Главная – Журналы – Геология и геофизика 2017 номер 12

Описан новый метод количественной оценки прогнозных ресурсов нефти, альтернативный традиционному методу геологических аналогий и наиболее приемлемый на зрелых стадиях освоения нефтегазоносных провинций. Метод базируется на законе распределения залежей нефти в осадочных бассейнах по запасам. Ранее в практике количественной оценки перспектив нефтегазоносности метод не применялся. Новый подход позволяет оценивать ресурсы нефти, сосредоточенные в мелких и мельчайших месторождениях нефти, и ориентировать геолого-разведочные работы на поиски таких месторождений. Рассмотрение ведется на примере Волго-Уральской провинции, для которой изложена история изучения и выявления залежей нефти и газа, даны оценки начальных и прогнозных ресурсов нефти, распределение по запасам неоткрытых месторождений нефти и вероятное количество залежей в них. Показано, что при объеме поискового бурения 500-550 тыс. м в год провинция способна обеспечить более 3 млрд т нефти на мелких и мельчайших месторождениях до середины текущего столетия и более, с устойчивой годовой добычей на уровне 40-50 млн т. Утверждается, что разработка мелких и мельчайших месторождений является прерогативой малого и среднего нефтяного бизнеса, что требует разработки соответствующей государственной программы.

На основе Q -кластерного анализа геохимических, гранулометрических и других вспомогательных данных по поверхностным донным осадкам Чукотского моря и прилегающих районов Северного Ледовитого океана (более 4700 числовых значений) выделено и картографически отображено 15 кластеров. Пространственное распределение кластеров отвечает участкам дна с разными обстановками осадконакопления. Геохимически и статистически подтверждено господство на изученной площади терригенной седиментации с механической сортировкой осадочного материала. При этом в химическом составе осадков, прежде всего, заметно уменьшение доли кремния при нарастании содержания алюминия в глубь моря. Биогенное осадконакопление имеет подчиненное значение и реализуется в повышенных концентрациях в осадках отдельных районов (Южно-Чукотская котловина, каньон Геральд) общего органического углерода, частично кальция, магния, бария, стронция и ряда других биогенных компонентов и химических элементов. Хемогенная и биохимическая седиментация (обогащение осадков железом, марганцем, ванадием, никелем, хромом, кобальтом и другими элементами, развитие аутигенных новообразований) находит свое отражение на участках дна с особым гидрохимическим режимом - в каньоне Геральд, на внешнем шельфе, в глубоководной части Северного Ледовитого океана.

Разрезы мезозоя архипелага Новосибирские острова являются ключевыми в понимании геологического строения слабоизученного шельфа восточной части моря Лаптевых и запада Восточно-Сибирского моря. Они являются также эталонными для интерпретации сейсмических профилей данной акватории. Однако остается еще много нерешенных вопросов, касающихся конструкции, латеральной протяженности и возрастных датировок мезозойских отложений, вызванных сложностью геологического строения и дислоцированностью разрезов. Проведенные исследования позволили впервые разработать фациальное районирование юры и мела в области сочленения моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря (Новосибирские острова и смежные районы на континентальной части Сибири). Усовершенствовано, а для ряда стратиграфических интервалов впервые разработано литостратиграфическое расчленение юры и мела. Фациальные особенности строения юрских и меловых толщ позволяют объединить их в три серии.

Синтез новых U-Pb изотопных данных (SHRIMP-II), полученных нами для Воронежского кристаллического массива (ВКМ), и опубликованных изотопных данных для архея Украинского щита (УЩ) позволил обосновать основные этапы эволюции коры Сарматии - фрагмента фундамента Восточно-Европейской платформы. Новые данные получены для 20 индикативных пород Курского блока (КБ) ВКМ. Проведено сопоставление эо- и палеоархейских пород КБ ВКМ (мафиты и тоналиты обоянского комплекса), ортогнейсов Днестровско-Бугской провинции УЩ (побужский гранулитовый комплекс), тоналитов и мафитов Приазовской провинции УЩ, которое свидетельствует о присутствии в Сарматии древнейшей континентальной коры, сформированной в интервале 3.75-3.60 млрд лет. Широкое распространение палеоархейских образований в строении нижних частей коры ВКМ следует из присутствия ксеногенного палеоархейского циркона в более молодых интрузиях . В мезоархее (3.2-3.0 млрд лет) восточная часть Сарматии - КБ ВКМ, Приазовская и Среднеприднепровская (СПП) провинции УЩ - представляла собой единую гранит-зеленокаменную область. Датированы два этапа кислого магматизма - 3.15-3.10 млрд лет (вулканиты зеленокаменных поясов и ТТГ-магматизм ВКМ и УЩ) и 3.05-3.00 млрд лет (вулканиты и ТТГ на УЩ и граниты КБ ВКМ) . Магматические и тектонометаморфические процессы (2.95-2.85 млрд лет) установлены на всей восточной части Сарматии. Активные эндогенные события, происходившие 2.85-2.80 млрд л. н., свидетельствуют о тектонической дифференциации территории. На большей части КБ, в Приазовье и в Побужье, имели место основной и кислый магматизм, деформации, метаморфизм и ультраметаморфизм в условиях амфиболитовой и гранулитовой фаций; образование ультраметаморфических гранитов за счет более древнего (3.0-3.5 млрд лет) протолита. Иное тектоническое положение имела СПП УЩ, где 2.81-2.86 млрд л. н. происходило формирование зрелых осадков, внедрение постскладчатых гранитов. Из геохронологических данных следует, что определяющая часть континентальной коры Сарматии была образована в мезоархее как за счет добавления ювенильного материала, так и в результате переработки более древних пород. Неоархейские события (2.8-2.5 млрд лет) в Сарматии проявлены слабо, что принципиально отличает ее от второго крупного фрагмента фундамента Восточно-Европейской платформы - Балтии, где эндогенные процессы в интервале 2.65-2.75 млрд лет являлись определяющими в ее строении.

Проведенные исследования флюидных включений в кварце из руд кварц-флюоритовой, пирит-халькопиритовой, пирит-молибденитовой и полисульфидной стадий Самолазовского месторождения современными методами термобарогеохимии (термо- и криометрия, рамановская спектроскопия, LA-ICP-MS анализ) позволили охарактеризовать флюидный режим процессов рудообразования данного месторождения. Определены состав газов, растворов включений и основные твердые фазы в их составе (преимущественно представленные сульфатами, карбонатами и хлоридами различных металлов). Установлены температуры гомогенизации включений, а также температуры эвтектики их растворов. Полученные результаты позволили оценить температуры флюидов во время образования руд каждой стадии, а также определить концентрации основных солевых компонентов. Необходимо отметить, что для выполнения этой работы на основе данных по растворимости из справочника В.Б. Когана была составлена диаграмма состояния системы Na₂SO₄-NaHCO₃-H₂O для температур <40 °C и концентрации Na₂SO₄ в растворе <35 мас. %, ранее не представленная в литературных источниках. При помощи LA-ICP-MS метода была определена металлоносность и геохимическая специфика каждой стадии рудообразования. Растворы кварц-флюоритовой стадии характеризуются повышенными содержаниями B, V, Co, Ni, Zn, As, Te, Cs, Ba, Mg, растворы пирит-молибденитовой стадии обогащены Ti, Ni, Nb, Mo, полисульфидной - Ca, As, Pb, Sb, Te, Ag, Rb, Ba, Sr. Кроме того, в составе включений была обнаружена самородная сера, что вкупе с присутствием сульфатной и сульфидной серы в составах растворов, газов и твердых фаз подтолкнуло авторов к изучению изотопного состава серы. В ходе работ было установлено, что сера Самолазовского рудного поля характеризуется облегченным изотопным составом (d³⁴S = -2.5… -13.4 ‰). Для объяснения формирования сульфидной серы в рудах месторождения авторами был предложен механизм образования сульфидной серы из флюида за счет высокотемпературной сульфат-редукции (>500-700 °C).

Впервые определены концентрации редкоземельных элементов и иттрия (REY) в четырех основных минеральных фазах гидротермально-осадочных железомарганцевых корок Японского моря. Показано, что редкоземельные элементы и иттрий сорбируются, в первую очередь, оксигидроксидами железа. Концентрация REY в остаточной алюмосиликатной фазе является вторым по значимости фактором, определяющим их состав. Марганцевая фаза, основная составляющая (до 85 % общего объема) гидротермально-осадочных железомарганцевых корок, занимает подчиненное место в накоплении REY. Реальный график распределения REY в гидротермально-осадочных железомарганцевых корках задуговых бассейнов отражается в сумме REY железистой (гидрогенной) и алюмосиликатной фаз, которая представлена суммой REY продуктов разрушения коренных пород, а также эндогенной (пирокластика) и экзогенной (пыль пустынь) составляющих.

Проведены комплексные исследования хранилища сульфидсодержащих отходов Салаирского горно-обогатительного комбината (СГОК) Дюков Лог. Данные геохимического опробования вещества, дополненные результатами частотного зондирования и электротомографии, позволили выявить зональность среды и установить зависимости геоэлектрических параметров среды от химического состава вещества отходов и минерализации поровых растворов. Предложенный подход позволит в будущем оценить объем накопленных хвостов. В настоящее время определены направления миграции дренажных потоков и доказано проникновение высокоминерализованных техногенных растворов в горизонт грунтовых вод.

Приведены результаты по изучению вариаций концентраций растворенного гелия в подземных водах Южного Прибайкалья, обусловленные сейсмическим процессом. В отличие от ранее проведенных подобных исследований, рассмотрены данные, полученные не только в глубинной воде Байкала, но и в артезианских скважинах Южного Прибайкалья. При этом рассчитывались коэффициенты корреляции концентраций между полученными данными в этих пунктах наблюдений, а также индикаторные функции и интегрированная индикаторная функция, которые позволяют объективно оценивать изменения концентраций во времени, предположительно обусловленные изменениями напряженно-деформированного состояния земной коры и, как вследствие этого, подготовкой очагов землетрясений, и тем самым прогнозировать время возникновения землетрясений.

Приводятся результаты термомагнитного анализа образцов донных отложений позднеплейстоцен-голоценового возраста, поднятых гравитационной трубкой (разрез GC-99) на Посольской банке оз. Байкал в точке бурения скв. BDP-99, выполненного в рамках проекта «Байкал-бурение». Проведено сравнение результатов с полученными ранее данными анализа образцов нижней (миоценовой) части разреза скв. BDP-98, пробуренной на Академическом хребте. Присутствие частиц самородного железа зафиксировано лишь в 14 образцах из 61. Концентрация частиц железа варьирует от ~10^-5 до 10^-4 %, их распределение близко к бимодальному с ярко выраженной «нулевой» модой. Результаты термомагнитного анализа подтверждены микрозондовым анализом: обнаружены лишь единичные зерна самородного железа, при этом только в одном образце установлено присутствие никеля. Отмечается большое количество зерен магнетита и титаномагнетита. Показано, что распределение частиц самородного железа в осадках оз. Байкал укладывается в глобальную статистическую зависимость от скорости осадконакопления: с ее увеличением наблюдается рост «нулевой» группы образцов (частицы железа отсутствуют). Сделано заключение о преобладании в изученных осадках среди частиц самородного железа частиц космического происхождения.

Высокочастотные электромагнитные технологии для оценки приповерхностного пласта обеспечивают высокое пространственное разрешение и новые возможности для петрофизической интерпретации данных. Дисперсия свойств горных пород и переход от масштаба поры до масштаба коллектора (гомогенизация) представляют две наиболее сложные проблемы. В электродинамике пористых сред используются различные законы смешения и дисперсии для гомогенизации свойств горных пород и описания их частотных характеристик. Законы смешения и дисперсия тесно связаны с основополагающим физическим принципом причинности и поэтому не могут быть введены произвольно. Для введения закона смешения/дисперсии необходимо доказать, что имеет место причинность. Для этого мы используем теорему Титчмарша и, в частности, одну из ее модификаций - соотношения Крамерса-Кронига. Причинность обсуждается для моделей Дебая, Коула-Коула, Хаврильяка-Негами и КМПВ. Дисперсия тесно связана с распространением волн. Оценка фазовых и групповых скоростей проливает свет на физику измерений фазы и амплитуды в поглощающей среде. Мы сделали оценку обеих скоростей и их зависимости от пространственных спектров или, другими словами, от расположения передающих и приемных элементов. Чтобы проиллюстрировать теоретические выводы, мы приводим в качестве примера диэлектрический каротаж. Обычно в современных диэлектрических инструментах используются амплитудные и фазовые данные для различных частот и положений датчиков. Измеренная фаза дискретна на высоких частотах, и требуется обнаружение ее дискретности, так же как и развертывание. Примечательно, что можно определить затухание пласта и угол потерь исходя из многочастотных/мультисенсорных амплитудных данных и преобразовать их в диэлектрическую проницаемость, удельное сопротивление и истинную непрерывную фазу. Преобразования инструментальных данных, используемых в этой статье, применимы для концептуального исследования и характерны для однородного пласта. Мы намеренно не учитываем точность измерений и распространение ошибок в процессе инверсии, поскольку они зависят от аппаратуры и способа обработки данных. При использовании различной аппаратуры требуются совместный анализ всех доступных данных и применение специальных методов шумоподавления, связанных со структурой системы сбора данных.