Геологический контроль газовых гидратов в море Лаптевых
|
Введение 3
1 Район исследований 7
1.1 Геологическое строение региона 7
1.1.1 Тектоническое районирование акватории моря Лаптевых 7
1.1.2 Разрывная тектоника в акватории моря Лаптевых 8
1.1.3 Стратиграфия осадочного чехла моря Лаптевых 9
1.2 Нефтегазоносность акватории моря Лаптевых 13
1.3 Гидратоносность моря Лаптевых 15
2. Материалы и методы 17
2.1 Материалы 17
2.2 Методика геофизических работ 19
2.2.1 Возбуждение колебаний 19
2.2.2 Приём колебаний 20
2.2.3 Регистрация колебаний 21
2.2.4 Система наблюдений 21
2.3 Обработка данных 22
3. Методика работ 23
3.1 Первичное изучение сейсмических разрезов 23
3.2 Интерпретация сейсмических разрезов 24
3.3 Составление карты поддонных глубин BSR 26
3.4 Выявление факторов, контролирующих гидратообразование в море 26
Лаптевых
4. Результаты 28
4.1 Результаты интерпретации сейсмических разрезов 28
4.2 Картирование BSR по площади и разрезу 36
4.3 Факторы геологического, контроля гидратообразования в море Лаптевых 37
4.3.1 Условия генерации углеводородных газов 37
4.3.2 Структурно-тектонический контроль гидратообразования 49
4.3.3 Геодинамический режим в пределах хребта Гаккеля, как фактор 40
контроля гидратообразования
Заключение 44
Список литературы 46
1 Район исследований 7
1.1 Геологическое строение региона 7
1.1.1 Тектоническое районирование акватории моря Лаптевых 7
1.1.2 Разрывная тектоника в акватории моря Лаптевых 8
1.1.3 Стратиграфия осадочного чехла моря Лаптевых 9
1.2 Нефтегазоносность акватории моря Лаптевых 13
1.3 Гидратоносность моря Лаптевых 15
2. Материалы и методы 17
2.1 Материалы 17
2.2 Методика геофизических работ 19
2.2.1 Возбуждение колебаний 19
2.2.2 Приём колебаний 20
2.2.3 Регистрация колебаний 21
2.2.4 Система наблюдений 21
2.3 Обработка данных 22
3. Методика работ 23
3.1 Первичное изучение сейсмических разрезов 23
3.2 Интерпретация сейсмических разрезов 24
3.3 Составление карты поддонных глубин BSR 26
3.4 Выявление факторов, контролирующих гидратообразование в море 26
Лаптевых
4. Результаты 28
4.1 Результаты интерпретации сейсмических разрезов 28
4.2 Картирование BSR по площади и разрезу 36
4.3 Факторы геологического, контроля гидратообразования в море Лаптевых 37
4.3.1 Условия генерации углеводородных газов 37
4.3.2 Структурно-тектонический контроль гидратообразования 49
4.3.3 Геодинамический режим в пределах хребта Гаккеля, как фактор 40
контроля гидратообразования
Заключение 44
Список литературы 46
Газовые гидраты (ГГ) - твёрдые кристаллические соединения, образующиеся из воды и газа при относительно низких температурах и высоких давлениях [Гинсбург, Соловьев, 1994]. В узлах кристаллической решётки газовых гидратов находятся молекулы воды, а в пустотах молекулы газа, общая формула газовых гидратов - М * пН2О. Газовые гидраты могут образовываться и сохраняться длительное время в зоне стабильности газовых гидратов (ЗСГГ), которая представляет собой часть литосферы и гидросферы, в условиях которой ГГ могут стабильно существовать [Матвеева, 2018]. Положение ЗСГГ и ее взаимосвязь с условиями гидратообразования в субаквальных условиях, продемонстрирована на рисунке 1.
отложения, которые могут быть частично сцементированы газовыми гидратами; а ниже - отложения, которые содержат свободный газ в поровом пространстве. На сейсмических разрезах подошва зоны стабильности проявляется, как отражающая граница, имитирующая морское дно (bottom simulating reflector, BSR) [Кремлёв и др., 1997]. Появление BSR на сейсмических разрезах обусловлено перепадом акустического импеданса между отложениями с ГГ и отложениями, содержащими газ в поровом пространстве. Контраст акустического импеданса объясняется тем, что отложения, сцементированные газовыми гидратами, имеют значительно большие скорости продольных волн в сравнении с окружающими морскими отложениями [Матвеева и др., 2018].
B SR - основной сейсморазведочный признак, используемый для выявления и изучения газовых гидратов, позволяющий оконтуривать гидратные скопления и получать информацию о гидратонасыщении осадочных толщ. BSR на сейсмических разрезах характеризуется специфическими, присущими только этой фазовой границе признаками [Кремлёв и др., 1997; Матвеева и др., 2018]:
1. BSR часто пересекает отражения от геологических границ, поскольку BSR - фазовая граница, не связанная с литологией;
2. BSR обычно субпараллелен рельефу морского дна, однако с ростом глубины морского дна растёт и его поддонная глубина (до сотен метров), а при приближении к шельфу BSR обычно выполаживается; в очагах разгрузки углеводородов BSR загибается вверх, в сторону морского дна;
3. полярность отражённого от BSR сигнала инверсирована относительно отражения от дна, что является следствием отрицательного значения коэффициента отражения;
4. BSR характеризуется высоким коэффициентом отражения, достигающим 30-100% коэффициента отражения от морского дна.
Косвенным признаком BSR является осветление волновой картины (blanking) в отложениях выше этого рефлектора из-за уменьшения контрастности акустического импеданса внутри гидратонасыщенных толщ [Матвеева и др., 2018]. Классический пример BSR, связанный со скоплением гидратов на хребте Блейк Аутер, показан на рисунке 2.
На сейсмических разрезах также можно наблюдать и псевдо-BSR - сейсмический горизонт, обусловленный фазовой границей перехода опала-А в опал-КТ Псевдо-BSR отличается от гидратообусловленного большими глубинами залегания и прямой полярностью [Матвеева, 2018].
Материалы: работа выполнялась в секторе нетрадиционных источников углеводородов ФГБУ «ВНИИОкеангеология». В основу работы положены материалы сейсморазведочных работ МОВ ОГТ 2D, предоставленных «ВНИИОкеангеология» в объёме 13120 км.
Объект исследования: Предполагаемое в пределах верхних 1000 м осадочного разреза акватории моря скопление газовых гидратов. Объект исследования расположен в пределах расчетной ЗСГГ на континентальном склоне и глубоководных котловинах моря Лаптевых.
Цель работы: определить факторы, контролирующие формирование скоплений газовых гидратов, выявляемых по данным сейсморазведки в акватории моря Лаптевых
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
• выполнить сбор и анализ доступных цифровых сейсморазведочных материалов по морю Лаптевых;
• выполнить переинтерпретацию данных МОВ ОГТ 2D в формате SEG-Y для выявления B SR;
• определить пространственные границы выявленных скоплений, построить карту глубины залегания BSR;
• изучить особенности геологии района исследований для выявления возможных структурно-тектонических факторов, контролирующих гидратообразование;
• изучить литературные материалы для определения иных возможных факторов газогидратообразования.
Личный вклад автора: Автором самостоятельно был переинтерпретирован 61 сейсмический разрез в глубоководной части моря Лаптевых в объёме 13120 погонных км. Выявлены многочисленные BSR и его атрибуты. Построены карты распространения глубины залегания BSR по площади и прослежена его связь с морфологией и геологическим строением хребта Гаккеля. Также автором самостоятельно выполнен анализ опубликованных и фондовых материалов по геологии района исследований для выявления геологических факторов, контролирующих гидратообразование.
Актуальность проблемы изучения газовых гидратов определяется:
• огромным ресурсным потенциалом субаквальных газовых гидратов -
только в исключительной экономической зоне России объём зоны стабильности газовых гидратов составляет около 92 млрд м3, а
прогнозируемые ресурсы газа газовых гидратов фильтрационного генезиса варьируют от 2,1 до 15,5 трлн м3 [Матвеева и др., 2021];
• техногенными рисками (взрывы, выбросы газа) при бурении на традиционные нефть и газ через гидратонасыщенные толщи;
• экологическими рисками, связанными с возможным выбросом большого объёма метана при диссоциации газовых гидратов (метан - значительно более сильный парниковый газ, в сравнении с углекислым газом).
отложения, которые могут быть частично сцементированы газовыми гидратами; а ниже - отложения, которые содержат свободный газ в поровом пространстве. На сейсмических разрезах подошва зоны стабильности проявляется, как отражающая граница, имитирующая морское дно (bottom simulating reflector, BSR) [Кремлёв и др., 1997]. Появление BSR на сейсмических разрезах обусловлено перепадом акустического импеданса между отложениями с ГГ и отложениями, содержащими газ в поровом пространстве. Контраст акустического импеданса объясняется тем, что отложения, сцементированные газовыми гидратами, имеют значительно большие скорости продольных волн в сравнении с окружающими морскими отложениями [Матвеева и др., 2018].
B SR - основной сейсморазведочный признак, используемый для выявления и изучения газовых гидратов, позволяющий оконтуривать гидратные скопления и получать информацию о гидратонасыщении осадочных толщ. BSR на сейсмических разрезах характеризуется специфическими, присущими только этой фазовой границе признаками [Кремлёв и др., 1997; Матвеева и др., 2018]:
1. BSR часто пересекает отражения от геологических границ, поскольку BSR - фазовая граница, не связанная с литологией;
2. BSR обычно субпараллелен рельефу морского дна, однако с ростом глубины морского дна растёт и его поддонная глубина (до сотен метров), а при приближении к шельфу BSR обычно выполаживается; в очагах разгрузки углеводородов BSR загибается вверх, в сторону морского дна;
3. полярность отражённого от BSR сигнала инверсирована относительно отражения от дна, что является следствием отрицательного значения коэффициента отражения;
4. BSR характеризуется высоким коэффициентом отражения, достигающим 30-100% коэффициента отражения от морского дна.
Косвенным признаком BSR является осветление волновой картины (blanking) в отложениях выше этого рефлектора из-за уменьшения контрастности акустического импеданса внутри гидратонасыщенных толщ [Матвеева и др., 2018]. Классический пример BSR, связанный со скоплением гидратов на хребте Блейк Аутер, показан на рисунке 2.
На сейсмических разрезах также можно наблюдать и псевдо-BSR - сейсмический горизонт, обусловленный фазовой границей перехода опала-А в опал-КТ Псевдо-BSR отличается от гидратообусловленного большими глубинами залегания и прямой полярностью [Матвеева, 2018].
Материалы: работа выполнялась в секторе нетрадиционных источников углеводородов ФГБУ «ВНИИОкеангеология». В основу работы положены материалы сейсморазведочных работ МОВ ОГТ 2D, предоставленных «ВНИИОкеангеология» в объёме 13120 км.
Объект исследования: Предполагаемое в пределах верхних 1000 м осадочного разреза акватории моря скопление газовых гидратов. Объект исследования расположен в пределах расчетной ЗСГГ на континентальном склоне и глубоководных котловинах моря Лаптевых.
Цель работы: определить факторы, контролирующие формирование скоплений газовых гидратов, выявляемых по данным сейсморазведки в акватории моря Лаптевых
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
• выполнить сбор и анализ доступных цифровых сейсморазведочных материалов по морю Лаптевых;
• выполнить переинтерпретацию данных МОВ ОГТ 2D в формате SEG-Y для выявления B SR;
• определить пространственные границы выявленных скоплений, построить карту глубины залегания BSR;
• изучить особенности геологии района исследований для выявления возможных структурно-тектонических факторов, контролирующих гидратообразование;
• изучить литературные материалы для определения иных возможных факторов газогидратообразования.
Личный вклад автора: Автором самостоятельно был переинтерпретирован 61 сейсмический разрез в глубоководной части моря Лаптевых в объёме 13120 погонных км. Выявлены многочисленные BSR и его атрибуты. Построены карты распространения глубины залегания BSR по площади и прослежена его связь с морфологией и геологическим строением хребта Гаккеля. Также автором самостоятельно выполнен анализ опубликованных и фондовых материалов по геологии района исследований для выявления геологических факторов, контролирующих гидратообразование.
Актуальность проблемы изучения газовых гидратов определяется:
• огромным ресурсным потенциалом субаквальных газовых гидратов -
только в исключительной экономической зоне России объём зоны стабильности газовых гидратов составляет около 92 млрд м3, а
прогнозируемые ресурсы газа газовых гидратов фильтрационного генезиса варьируют от 2,1 до 15,5 трлн м3 [Матвеева и др., 2021];
• техногенными рисками (взрывы, выбросы газа) при бурении на традиционные нефть и газ через гидратонасыщенные толщи;
• экологическими рисками, связанными с возможным выбросом большого объёма метана при диссоциации газовых гидратов (метан - значительно более сильный парниковый газ, в сравнении с углекислым газом).
В ходе работы выполнена переинтерпретация материалов МОВ ОГТ в море Лаптевых в объеме 13120 пог.км. Выявлено 99 гидратообусловленных аномалий типа BSR. Картирование BSR позволяет предполагать, что большую часть Лаптевоморского шельфа занимает крупное скопление газовых гидратов общей площадью 62 тыс.км2. Поддонная глубина BSR (положение подошвы зоны стабильности газовых гидратов) изменяется от 100 м на бровке шельфа до 460 м на глубоководных котловинах моря Лаптевых и от 120 м в осевой части хребта Гаккеля до 460 м на его флангах.
По данным фондовых работ выявлена сеть разрывных нарушений под BSR. Разрывные нарушения, прослеживаемые до подошвы ЗСГГ могут рассматриваться, как флюидопроводники, обеспечивающие рассредоточенную миграцию флюидов, в зону стабильности газовых гидратов.
Мощный осадочный чехол в местах обнаружения BSR обеспечивает необходимую для генерации достаточного количества газа степень преобразования органического вещества.
В результате выполнения работы были выявлены следующие факторы, контролирующие образование гидратов фильтрационного генезиса в отложениях моря Лаптевых: 1) мощность осадочного чехла, обеспечивающая генерацию газа для гидратообразования; 2) структурно-тектонический контроль, обеспечивающий наличие газопроводящих зон - разломов для поступления газа в ЗСГГ; 3) геодинамический контроль, обусловленный наличием в пределах хребта Гаккеля повышенной тепловой и тектонической активности. Все поставленные научные задачи решены, цель работы достигнута.
Практическая значимость работы. Результаты, полученные автором в ходе выполнения данной выпускной работы, войдут в отчет ФГБУ «ВНИИОкеангеология» по государственному заданию «Актуализация количественной оценки газовых гидратов в акваториях морей России», где автор является исполнителем. Данные о глубине залегания BSR и его свойства геотермометра будут использованы ФГБУ «ВНИИОкеангеология» для описания теплового поля в районе работ, а также для количественных оценок метана в газовых гидратах моря Лаптевых.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность сотрудникам ФГБУ «ВНИИОкеангеология», где выполнялась работа, А.А. Черных за предоставленный доступ к материалам, О.В. Назаровой, А.В. Бочкарёву за рекомендации при выполнении работы и доступ к неоходимому программному обеспечению, а также за консультативную помощь и поддержку при ее выполнении. Автор благодарит научных руководителей работы д.г.-м.н. Г.А. Черкашёва, к.г.-м.н. Т.В. Матвееву за научное руководство, поддержку и ценные советы при выполнении и написании текста выпускной работы. Отдельную благодарность автор выражает Т.С. Сакулиной за консультационную помощь по работе с геофизической информацией и написанию соответствующих глав.
По данным фондовых работ выявлена сеть разрывных нарушений под BSR. Разрывные нарушения, прослеживаемые до подошвы ЗСГГ могут рассматриваться, как флюидопроводники, обеспечивающие рассредоточенную миграцию флюидов, в зону стабильности газовых гидратов.
Мощный осадочный чехол в местах обнаружения BSR обеспечивает необходимую для генерации достаточного количества газа степень преобразования органического вещества.
В результате выполнения работы были выявлены следующие факторы, контролирующие образование гидратов фильтрационного генезиса в отложениях моря Лаптевых: 1) мощность осадочного чехла, обеспечивающая генерацию газа для гидратообразования; 2) структурно-тектонический контроль, обеспечивающий наличие газопроводящих зон - разломов для поступления газа в ЗСГГ; 3) геодинамический контроль, обусловленный наличием в пределах хребта Гаккеля повышенной тепловой и тектонической активности. Все поставленные научные задачи решены, цель работы достигнута.
Практическая значимость работы. Результаты, полученные автором в ходе выполнения данной выпускной работы, войдут в отчет ФГБУ «ВНИИОкеангеология» по государственному заданию «Актуализация количественной оценки газовых гидратов в акваториях морей России», где автор является исполнителем. Данные о глубине залегания BSR и его свойства геотермометра будут использованы ФГБУ «ВНИИОкеангеология» для описания теплового поля в районе работ, а также для количественных оценок метана в газовых гидратах моря Лаптевых.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность сотрудникам ФГБУ «ВНИИОкеангеология», где выполнялась работа, А.А. Черных за предоставленный доступ к материалам, О.В. Назаровой, А.В. Бочкарёву за рекомендации при выполнении работы и доступ к неоходимому программному обеспечению, а также за консультативную помощь и поддержку при ее выполнении. Автор благодарит научных руководителей работы д.г.-м.н. Г.А. Черкашёва, к.г.-м.н. Т.В. Матвееву за научное руководство, поддержку и ценные советы при выполнении и написании текста выпускной работы. Отдельную благодарность автор выражает Т.С. Сакулиной за консультационную помощь по работе с геофизической информацией и написанию соответствующих глав.
Подобные работы
- Геологический контроль газовых гидратов в море Лаптевых
Дипломные работы, ВКР, геология и минералогия. Язык работы: Русский. Цена: 4550 р. Год сдачи: 2022