Результаты оценки перспектив нефтегазоносности участков расположения импактных структур частотно-резонансным методом обработки данных дистанционного зондирования Земли

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Институт прикладных проблем экологии, геофизики и геохимии,

Результаты оценки перспектив нефтегазоносности участков расположения импактных структур частотно-резонансным методом обработки данных дистанционного зондирования Земли

С.П. Левашов



Анализируются результаты оценки перспектив нефтегазоносности участков расположения крупного импактного кратера Сильян в Швеции, локального поискового участка в его пределах, а также двух небольших структур на территории США. Экспериментальные исследования проведены с использованием мобильной прямопоисковой технологии частотно-резонансной обработки и интерпретации данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), которая работает в рамках “вещественной” парадигмы геофизических исследований. В процессе выполнения исследований метод оперативной оценки максимальных значений пластовых давлений флюидов в коллекторах был усовершенствован -- дополнен возможностью оценки давлений в различных (в том числе глубинных) интервалах разреза. На площади расположения кратера Сильян обнаружено и закартировано 16 аномальных зон типа “газ”, “нефть + газ”, “газ + вода”, а в пределах локального участка -- 6 аномалий типа “газ” и “газ + вода”. Значения пластового давления флюидов варьируют в пределах аномалий в интервале от 2,2 до 8,0 МПа. Пробуренные в кратере Сильян скважины (в том числе глубокие Gravberg-1 и Stenberg-1) не попадают в контуры обнаруженных аномалий. На площади расположения кратера Panther Mountain (США) обнаружено шесть аномальных зон типа “залежь газа”, а на поисковой площади “Big Basin” (США) -- пять аномалий типа “нефть + газ” и четыре -- типа “газ”. Обнаруженные аномалии следует считать локальными участками для первоочередного детального изучения геофизическими методами и разбуривания. Это по сути зоны “sweet spots”. Результаты исследований свидетельствуют о наличии в пределах импактных структур локальных участков и зон, перспективных на обнаружение скоплений углеводородов (УВ) в коммерческих объемах. Применение мобильных методов “прямых” поисков скоплений УВ в районах распространения коллекторов и структур различного типа будет способствовать значительному повышению коэффициента успешности бурения (увеличению количества скважин с коммерческими притоками УВ). Усовершенствованная методика оценки пластовых давлений флюидов в различных горизонтах разреза может найти широкое применение для оперативной оценки перспектив нефтегазоносности глубинных горизонтов разреза. Наличие значительного количества аномальных зон типа “залежь нефти и газа” (в том числе в кристаллических породах на глубине) в пределах кратера Сильян, расположенного на Балтийском щите, можно считать дополнительным свидетельством в пользу абиогенного происхождения УВ.

Ключевые слова: кратер Сильян, нефть, газ, скважина, спутниковые данные, прямые поиски, мобильная технология, аномалия типа “залежь”, коллектор, обработка данных ДЗЗ, интерпретация.

Введение

В настоящее время в различных регионах земного шара активно и целенаправленно проводятся геолого-геофизические исследования с целью оценки углеводородного потенциала районов распространения нетрадиционных коллекторов -- сланцев, угленосных массивов, плотных песчаников, верхней части кристаллического фундамента. Не остаются без внимания исследователей и структуры нетрадиционного типа, в том числе импактные. Об интересе к таким структурам свидетельствуют, в частности, статьи [2, 23], опубликованные совсем недавно -- в 2014 г.

Поиски промышленных скоплений нефти и газа в пределах импактных структур непосредственно или в окрестностях их расположения целенаправленно проводятся на протяжении значительного периода времени. Некоторые результаты выполненных исследований в этом направлении представлены и анализируются в работах [26, 27].

Ниже приводятся результаты исследований авторов, проведенных с использованием мобильной и прямопоисковой технологии в пределах крупного импактного кратера Сильян (Швеция), а также на площади двух других структур аналогичного типа в США.

Объект и цели исследований. Целесообразно отметить, что площадь расположения импактного кратера Сильян в Швеции и его углеводородный потенциал представляют существенный интерес для исследователей, в том числе для авторов. Достаточно напомнить, что в пределах кратера в целях поисков промышленных скоплений углеводородов (УВ) были пробурены две глубокие скважины (свыше 6000 м) -- Gravberg-1 и Stenberg-1. Результаты бурения скважины Stenberg-1 представлены в [33]. Бурение неглубоких скважин с целью поисков залежей газа в верхней части (осадочной) разреза ведется в пределах кратера и в настоящее время [32, 34] компанией Igrene [www.igrene.se].

Кратер Сильян расположен на Балтийском щите, мощность осадочных отложений на площади расположения кратера небольшая. В пределах Украинского щита авторами проведен значительный объем поисковых работ (рекогносцировочного и детализационного характера) с целью поисков коммерческих скоплений УВ [13, 15]. В этой ситуации вполне естественный интерес для специалистов может представлять возможность дальнейшего сопоставления результатов исследований в пределах двух щитов.

Приступая к экспериментальным исследованиям, авторы поставили перед собой две основные задачи:

Оперативная оценка перспектив нефтегазонос- ности крупного участка расположения кратера Сильян в режиме рекогносцировочных исследований (обработка спутникового снимка кратера в мелком масштабе -- 1 : 200 000).

Оценка перспектив обнаружения коммерческих скоплений газа на площади локального (западного) поискового участка в детализаци- онном режиме исследований (обработка снимка в масштабе 1 : 40 000). Выбор в пределах этого участка оптимального места для заложения поисковой скважины на газ.

В процессе обсуждения полученных результатов со специалистами авторы приняли решение провести аналогичные экспериментальные работы демонстрационного характера в пределах еще двух поисковых площадей в США -- на участке расположения небольшого кратера Panther Mountain [29] в штате Нью-Йорк и на поисковой площади Big Basin [28] в штате Канзас.

В январе 2016 г. небольшой объем дополнительных экспериментов был проведен на кратере Сильян, а также в пределах еще двух кратеров -- на Луне и Марсе.

Метод исследований. Оперативно выполнить такой объем экспериментальных исследований в различных регионах мира возможно только с применением мобильного и прямопоискового метода частотно-резонансной обработки и интерпретацией данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) [10--12]. Этот метод базируется на принципах “вещественной” парадигмы геофизических исследований [12], сущность которой состоит в поиске конкретного (искомого) вещества -- нефти, газа, газоконденсата, золота, урана, воды и др. Методика оценки максимальных значений пластового давления в коллекторах [11] является составляющей метода.

Акцентируем внимание на том, что частотнорезонансный метод обработки и декодирования данных ДЗЗ представляет собой компоненту применяемой авторами прямопоисковой мобильной технологии. В состав этой технологии входят также наземные геоэлектрические методы становления короткоимпульсного электромагнитного поля (СКИП) и вертикального электрорезонансного зондирования (ВЭРЗ) [8, 9, 12].

Следует отметить, что геоэлектрические методы авторы начали применять для решения разнообразных практических задач намного раньше, чем метод обработки спутниковых снимков. Однако подавляющее большинство результатов в последние годы (начиная с 2010 г.) было получено с использованием метода частотно-резонансной обработки данных ДЗЗ. Это обусловлено тем, что поисковые работы на различные виды полезных ископаемых выполняются с использованием указанного метода в лабораторных условиях, без организации и проведения полевых работ. Такой подход делает метод супермобильным и малозатратным -- предоставляет уникальную возможность проводить экспериментальные и демонстрационные исследования в различных регионах земного шара за собственные средства.

Технология в целом, а также отдельные ее компоненты апробированы на многочисленных поисковых объектах (более 250) в различных регионах мира [8--20, 35]. Метод активно использовался для поисков коммерческих скоплений УВ в областях распространения нетрадиционных коллекторов: кристаллических пород [13, 15], плотных песчаников [19], отложений баженовской свиты [14, 18], сланцев [16]. Технология применялась для оценки перспектив нефтегазоносности поисковых блоков и площадей на шельфе [17, 35], а также глубинных горизонтов разреза [20].

Метод частотно-резонансной обработки данных ДЗЗ используется на первом этапе исследований. На втором этапе работ обнаруженные и закартированные аномальные зоны (перспективные объекты) могут быть заверены и детализированы наземными прямопоисковыми геоэлектри- ческими методами СКИП и ВЭРЗ [8, 9, 12].

В статье [15] приводятся результаты детального обследования (с использованием частотнорезонансного и наземных геоэлектрических методов) трех локальных поисковых участков в пределах Украинского щита с целью выбора наиболее перспективного для разбуривания, а также определения оптимального места для заложения поисковой скважины.

В работе [19] результаты применения частотно-резонансного метода обработки данных ДЗЗ на Оболонской импактной структуре (Украина) сопоставляются с материалами комплексных геолого-геофизических и геохимических исследований [23].

Перечисленные и активно используемые мобильные прямопоисковые методы разрабатывались экспериментальным путем. Выполняемые с их применением практические поисковые исследования, а также экспериментальные работы демонстрационного характера предоставляют важный материал для усовершенствования как самих методов, так и методических приемов их практического использования для решения конкретных поисковых задач. В последнее время авторы не оставляют также без внимания исследования с целью теоретического обоснования применяемых методов. Некоторые наработки в этом направлении исследований в тезисной форме сформулированы в статье [25].

При проведении работ по оценке нефтегазоносности участков расположения кратеров отработан новый методический прием оценки значений пластового давления в коллекторах, который существенно расширяет потенциальные возможности частотно-резонансной технологии. Сущность нового методического приема состоит в следующем.

Традиционно оценка максимальных значений пластового давления проводится следующим образом. В пределах обнаруженных аномальных зон регистрируются аномальные отклики для резонансных частот газа, которые изменяются с априори принятым шагом. Если на очередном шаге (значении частоты) аномальный отклик не фиксируется, то по значению частоты на предыдущем шаге с использованием экспериментальной зависимости определяется максимальное значение пластового давления флюидов в коллекторах. Другими словами, процесс перебора (изменения) частот прекращается сразу же на шаге измерений, на котором не фиксировался (регистрировался) аномальный отклик.

При выполнении исследований в районе кратера Panther Mountain [29] впервые апробирована усовершенствованная методика оценки значений давления. Суть ее состоит в том, что с учетом значений гидростатического давления анализируется весь интересующий исследователей интервал разреза, например от поверхности до глубины 6 км. В этом случае процесс регистрации аномальных откликов не прекращается даже при их отсутствии на определенных интервалах разреза. Практические эксперименты показали, что такой методический прием вполне оправдан -- аномальные оклики в пределах некоторых аномальных зон фиксируются на различных интервалах (сегментах) резонансных частот, что свидетельствует о возможности выделения и приближенной оценки глубин залегания пластов (коллекторов), перспективных на обнаружение коммерческих скоплений УВ в различных интервалах разреза. В принципе, этот усовершенствованный прием оценки пластовых давлений флюидов в коллекторах может найти широкое применение при оценке перспектив нефтегазоноснос- ти глубинных горизонтов разреза.

Импактный кратер Сильян: результаты исследований. Исходные данные для обработки. В качестве исходных материалов при проведении исследований использовались карты-схемы блоковых структур кратера Сильян [32] и западного поискового участка в его пределах, на которых было показано положение пробуренных поисковых скважин, в том числе глубоких Gravberg-1 и Stenberg-1. Анализировался также разрез через пробуренные на локальном участке скважины.

Для последующей обработки и интерпретации были подготовлены спутниковые снимки практически всего кратера Сильян (рис. 1) в масштабе 1 : 200 000 и западного поискового участка (рис. 2) в масштабе 1 : 40 000. На спутниковые снимки также вынесено местоположение пробуренных скважин. Положение локального поискового участка в пределах кратера показано на рис. 1, 3, 4.

Результаты обработки. В процессе обработки спутниковых снимков регистрировались аномальные отклики на резонансных частотах нефти, газа и воды. дистанционный зондирование нефтегазоносность

На первом этапе работ проведена обработка спутникового снимка практически всего кратера (см. рис. 1) в масштабе 1 : 200 000 -- достаточно мелком рекогносцировочном. Небольшие перспективные объекты в этом масштабе пропущены. Всего на обследованной площади обнаружено и закартировано 16 аномальных зон типа “газ”, “нефть + газ”, “газ + вода” (см. рис. 3). На рис. 4 аномальные зоны показаны на спутниковом снимке площади обследования.

Оценки максимальных значений пластового давления флюидов, полученные с использованием традиционной методики их определения [11], варьируют в пределах выявленных аномальных зон в интервале от 2,2 до 8,0 МПа.

Общая площадь всех обнаруженных аномальных зон на площади кратера Сильян (рис. 3, 4) равна 239,5 км2. По отношению к площади обследованного снимка (3500 км2, см. рис. 1) это составляет: 239,5/3600 = 6,65 %.

Рис. 2. Спутниковый снимок западного поискового участка в пределах кратера Сильян (Швеция). Красными точками показано положение пробуренных скважин Fig. 2. Satellite image of western exploration block within the Siljan crater (Sweden). The red dots show the position of the drilled wells

Рис. 4. Контуры геоэлектрических аномальных зон типа “залежь УВ” на спутниковом снимке кратера Сильян (Швеция): 1 -- контуры аномальных зон типа “газ” и “нефть + газ”; 2 -- контур аномальной зоны типа “железокаменный метеорит” (регистрируется на резонансных частотах силикатов, никеля и самородного железа в интервале глубин 290--335 м); 3 -- тектонически ослабленные зоны; 4 -- контур локального поискового участка Fig. 4. Outlines of geoelectric anomalous zones of “gas reservoir” type on the satellite image of Siljan Crater (Sweden). 1 -- outline of the anomalous zones of “Gas” and “Oil&Gas” type; 2 -- contour of anomalous zone of “iron-stony meteorite” type (recorded on the resonance frequencies of silicates, nickel and native iron in the depths range of 290--335 m); 3 -- tectonically weakened zones; 4 -- contour of detailed investigation area

На втором этапе исследований спутниковый снимок западного поискового участка (см. рис. 2) обработан в масштабе 1 : 40 000 (детализационРис. 1. Спутниковый снимок участка расположения им- пактного кратера Сильян (Швеция). Красными точками показано положение пробуренных скважин Fig. 1. Satellite image of the area of Siljan impact crater location (Sweden). The red dots show the position of the drilled wells

Рис. 3. Карта геоэлектрических аномальных зон типа “залежь УВ” на площади расположения импактного кратера Сильян: 1 -- шкала значений пластового давления, МПа; -- тектонически ослабленные зоны; 3 -- контур локального поискового участка; 4 -- положение пробуренных скважин

Fig. 3. Map of geoelectric anomalous zones of the “HC deposit” type in the area of Siljan impact crater. 1 -- scale of maximal values of reservoir pressure, MPa; 2 -- broken tectonic zones; -- contour of the local prospecting b lock; 4 -- position of the drilled wells

Рис. 5. Карта геоэлектрических аномальных зон типа “газовая залежь” в районе импактного кратера Сильян (западный поисковый участок): 1 -- шкала значений пластового давления, МПа; 2 -- тектонически ослабленные зоны; 3 -- точка вертикального сканирования; координаты: E 14,50558, N 60,99591; 4 -- положение пробуренных скважин; 5 -- аномальные зоны типа “газ + вода”

Fig. 5. Map of geoelectric anomalous zones of the “gas deposit” type in the area of Siljan impact crater (Western prospecting block). 1 -- scale of maximal values of reservoir pressure, MPa; 2 -- broken tectonic zones; 3 -- point of the vertical scanning: coordinates - E 14,50558, N60,99591; 4 -- position of the drilled wells; 5 -- anomalous zones of “Gas + Water” type

ном). В пределах локального участка обнаружено 6 аномальных зон типа “газ” и “газ + вода” (рис. 5). Пластовые давления флюидов (оцененные по традиционной методике) изменяются в пределах аномалий в интервале от 3,4 до 5,4 МПа.

Суммарная площадь закартированных аномальных зон в пределах западного поискового участка (рис. 5) составляет 18,4 км2. По отношению к площади обследованного снимка (150 км2) это составляет: 18,4/150 = 12,27 %.

Обратим внимание на то, что с увеличением масштаба обработки спутниковых снимков общая площадь обнаруженных аномальных зон увеличилась практически в 2 раза (в процентном отношении). На рис. 3, 4 площадь единственной аномальной зоны типа “Gas” в пределах западной поисковой площади равна 8,8, а на рис. 5 -- 12,4 км2.

В центральной точке наиболее крупной аномии “Gas” (рис. 5) выполнено вертикальное сканирование спутникового снимка с целью оценки глубин залегания и мощностей отдельных газоносных пластов. Эта точка наиболее оптимальна для бурения поисковой скважины в контурах указанной аномальной зоны.

Данные вертикального сканирования в точке с координатами E 14,50558, N 60,99591 следующие: 1) 185--194 м -- газ + вода; 2) 270--282 м -- газ + вода; 3) 349--356 м -- газ + вода; 4) 455-- 458 м -- газ; 5) 458--463 м -- газ + вода. Сканированием в верхней части разреза выделено один газонасыщенный горизонт и четыре горизонта с водой и газом.

Дополнительная обработка. После апробации методики оценки пластовых давлений в различных интервалах разреза были проведены дополнительные исследования в пределах самой крупной аномальной зоны типа “Gas” (рис. 5) западного локального поискового участка. В центральной точке аномалии проведена регистрация аномальных откликов для более широкого интервала пластовых давлений. В результате, аномальные отклики зафиксированы в четырех интервалах пластовых давлений; MPa: 1) 4,2--5,0;

11,1-11,5; 3) 28,8-31,4; 4) 51,85-51,95. Эти интервалы показаны также на рис. 5.

В связи с этим и с учетом гидростатического принципа поисковыми интервалами глубин газовых залежей в пределах аномалии “Gas” можно считать следующие; м: 1) 420-500, ^мощность) = 80; 2) 1120-1150, Н = 30; 3) 2880-3140, Н = 260; 4) 5185-5195, Н = 100.

О скважине Vattumyren-03. В последнее время в пределах западного локального поискового участка пробурено несколько неглубоких скважин. Положение четырех из них показано на рис. 5. Отметим также, что через неделю после завершения работ по району кратера Сильян здесь было начато бурение скважины Vattumyren-03 (рис. 6). Геолого-геофизическое обоснование бурения, а также некоторые проектные материалы по скважине приведены в презентациях [32, 34].

Целесообразность бурения скважины Vattu- myren-03 обоснована результатами исследований, изложенными в презентации [32]. В частности, наиболее важные выводы сводятся к следующему: 1) природный газ был обнаружен на площади работ в интервале глубин до 690 м; 2) в районе бурения скважин существуют пласты-покрышки;

имеются также трещинные коллекторы в породах фундамента, сходные с коллекторами некоторых нефтяных и газовых месторождений, открытых в фундаменте; 4) в районе г. Мора на каждый квадратный километр площади приходится по крайней мере 0,2 км3 коллекторов; объем порово- го пространства для воды или газа оценивается приблизительно в 4--6 млн м3/км2.

К сожалению, у авторов отсутствовали координаты новой скважины, в связи с чем вертикальное сканирование разреза по спутниковому снимку в точке ее бурения не было проведено.

Скважина Vattumyren-03 расположена недалеко от пробуренных ранее скважин (см. рис. 5), заложенных на краю аномальной зоны “Gas”. По результатам обработки спутникового снимка локального участка (рис. 5) скважина Vattumyren-03 пробурена не в оптимальном месте, следовательно, вероятность получения в ней после завершения бурения коммерческих притоков газа невысокая.

Рис. 6. Положение новой, пробуренной в 2015 г. тестовой скважины Vattumyren-03 в районе г. Мора [34]

Fig. 6. The position of a new drilled in 2015 Vattumyren-03 test well near Mora city [34]

Наиболее оптимальный участок для заложения скважин -- район центральной точки аномальной зоны “Gas”, в которой проведено вертикальное сканирования геологического разреза.

Сведения о результатах бурения у авторов на момент написания статьи отсутствовали. Добавим также, что бурение скважин в этом районе проводит компания Igrene [www.igrene.se]. Информация о результатах бурения на ее сайте отсутствовала.

О локализации участка падения метеорита. В начале 2016 г. авторами проведены экспериментальные исследования с целью изучения возможности обнаружения по результатам декодирования спутниковых снимков участков нахождения остатков упавших метеоритов. Такого рода эксперименты проведены и в пределах кратера Сильян.

В результате обработки спутникового снимка в центральной части кратера обнаружена и закартирована аномальная зона типа “железокаменный метеорит”. Эта аномальная зона выделена по данным регистрации аномальных откликов на резонансных частотах силикатов, никеля и самородного железа. Положение аномальной зоны показано на рис. 4. В процессе сканирования спутникового снимка аномальные отклики зафиксированы в интервале глубин 290--335 м.

Участок расположения кратера Panther Mountain. Импактный кратер Panther Mountain расположен в штате Нью-Йорк, США [29]. Диаметр кратера ~10км, координаты центра: 42°04'08,55" N; 74°23'37,33" W. На спутниковом снимке кратера (рис. 7) [29] показано положение разведочной скважины Herdman (координаты: 42°06'6,00" N; 74°23'0,99" W), в которой с глубины 1630,68 м получен приток газа объемом 50 000 кубических футов в сутки.

Для проведения обработки был подготовлен спутниковый снимок участка расположения кратера в масштабе 1 : 50 000. При декодировании снимка впервые была апробирована дополнительная (усовершенствованная) методика оценки максимальных значений пластовых давлений в различных интервалах разреза.

Результаты исследований в пределах кратера Panther Mountain представлены на рис. 8. На площади обследования обнаружено и закартировано шесть аномальных зон типа “залежь газа”. При этом в аномальной зоне “Gas-1” выявлено три интервала возможного скопления газа, в аномальной зоне “Gas-2” -- два, во всех четырех остальных -- по одному. С учетом гидростатического принципа указанные на рис. 8 возле отдельных аномалий интервалы пластовых давлений можно перевести (приближенно) в интервалы глубин, в пределах которых целесообразно проводить поиски газовых коллекторов (залежей) методами вертикального сканирования данных ДЗЗ в лаборатории или ВЭРЗ в поле. В частности, для аномалии “Gas-1” интервалы глубин 700--1630, 2710--2900 и 3100--3260 м наиболее оптимальны для поисков газовых залежей.

На участке расположения кратера Panther Mountain общая площадь обнаруженных аномальных зон (рис. 8) равна 8,5 км2. По отношению к площади обследованного снимка (150 км2) это составляет: 8,5/150 = 5,67 %. Примечательно, что в процентном отношении суммарная площадь обнаруженных здесь аномалий меньше, чем в пределах кратера Сильян, хотя масштаб обработки намного крупнее, и существенно меньше, чем в пределах локального поискового участка, площадь которого также равна 150 км2.

Обратим внимание на то обстоятельство, что на рис. 8 аномальные зоны построены в значениях суммарной мощности перспективных поисковых горизонтов.

В пределах обнаруженных аномальных зон определены центральные точки, наиболее оптимальные для заложения поисковых скважин. Координаты центральных точек следующие:

Р*ис. 7. Спутниковый снимок импактного кратера Panther Mountain (Ulster County, Нью-Йорк, США). Показано положение скважины [29]

Fig. 7. Satellite image of impact craters Panther Mountain (Ulster County, NY, USA). The well location is shown [29]

Gas-1 - W 74,376007443, N42,109458131;

Gas-2 - W 74,3438163314, N42,0646739852;

Gas-3 - W 74,4421296931, N42,0446503023;

Gas-4 - W 74,3733973412, N42,0394829061;

Gas-5 - W 74,4464798525, N42,1073050492.

Рис. 8. Карта геоэлектрических аномальных зон типа “залежь газа” в пределах импактной структуры Panther Mountain (Нью-Йорк, США): 1 - шкала суммарной мощности перспективных поисковых горизонтов; 2 - тектонически ослабленные зоны; 3 - центральные точки аномальных зон; 4 -- положение пробуренной скважины Herdman

Из отдельного рисунка в работе [29] следует, что импактный кратер Panther Mountain (см. рис. 7) расположен в зоне распространения сланцев Marcellus в штате Нью-Йорк. В связи с этим можно считать, что результаты обработки спутникового снимка в районе кратера в определенной степени характеризуют также место расположения и структуру зон “sweet spots” в районе распространения сланцев. Результаты оценки перспектив нефтегазоносности локального участка на площади распространения сланцев Marcellus частотнорезонансным методом обработки спутниковых снимков представлены в статье [16].

К изложенному выше добавим следующее. В пределах распространения сланцев Marcellus обработан спутниковый снимок относительно крупного участка площадью 1434 км2 в масштабе 1 : 125 000, а снимок отдельного фрагмента в его пределах площадью 250 км2 - в масштабе 1 : 50 000 [16]. Суммарная площадь всех обнаруженных аномалий на крупном участке равна 185,79 км2. По отношению к общей площади участка это составляет: 185,79/1434 = 12,96 %. Суммарная площадь аномалий на локальном участке равна 50,86 км2, что составляет: 50,86/250 = = 20,4 % его площади. Сопоставив эти цифры с таковыми для участка расположения кратера Panther Mountain, можно сделать вывод о том, что аномальные зоны типа “нефть и газ” на площади распространения сланцев Marcellus распределены весьма неравномерно.

Поисковая площадь Big Basin. Краткие сведения о поисковой площади Big Basin (штат Канзас) приведены в работе [28]. Аэроснимок площади показан на рис. 9, на котором зафиксирована кольцевая структура диаметром 1 миля. Однако окончательно ее природа не установлена: это метеоритный кратер или карстовая воронка? На поисковой площади расположена продуктивная скважина BB-1 (красная точка на рис. 9). Координаты скважины BB-1: 37°14' 09,63" N, 100°00'13,72" W. Продуктивный горизонт (коллектор) мощностью 5,6 м расположен на глубине 1,686 м. При испытании этого интервала получены следующие притоки: 230 000 кубических футов газа в сутки;

PUc. 9. Спутниковый снимок поискового участка “Big Basin” (Канзас, США). Красная точка - продуктивная скважина BB-1, желтая - скважина Duvall-1. А, В - центры небольших карстовых воронок “Withers Sink” и “Little Basin” [28]

40 баррелей жидких флюидов в сутки, 20 % которых составляла нефть.

Спутниковый снимок поискового участка обработан в очень крупном масштабе -- 1:10 000. На обследованной площади обнаружено и закартировано пять аномальных зон типа “нефть + газ” и четыре аномальные зоны типа “газ” (рис. 10). На рис. 11 обнаруженные аномалии показаны на карте спектральных аномалий, закартированных на поисковой площади наземной спектрометрической аппаратурой [28].

В контурах обнаруженных аномалий выполнена оценка пластовых давлений флюидов в различных интервалах разреза. В результате выделено два интервала, перспективных на выявление скоплений нефти и газа (рис. 10, 11).

Суммарная площадь всех аномалий на поисковом участке Big Basin равна 2,2 км2 (см. рис. 10), что по отношению к площади обследованного снимка (10 км2) составляет 2,2/10 = 22 %.

Необходимо отметить, что площади отдельных аномальных зон здесь небольшие: максимальная -- 0,29 км2, минимальная -- 0,05 км2. Это обстоятельство еще раз наглядно демонстрирует, что с увеличением масштаба декодирования спутниковых снимков могут быть обнаружены и закартированы относительно мелкие аномальные зоны типа “залежь нефти и газа”.

Из рис. 10 следует, что продуктивная скважина ВВ-1 попадает на край аномальной зоны Oil&Gas-1, а аварийная скважина ВВ-2 (ВВ-2А) и непродуктивная ВВ-3 -- в зону тектонических нарушений.

Рис. 12. Результаты вертикального сканирования в точке V-1 на поисковом участке Big Basin. Аномально поляризованные пласты типа: 1 -- “вода + газ”, 2 -- “газ”, 3 -- “нефть”, 4 -- “вода”; 5 -- плотные породы; 6 -- перспективный интервал поиска

Fig. 12. Results of vertical scanning in point V-1 on the search area in Big Basin. Anomalous polarized layers of type: 1 -- “Water&Gas”, 2 - “Gas”, 3 - “Oil”, 4 - “Water”; 5 - “Dense rock”; 6 - promising interval of search

Возле продуктивной скважины ВВ-1 проведено вертикальное сканирование спутникового снимка в интервале глубин 800--1900 м с целью оценки глубин залегания и мощностей аномально поляризованных пластов (АПП) типа “нефть” и “газ”. В обследованном интервале выделено три АПП типа “газ” суммарной мощностью 6 м и три АПП типа "нефть" мощностью 9 м (рис. 12).

Согласно [28], на начальном этапе изучения углеводородного потенциала поискового участка в его пределах проведена наземная спектрометрическая (Relucent) съемка. Картируемые с ее использованием аномалии фиксируют участки (зоны) повышенной миграции УВ, что может указывать на наличие залежей нефти и газа. Съемка не позволят определять глубины залегания залежей, тем не менее может быть эффективным поисковым инструментом, особенно при использовании ее результатов в комплексе с другими имеющимися геолого-геофизических данными. Результаты спектрометрической съемки приводятся в [28]. Закартированные аномальные зоны типа “Oil&Gas” в пределах поискового участка Big Basin показаны также на карте спектральных (Relucent) аномалий (см. рис. 11). Эта схематическая карта наглядно демонстрирует, как соотносятся между собой аномальные зоны, картируемые разными геофизическими методами.

Импактные кратеры на Луне и Марсе. В 2016 г. начались экспериментальные исследования с целью изучения возможности применения частотно-резонансного метода обработки и декодирования спутниковых снимков других планет и спутников Солнечной системы. Исследования начались с импактных кратеров на Луне (рис. 13) [30] и Марсе (рис. 14), которые достаточно уверенно фиксируются на спутниковых снимках. На

Рис. 13. Результаты частотно-резонансного дешифрирования спутникового снимка кратера Коперник на Луне: 1 -- зона каменного метеорита (фиксируется на резонансных частотах силикатов на глубине с 435 м от поверхности кратера); 2 -- ослабленные зоны, зоны дробления пород Fig. 13. Results of the satellite image frequency-resonance decoding of the Copernicus crater on Moon. 1 -- zone of stony meteorite (fixed at the resonant frequencies of silicates at a depth of 435 m from the crater surface); 2 -- weakened zones, zones of crushing rocks

начальном этапе этих работ авторы поставили перед собой следующую задачу: можно ли использовать резонансные частоты, которые применяются при обработке спутниковых снимков отдельных участков земной поверхности, для обнаружения подобных структурных элементов и пород на других планетах и спутниках?

Такими структурными элементами в пределах импактных кратеров являются разломы (ослабленные зоны, участки дробления пород). На участках предполагаемого падения метеоритов проводилась регистрация аномальных откликов на резонансных частотах вещества, из которого состоят известные типы метеоритов.

На рис. 13 представлены результаты частотно-резонансной обработки спутникового снимка кратера Коперник на Луне. В пределах снимка достаточно уверено выделены зоны тектонических нарушений. Практически в центре кратера зафиксированы аномальные отклики на резонансных частотах силикатов, из которых состоят каменные метеориты. Аномальные эффекты на этих частотах фиксировались начиная с глубины 435 м от поверхности кратера.

В пределах кратера на Марсе (рис. 14) также выявлены и прослежены тектонически ослабленные зоны, а на участке предполагаемого падения метеорита зарегистрированы аномальные отклики на резонансных частотах самородного железа и никеля в интервале глубин 325--850 м от поверхности кратера. В верхней части обследованного снимка выделена и закартирована зона регистрации откликов на резонансных частотах воды в интервале глубин 85--110 м от поверхности.

Рис. 14. Результаты частотно-резонансного дешифрирования снимка марсианского кратера, расположенного в средней части южных широт Марса: 1 -- зона падения “железного” метеорита (фиксируется на резонансных частотах самородного железа и никеля в интервале глубин 325-- 850 м от поверхности кратера); 2 -- ослабленные зоны, зоны дробления пород; 3 -- зона регистрации откликов на резонансных частотах воды в интервале глубин Н = 85-- 110 м от поверхности

Выше отмечалось, что дополнительные исследования проведены также в пределах кратера Сильян, где зафиксирована зона возможного нахождения остатков метеорита (см. рис. 4).

Согласно экспериментам, на планетах и спутниках Солнечной системы зоны тектонических нарушений, вещество метеоритов и вода фиксируются на тех же резонансных частотах, что и на Земле.

Исследования в этом направлении целесообразно продолжить.

Предварительные выводы и краткие комментарии. Оперативно проведенные исследования на площади расположения импактного кратера Сильян, в принципе, можно считать реализацией давних планов (намерений) авторов более обоснованно оценить перспективы обнаружения коммерческих скоплений УВ и на локальных участках бурения глубоких скважин Gravberg-1 и Stenberg-1. При проведении работ с применением прямопоисковой технологии частотно-резонансной обработки данных ДЗЗ был получен значительный объем дополнительной и независимой информации о перспективах нефтегазоносности обследованной площади. В целом, можно констатировать, что результате проведенных работ оценки не противоречат данным бурения.

В результате исследований рекогносцировочного характера установлено главное: в пределах импактного кратера Сильян имеются перспективные на нефть и газ объекты (аномальные зоны), которые заслуживают детального изучения и разбуривания. Наиболее крупные по площади аномальные зоны уже обнаружены в результате проведенных исследований.

На основании максимального значения оценок пластового давления в 8,0 МПа, определенного на первом этапе работ в пределах обследованной площади, сделан предварительный вывод (с учетом гидростатического принципа) о том, что вероятность получения здесь коммерческих притоков УВ с глубин свыше 800--1000 м очень низкая. Однако результаты дополнительных исследований на западном поисковом участке с использованием усовершенствованной методики оценки пластовых давлений в различных интервалах разреза (в том числе глубинных) эту вероятность существено повысили.

Из рис. 3 следует, что пробуренные глубокие скважины Gravberg-1 и Stenberg-1 расположены в неоптимальных местах (по отношению к обнаруженным аномальным зонам). Это можно считать подтверждением отсутствия коммерческих притоков УВ в этих скважинах.

Сопоставление рис. 3 и 5 показывает, что увеличение масштаба обработки дает возможность обнаруживать и картировать небольшие аномальные зоны. Так, на рис. 3 в пределах западного локального участка обнаружена только одна аномальная зона, а на рис. 5 -- еще пять аномальных зон меньших размеров. Если спутниковый снимок локального участка обработать в более крупном масштабе (например, 1 : 15 000, 1 : 10 000), то количество обнаруженных (мелких) аномальных зон может увеличиться.

В процентном отношении суммарная площадь обнаруженных аномалий в пределах кратера Сильян больше, чем на участке расположения кратера Panther Mountain, хотя масштаб обработки здесь намного мельче. На локальном поисковом участке, площадь которого также равна 150 км2, отличие в суммарных площадях существенно возрастает.

Целенаправленное применение прямопоисковой технологии частотно-резонансной обработки данных ДЗЗ позволит ускорить и оптимизировать процесс поисков и разведки коммерческих скоплений УВ на площади импактного кратера Сильян.

Прямопоисковые наземные геоэлектриче- ские методы СКИП и ВЭРЗ могут быть использованы для детализации обнаруженных аномальных зон. Точность и информативность этих мобильных методов выше, чем технологии частотно-резонансной обработки данных ДЗЗ. Полевые работы с применением методов СКИП и ВЭРЗ проведены в 2013 г. с целью детального обследования обнаруженных частотно-резонансным методом обработки данных ДЗЗ аномальных зон типа “залежь УВ” на трех поисковых участках в пределах Украинского щита. Результаты проведенных исследований опубликованы [15].

Метод ВЭРЗ позволяет с высокой точностью определять (оценивать) глубины залегания и мощности аномально поляризованных пластов типа “нефть”, “газ”, “вода”, “кристаллический фундамент”, и др. С помощью этого метода в отдельных АПП типа “нефть”, “газ” и “газоконденсат” оцениваются также значения пластового давления флюидов. Результаты зондирований ВЭРЗ по площади предоставляют возможности рассчитывать объемы отдельных АПП, а также приближенно оценивать потенциальные ресурсы УВ в них [15].

В 2011 г. была выполнена частотно-резонансная обработка спутникового снимка участка расположения Оболонской астроблемы в масштабе 1 : 150 000. В пределах обследованной площади обнаружено три небольшие аномальные зоны с невысокими значениями пластового давления (порядка 6,5 МПа) [15]. Оценки пластовых давлений здесь сопоставимы с таковыми в районе кратера Сильян. Однако количество обнаруженных аномальных зон значительно меньше, чем на площади кратера.

При обследовании Оболонской структуры оценка перспектив нефтегазоносности глубинных горизонтов разреза не проводилась. Целесообразно в пределах этой структуры выполнить дополнительные исследования с использованием усовершенствованной методики оценки пластовых давлений в различных интервалах разреза.

Авторы не исключают возможности наличия в кристаллических основаниях импактных структур небольших залежей УВ жильного типа. Однако при мелкомасштабной обработке спутниковых снимков такие маломощные объекты не могут быть обнаружены и закартированы. Практический опыт исследований в Карпатах показал, что залежи жильного типа могут быть зафиксированы при обработке спутниковых снимков в очень крупном масштабе -- 1 : 2000 -- 1 : 1000.

К изложеному выше добавим следующее. В пределах кратера Сильян обнаружено относительно большое количество аномальных зон типа “залежь газа” и “залежь газа и нефти” (см. рис. 3), небольшие аномальные зоны не закартированы. Об этом свидетельствует, в частности, сопоставление рис. 3 и 5. Поэтому если в пределах обнаруженных аномальных зон бурением будут установлены залежи УВ с коммерческими притоками и будет организована их промышленная добыча, то для наращивания ресурсной базы в таких районах целесообразно провести обработку данных ДЗЗ в крупном масштабе для обнаружения и картирования небольших аномальных зон.

Использованный частотно-резонансный метод обработки и интерпретации данных ДЗЗ является по сути прямым(!) методом поисков и разведки рудных и горючих полезных ископаемых. В связи с этим обнаруженные и закартированные с его помощью аномальные зоны можно рассматривать как проекции на земную поверхность контуров скоплений УВ в разрезе изучаемой площади.

Метод частотно-резонансной обработки данных ДЗЗ является супероперативным! Его практическое использование предоставляет также возможность оперативно проводить дополнительные исследования на изученных участках с целью сопоставления полученных материалов с результатами обработки данных ДЗЗ на обследуемых площадях (объектах).

Можно констатировать, что освоение ресурсов УВ в областях распространения нетрадиционных коллекторов (в кристаллических породах щитов, а также в фундаменте осадочных бассейнов) целесообразно начинать с работы на участках обнаруженных аномальных зон (т. е. зон “sweet spots”), в пределах которых получены самые высокие оценки пластовых давлений или же установлено несколько интервалов нефтегазона- сыщения.

Методика оценки максимальных значений пластового давления флюидов в коллекторах позволяет существенно сузить площадь поисков залежей УВ, а следовательно, и участков для заложения поисковых скважин.

В пределах кратера Сильян, а также на всех обследованных площадях (в Украине, Польше, Румынии, Англии и США) [16] в рамках проекта “Газ в сланцевых коллекторах” выполнен только первый этап исследований -- рекогносцировочный. Обработка данных ДЗЗ на этом этапе осуществляется в относительно мелком масштабе. Поэтому результаты исследований рекомендуется использовать для выбора локальных участков (объектов) для детального опоиско- вания и последующего разбуривания.

Обратим еще раз внимание на относительно невысокие оценки максимальных значений пластового давления в коллекторах в пределах кратера Сильян (8,0 МПа) и Оболонской астро- блемы (6,5 МПа). Опыт проведения подобного рода исследований свидетельствует, что аномальные объекты с высокими значениями пластового давления в кристаллическом фундаменте (породах) могут быть зафиксированы. В частности, высокие значения пластового давления (сопоставимые с измеренными в скважинах) зафиксированы над известным месторождением “Белый Тигр” на шельфе Вьетнама [13].

Получены также высокие значения давления и на трех поисковых площадях на Украинском щите. Эти оценки подтверждены наземными методами СКИП и ВЭРЗ. Более того, методом ВЭРЗ на поисковых участках в кристаллических породах выделены АПП “газоконденсат” и “нефть” на глубинах до 3000 м [15].

То обстоятельство, что прогнозируемые залежи УВ в пределах кратера Сильян расположены также в верхней части разреза, можно считать и определенным преимуществом. В такой ситуации на бурение скважин существенно сокращаются затраты времени и ресурсов (финансов). Остается только выбирать оптимальные места (участки) для их заложения.

В решении этой задачи существенную помощь могут оказать прямопоисковые методы, в том числе разработанные и используемые авторами, -- частотно-резонансной обработки и интерпретации данных ДЗЗ, наземные геоэлектрические СКИП и ВЭРЗ.

При использовании последних может быть реализована следующая стратегия их применения.

А. Обработка и интерпретация данных ДЗЗ всего кратера в рекогносцировочном режиме исследований с целью обнаружения и картирования наиболее перспективных объектов (аномальных зон) для детального изучения и последующего разбуривания. В принципе, можно считать, что этот этап исследований на кратере Сильян уже реализован (см. рис. 3).

Результаты исследований на этом этапе анализируются совестно с имеющимися геолого-геофизическими материалами и выбираются наиболее перспективные объекты (аномальные зоны) для проведения детальных поисковых работ.

Б. Обработка спутниковых снимков участков расположения обнаруженных аномалий на первом этапе исследований в детализационном режиме (в более крупном масштабе). Можно считать, что некоторый объем такого рода исследований выполнен в пределах западного локального поискового участка, расположенного в пределах кратера Сильян (см. рис. 5). По результатам работ этого этапа выбираются наиболее перспективные объекты (аномальные зоны) для последующего разбуривания. Наиболее перспективна для разбуривания самая крупная аномальная зона (см. рис. 5).

В. Проведение в пределах наиболее перспективных аномальных зон детальных наземных полевых работ с использованием прямопоисковых методов СКИП и ВЭРЗ с целью оценки прогнозных ресурсов УВ в отдельных коллекторах (залежах) и выбора наиболее оптимальных мест для заложения поисковых скважин. Обработка данных ДЗЗ (спутниковых снимков) осуществляется достаточно оперативно. Затраты времени и ресурсов на проведение полевых работ намного выше (организация экспедиции, полевые измерения, камеральная обработка и интерпретация полученных материалов и пр.). В связи с этим в некоторых случаях целесообразность проведения полевых работ может быть поставлена под сомнение, и в первую очередь тогда, когда прогнозируемые целевые горизонты (залежи) расположены неглубоко, а следовательно, и затраты на бурение поисковых скважин невысокие. Такой вариант вполне может быть проанализирован и на этапе обследования и разбуривания обнаруженных аномальных зон в кратере Сильян.

К предыдущему параграфу добавим, что при бурении глубоких (и дорогостоящих) скважин детальные полевые исследования наземными гео- электрическими методами СКИП и ВЭРЗ следует проводить в обязательном порядке!

Обратим внимание на то, что на площади кратера Сильян пробурено относительно много скважин, в том числе две глубокие. Однако промышленных (коммерческих) скоплений УВ так и не обнаружено. В принципе, в этом нет ничего удивительного. Традиционные геофизические методы не являются прямыми методами поисков нефти и газа, коэффициент успешности бурения невысокий -- многие скважины не дают коммерческих притоков или оказываются сухими. Согласно [5, с. 3], “успешность поисково-разведочных работ в мире держится в среднем на уровне 30 %”. В этой связи и со значительным падением цен на нефть целесообразность повышения показателя успешности бурения не вызывает сомнений.

Заключение. Результаты обработки данных ДЗЗ участков расположения импактных кратеров Сильян (в пределах Балтийского щита) и Panther Mountain (на площади распространения сланцев Marcellus) подтверждают, в принципе, ранее сформулированные выводы для обследованных участков распространения нетрадиционных коллекторов (кристаллических пород, сланцев, отложений угольных бассейнов) [16].

Применение мобильных и оперативных методов “прямых” поисков скоплений УВ в районах распространения традиционных и нетрадиционных коллекторов в различных странах будет способствовать значительному повышению коэффициента успешности бурения (увеличению количества скважин с коммерческими притоками УВ).

Главный результат -- исследования еще раз продемонстрировали, что применение частотнорезонансного метода обработки и декодирования данных ДЗЗ позволяет оперативно обнаруживать и картировать аномальные зоны (или участки “sweet spots”) в пределах распространения пород- коллекторов нетрадиционного типа.

Принципиально важными для авторов представляются как разработка усовершенствованной методики оценки максимальных значений пластовых давлений в различных интервалах (горизонтах) разреза, так и практические результаты ее апробации. Во-первых, эта методика значительно расширяет потенциальные возможности мобильной и прямопоисковой технологии частотно-резонансной обработки и декодирования данных ДЗЗ. Во-вторых, оперативная технология может найти широкое применение при оценке перспектив нефтегазоносности глубинных горизонтов разреза, материальные и финансовые затраты на освоение которых возрастают. Кроме того, использование традиционной методика оценки максимальных значений пластовых давлений не дает возможности в полной мере объективно оценивать перспективы обнаружения промышленных скоплений нефти и газа в глубинных горизонтах разреза. Можно заключить, что результаты ранее проведенных исследований авторов с использованием частотно-резонансного метода обработки данных ДЗЗ в пределах многих поисковых площадей являются неполными -- весь доступный для освоения разрез в их пределах надлежащим образом не изучен.

В своих статьях и демонстрационных документах авторы постоянно отмечают, что структура и характеристические особенности картируемых с использованием прямопоисковых методов и технологий аномальных зон (перспективных объектов) находят свое логическое объяснение с позиций глубинного (абиогенного) синтеза УВ и их последующей вертикальной миграции в верхнюю часть земной коры и в атмосферу в рамках глобального процесса дегазации Земли. Результаты многочисленных исследований по проблеме глубинного происхождения УВ можно найти в публикациях авторов [1, 3, 4, 6, 7, 21, 22, 24, 31], а также в различных документах и материалах сайта [www.deepoil.ru]. Результаты практического опробования усовершенствованной методики оценки значений пластового давления в различных (в том числе глубинных) горизонтах разреза можно считать дополнительными (и достаточно весомыми) аргументами в пользу глубинного происхождения нефти и газа.

В очередной раз отметим, что представленными выше результатами исследований в полной мере продемонстрированы потенциальные возможности прямопоисковых методов и технологий при проведении в сжатые сроки рекогносцировочного обследования поисковых участков в районах распространения традиционных и нетрадиционных коллекторов. Апробированная технология частотно-резонансной обработки данных ДЗЗ может использоваться для предварительной оценки перспектив нефтегазоносности крупных по площади (и труднодоступных) нефтегазоносных территорий. Применение этой технологии может принести значительный эффект и при поисках скоплений УВ в нетрадиционных коллекторах (в том числе в районах распространения сланцев, пород баженовской свиты, угленосных формаций). Мобильная технология также заслуживает применения при исследованиях слабоизученных участков и блоков в пределах известных нефте- и газоносных бассейнов.



Литература

Багдасарова М.В. Дегазация Земли -- глобальный процесс, формирующий флюидогенные полезные ископаемые (в том числе месторождения нефти и газа) [Электронный ресурс] / М.В. Багдасарова // Электронный журнал “Глубинная нефть”. -- 2014. -- Т. 2, № 10. -- С. 1621--1644. -- Режим доступа: http://joumal.deepoil.ru/ images/stories/docs/DO-2-10-2014/5_Bagdasarova_2-10-

pdf (дата обращения: 05.01.2016).

Багрий И.Д. Обоснование новой поисковой технологии и ее адаптация на традиционных и нетрадиционных нефтегазоносных объектах импактных структур Украины / И.Д. Багрий // Геологічний журнал. --

- № 2 (351). - С. 105-126.

Валяев Б.М. Природа и особенности пространственного распространения нетрадиционных ресурсов углеводородов и их скоплений / Б.М. Валяев // Газовая промышленность. Нетрадиционные ресурсы нефти и газа. Спецвыпуск. -- 2012. -- С. 9-16.

...