Возможности космических методов при изучении глубинного строения нефтегазоносных бассейнов

Дистанционное изучение планеты и ее ресурсов может выполняться путем исследования естественных геофизических и геохимических полей Земли, а также отраженного солнечного спектра и теплового излучения планеты. Пока мы имеем возможность получать в основном фотоинформацию видимой и ближней инфракрасной зон электромагнитного спектра Солнца, отражаемых Землей. Дистанционная фотоинформация дает рисунок поверхности планеты, который обусловлен эндо- и экзогенными процессами.

На первом этапе исследований нефтегазоносных территорий с помощью геологической съемки, бурения и геофизических методов процесс познания шел от частного к общему. На втором этапе дистанционные методы позволяют видеть сразу общую картину, т.е. анализировать соотношение, взаимодействие, взаимозависимость различных геоструктурных элементов. Накопленный опыт обработки космической фотоинформации свидетельствует о том, что на орогенных обнаженных территориях удается фиксировать в зависимости от масштабов и вида фотоинформации крупнейшие блоки и разломы земной коры, вплоть до локальных складок, осложняющих их разрывов, зон трещиноватости.

В районах, перекрытых чехлом недислоцированных молодых отложений, также проявляются границы основных структурных элементов, разломы, а местами удается выявлять фотоаномалии, связанные с погребенными локальными антиклиналями, соляными куполами и рифовыми массивами. Принципиально важно, что космическая техника позволила получать информацию любого участка земной поверхности, от глобальных снимков полушария до отдельных участков поверхности, при широком диапазоне масштабов, от 1:50 000 000 до 1:200 000, а за счет увеличения снимков - и более детальных. Исследователи смогли изучать целые континенты, горные системы, равнины, сфотографированные при одинаковых условиях в единый момент времени. При этих условиях на земной поверхности удалось выявить новые неожиданные структурные элементы, отражающие глубинное строение земной коры.

Иногда говорят, что на космических снимках '"просвечивается" глубинное строение. Дело в том, что на региональных мелкомасштабных космических снимках "генерализация" особенностей ландшафта земной поверхности позволяет увидеть крупные геоструктурные элементы земной коры, формирование которых связано с эндогенными процессами планеты. Такие крупные структуры развиваются в современную эпоху, они "живут", воздымаются или погружаются; и экзогенные поверхностные процессы, вызывающие разрушение, эрозию горных сооружений или нивелировку впадин, путем переноса в них размываемых осадков, не способны, не успевают затушевать, сгладить проявления в рельфе, ландшафте активно развивающихся крупных геоструктурных элементов земной коры.


На фотоснимках удается картировать крупные элементы земной коры и складчатую структуру осадочных, вулканогенных и метаморфических пород е горных сооружениях, где эти породы обнажаются на поверхности. Комплексный анализ различных видов и масштабов дистанционной и традиционной геолого-геофизической информации позволяет выделять локальные фотоаномалии на детальных снимках равнинных территорий, где верхняя часть осадочного чехла сложена практически горизонтально залегающими молодыми осадками.

Фотоаномалии отражают изменение рельефа, растительности, почвы, влажности, литологии и гранулометрии современных осадков, их химических особенностей. Порой физический смысл фотоаномалий однозначно оценить не удается. Значительная часть из них связана, по-видимому, с неотектоническими и современными тектоническими движениями столь небольшой амплитуды (от долей метра до сантиметра), что фиксировать их обычными геолого-геофизическими методами не представляется возможным; но эти даже столь минимальные движения отражаются на ландшафтных особенностях, определяя аномалии, которые фиксируются в виде фотоаномалий на аэрокосмических снимках. Часть фотоаномалий обусловлена, по-видимому, влиянием естественных геофизических, геохимических и тепловых полей недр земной коры. Вероятно, сказывается наличие в недрах гравитационных, магнитных, радиоактивных, геотермических, геохимических, гидрогеологических и других аномалий.

При работе с аэрокосмическими фотоснимками задача состоит в том, чтобы выявить ту часть информации, которая отражает тектонические движения, глубинную структуру или процессы, происходящие в недрах. Задача эта весьма сложная и, как показывает опыт дешифрирования фотоснимков визуальными методами, имеет в значительной степени субъективный характер. Чтобы избежать или хотя бы сократить влияние субъективного фактора, надо переходить на машинную (оптико-электронную) обработку фотоинформации.

Однако совершенно ясно, что и автоматизированная машинная обработка фотоснимков Далеко не всегда позволит познать структуру пород осадочного чехла, а тем более прогнозировать перспективы нефтегазоносности. Необходимо использовать возможности получения дистанционной информации о различных естественных геофизических, геохимических и тепловых полях Земли. По этим параметрам уже имеется наземная и частично дистанционная информация, но получена она в разное время и в разных условиях. Техника сегодняшнего дня предоставляет всю гамму этой информации в совокупности с различной фотоинформацией (интегральные черно-белые, цветные, много- и спектре зональные снимки) и радиолокационным зондированием дистанционно с одного, двух носителей в одинаковых временных и пространственных условиях.


Обработка всей суммы перечисленной информации и комплексный ее анализ совместно с наземными геолого-геофизическими материалами о составе и структуре осадочного чехла позволят решать многие актуальные вопросы о геологическом строении и размещении полезных ископаемых.

Перечисленные задачи сегодня уже не фантастика, это программа, которая при существующем уровне науки и техники может быть осуществлена в ближайшие годы. Одним словом, дистанционные методы — это не только получение фотоинформации, это одновременное фиксирование многих естественных полей и аномалий нашей планеты.

Опыт дистанционных исследований нефтегазоносных бассейнов доказал их высокую эффективность при разномасштабных исследованиях — от глобальных (1:20 000 000 и мельче), обзорно-региональных (1:10 000 000 — 1:2 000 000). зонально-региональных (1:1 000 000 — 1:200 000) до детальных (1:50 000 и крупнее).

При исследованиях разных масштабов используется соответствующая дистанционная и геолого-геофизическая информация и решаются специальные задачи. Так, при глобальных исследованиях прослеживаются положение различных платформ и складчатых систем, их относительный возраст и характер границ. При обзорно-региональных — уточняются границы, возраст, направленность молодых движений, общий характер тектонического строения основных геоструктурных элементов платформ и складчатых систем, Кроме того, в комплексе с геологогеофизическими материалами корректируются границы нефтегазоносных бассейнов, общие потенциальные ресурсы нефти и газа; производится районирование бассейнов по возрасту нефтегазоносных комплексов, относительной перспективности по площади, основным типам складчатости. Примером использования дистанционной информации при обзорно-региональном картографировании могут служить Припятская, Днепровско-Донецкая, Прикаспийская, Южно-Мангышлакская, Южно-Каспийская впадины, где удалось уточнить положение некоторых разломов и крупных геоструктурных элементов, наметить новые, особенно поперечные разломы. Это способствует более правильному оконтуриванию нефтегазоносных бассейнов и зон нефтегазонакопления, В Прикаспийской впадине почти по всему ее периметру по различным признакам на космических снимках намечаются разломы или зоны кулисообразно сочлененных линеаментов. Наиболее четко региональные разломы выделяются вдоль западной границы складчатого Урала и древней платформы.

Южная граница Русской плиты, в пределах Прикаспия обычно проводимая на основании прежних геолого-геофизических материалов вдоль северного края кряжа Карпинского и Южно-Эмбинского поднятия, на космических снимках почти не фиксируется. Новые данные геологии и геофизики свидетельствуют о том, что территория полуострова Бузачи и прилегающая часть северного Устюрта скорее относится к древней Русской плите, чем к молодой Туранской. Космическая информация подтверждает эти новые представления и позволяет наметить границу древней и молодой плит.


Необходимо пересмотреть границу древней и молодой плит и на западном побережье Каспия в Волго-Манычском районе, где новые материалы сейсморазведки и бурения свидетельствуют о платформенном типе отложений и складчатости девонских и каменноугольных отложений на кряже Карпинского. По этим материалам, границу Русской плиты, по-видимому, следует проводить вдоль северного ограничения Манычского прогиба, а кряж Карпинского вместе с Донбассом и Днепровско-Донецкой впадиной рассматривать как внутриплатформенную структуру, ограниченную трансрегиональными глубинными (мантийными) разломами.

На территории Прикаспийской впадины выделяются фотоаномалии, связываемые с погребенными структурами овальной и кольцевой формы, различных размеров, от десятков до сотен километров в поперечнике. Большинство фотоаномалий коррелируется с известными надсолевыми куполами; наиболее крупные аномалии связаны с подсолевыми поднятиями или, возможно, с выступами фундамента, которые еще не везде подтверждены геофизическими методами.

В пределах Припятской и Днепровско-Донецкой нефтегазоносных областей уточнено строение северного и южного краевых разломов, а также региональных продольных и поперечных разрывных нарушений.

В отличие от результатов традиционных геолого-геофизических работ на материалах космического фотографирования краевые глубинные разломы отображаются зонами разрывных нарушений, ширина которых от 5—10 до 15—20 км.

При зонально-региональном картировании аэрокосмическая информация позволяет уточнять положение известных зон нефтегазонакопления и намечать положение новых, ранее неизвестных сводов, валов, блоков, разломов и приуроченных к ним зон складок, зон развития рифовых массивов, соляных куполов и прочих ассоциаций ловушек нефти и газа. Характерным примером таких работ может служить Днепровско-Донецкая впадина, где сотрудники Киевского отдела ИГиРГИ (В.И. Гридин и др.) были намечены новые зоны погребенных поднятий между ранее известными (по геолого-геофизическим исследованиям) , выявлены многочисленные поперечные зоны разломов, которые ограничивают блоки, отличающиеся различной относительной активностью восходящих неотектонических движений, и часто контролируют размещение скоплений углеводородов. Суммарные вертикальные амплитуды движений по продольным и поперечным разломам за неотектонический этап 110-130 м. При эффективной мощности основные продуктивных горизонтов в десятки метров эти движения могли оказать определенное влияние на переформирование залежей углеводородов, что позволяет использовать неотектоническую активность структурных форм в качестве одного из критериев при оценке перспектив нефтегазоносности.


В Днепровско-Донецкой впадине сейсморазведкой МОВ была выявлена система продольных приразломных погребенных зон поднятий с амплитудой, превышающей 50 м, с многими из которых связаны нефтяные, газовые и газоконденсатные месторождения. Аэрокосмическая фотоинформация позволяет фиксировать фотоаномалии, связанные с погребенными складками, независимо от их амплитуды, при условии, конечно, что эти складки из-за неотектонических движений или других причин проявляются на дневной поверхности в виде фотоаномалий. Днепровско-Донецкая впадина оказалась именно такой активной территорией, где погребенные поднятия с амплитудой и менее 50 м неотектонически активны и проявились в виде фотоаномалий на снимках. Это дало возможность наметить ряд погребенных антиклинальных зон, некоторые из которых начинают подтверждаться в процессе поисково-разведочных работ.

Аналогичные погребенные зоны поднятий на далеких крыльях известных структур, а также поперечные системы разрывов намечаются на основании дистанционных методов и в Припятской впадине. В Башкирской АССР уточнены расположение и структурный план так называемых грабенообразных прогибов, с которыми связаны многочисленные нефтяные месторождения. Такие же прогибы и в Пермской области.

В Пермском Прикамье по результатам аэрокосмических исследований (А.М. Кутергин и др.) детализировано неотектоническое и тектоническое районирование; выявлены протяженные (до 150 км) линейно ориентированные зоны фотоаномалий, сопоставляемые с шовными зо нами фундамента, и новые зоны фотоаномалий, предположительно сопоставляемые с валообразными структурами и выступами кристаллического фундамента; установлено продолжение ряда крупных валов, известных по результатам предшествующих буровых работ; намечается связь нефтегазоносными с зонами более активных неотектонических поднятий.

В Западносибирской нефтегазоносной провинции в пределах Сургутского и Нижневартовского сводов регионально-зональными аэрокосмическими исследованиями (Ю.А. Дудко, М.И. Косгркжов и др.) установлено наличие системы линейно ориентированных фотоаномалий, сопоставляемых с флексурно-разрывными зонами. Их преобладающее простирание - северо-западное и северо-восточное. На отдельных участках полученные результаты дистанционных исследований подтверждены профилями МОГТ по продуктивным горизонтам. Предполагаемые флексурно-разрывные зоны разделяют значительные по размерам блоки, отличающиеся разнонаправленными движениями в неотектонический этап геологического развития и различными амплитудами вертикальных движений. В итоге сопоставления схемы неотектонического районирования с имеющимися сведениями нефтеносности изученных территорий намечена закономерная связь размещения залежей углеводородов с особенностями неотектонических движений.

На южном погружении Нижневартовского свода намечены субширот-ные зоны, ограниченные разломами, в пределах которых концентрируются фотоаномалии с различной характеристикой; часть этих аномалий совмещается с известными структурами.

В пределах Мангышлакской и Устюртской нефтегазоносных областей региональными работами прослежены ранее известные и выявлены новые зоны разломов, контролирующие структуры различных порядков. В Южно-Мангышлакском прогибе и на северном склоне Карабогазского свода выделена система субширотных и субмеридиональных разломов, определяющих блоковое строение этих регионов.

В Ферганской впадине аэрокосмическими исследованиями детализировано тектоническое районирование, уточнено местоположение продольных зон разрывных нарушений, выявлены системы поперечных разломов и обусловленная ими поперечная неотектоническая зональность. Намечены связи пространственного размещения залежей углеводородов с активностью структурных форм за неоген-антрологеновый этап геологического развития.

В Прикаспийской впадине уточнено положение некоторых разрывов и крупных погребенных структур.

При детальных работах по подготовке площадей к глубокому поисковому бурению в тектонически активных поясах местами удается выделить складки и их зоны, продольные и поперечные разрывы (Средняя Азия, Закавказье) . На платформенных территориях, где преобладает погребенная складчатость, в ряде районов выявляются аномалии, которые связываются с погребенными антиклиналями, рифовыми массивами, соляными куполами.

Детальные аэрокосмические исследования помогают решить следующие нефтепоисковые задачи: уточнение и детализация строения известных локальных объектов с разработкой рекомендаций на проведение дальнейших работ; выявление фотоаномалий, сопоставляемых с перспективными объектами и учитываемых в процессе подготовки локальных структур геофизическими методами и поисковым бурением; оценка поисковых объектов по их активности в неотектонический этап и выделение первоочередных для постановки последующих нефтепоисковых работ; детализация известных и выявление новых зон разломов, локальных разрывных нарушений, зон тектонической трещиноватости; оперативный анализ результатов геофизических и буровых работ.

С помощью детальных аэрокосмических исследований практически во всех изученных районах удается фиксировать в виде фотоаномалий большую часть ранее известных погребенных поднятий, служащих ловушками нефти и газа. Характерно также, что в этих районах выделяется большое количество аналогичных фотоаномалий, которые расположены в местах, где неизвестны погребенные структуры, но они по сумме признаков сопоставляются с известными поднятиями, с частью из которых связаны залежи нефти и газа. В некоторых из изученных районов число новых фотоаномалий равно количеству выявленных ранее геолого-геофизическими методами погребенных складок. Тем самым существенно возрастают перспективы нефтегазоносности и облегчается выбор направлений поисково-разведочных работ, повышается их эффективность.

Имеющийся опыт аэрокосмических исследований при поисках нефти и газа показал, что они с успехом могут быть использованы как "в старых", хорошо разведанных районах нефтедобычи, так и в новых, мало изученных областях.

Наиболее эффективные результаты детальных работ получены в Днепровско-Донецкой и Припятской впадинах, где выявлены десятки локальных фотоаномалий; при проверке их геофизикой значительная часть оказалась приуроченной к погребенным поднятиям; на некоторых из них при последующем бурении были обнаружены промышленные скопления нефти и газа.

На северо-западном борту Прикаспийской впадины часть выявленных фотоаномалий соответствует известным погребенным поднятиям, а другие расположены в местах предполагаемых структур; некоторые из последних подтверждаются геофизическими методами, а на двух открыты новые нефтяные месторождения. В том же районе выявлены фотоаномалии, соответствующие рифовым массивам в каменноугольных отложениях. В различных районах Прикаспийской впадины, по материалам дистанционного зондирования, фиксируются погребенные купола.

На стадии разведки и оценки промышленного значения новых залежей нефти и газа материалы дистационного зондирования в некоторых районах способствуют уточнению деталей глубинной структуры осадочных пород,трассирования разрывов, зон повышенной трещиноватости. Например, в Башкирии анализ аэрокосмической информации позволяет уточнять положение грабеннобразных прогибов и ограничивающих их разрывов, вдоль которых сформированы структурные ловушки, благоприятные для промышленного нефтенакопления; на одной из таких ловушек, положение которой уточнено дистанционными методами, открыто новое нефтяное месторождение.

В пределах Южно-Мангышлакского прогиба сейсморазведкой выявлены погребенные поднятия в триасовых отложениях, несогласно перекрытых юрско-неогеновым комплексом. Сопоставление материалов бурения и дистанционного зондирования показало, что размещение залежей нефти и газа в триасе контролируется не только поднятиями, но и разрывами разных направлений, которые почти не выделяются сейсморазведкой, но трассируются по космическим снимкам.

Можно отметить также, что дистанционные методы становятся достаточно эффективным средством познания осадочного чехла нефтегазоносных бассейнов. Геологи в дополнение к геофизическим и геохимическим методам получили дистанционные. Дистанционные методы по существу — это комплекс методов, включающий привычные нам геофизические и геохимические.