних об’єктів на морському шельфі. Патент України на винахід № 000. Зареєстровано 15 січня 2007 р. І., , І. Спосіб виявлення нафтогазоперспективних ділянок на морському шельфі / Патент України на винахід № 000, 2009.- 11 с.
