Методика и результаты региональных геофизических исследований строения доюрского фундамента в Приуральской части Западной Сибири тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат геолого-минералогических наук Осипов, Вячеслав Юрьевич

• Осипов, Вячеслав Юрьевич
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Осипов, Вячеслав Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ОЧЕРК И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ ПОИСКОВЫХ РАБОТ НА НЕФТЬ В ДОЮРСКИХ КОМПЛЕКСАХ.

1.1. Краткий геолого-геофизический очерк.

1.1.1. Глубинное строение литосферы (до 80 км).

1.1.2. Комплексы доюрского основания.

1.1.3. Осадочный чехол.

1.2. Нефтегазоносность и анализ результативности поисковых работ на обнаружение месторождений УВ в комплексах доюрского основания.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИЗУЧЕНИЯ СТРОЕНИЯ ДОЮРСКИХ КОМПЛЕКСОВ ГЕОФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ.

2.1. Анализ основных способов плотностного моделирования земной коры по профилям ГСЗ.

2.2. Методика 2D и 3D плотностного моделирования.

2.2.1. Выбор глубинного уровня изостатической компенсации плотностных неоднородностей земной коры и верхней мантии

2.2.2. Соотношение скоростных и плотностных параметров.

2.2.3. Составление плотностных моделей с использованием информации по профилям ГСЗ.

2.2.4. Составление 3D плотностных моделей верхней части литосферы и доюрского мегакомплекса Пелымской и Чернореченской площадей.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Строение доюрского основания.

3.1.1. Чернореченская площадь.

3.1.2. Пелымская площадь.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика и результаты региональных геофизических исследований строения доюрского фундамента в Приуральской части Западной Сибири»

Западно-Сибирская нефтегазовая промышленность является наиболее крупной в Российской Федерации и в мире. Здесь добывается более 50% нефти в России. Главный «поставщик» нефти - недра Ханты-Мансийкого автономного округа - ЮГРА. На территории ХМАО добыто свыше 9 млрд. тонн нефти. По мнению ведущих специалистов-нефтяников (Брехунцова A.M., Конторовича А.Э., Нестерова И.И., и др.) нефтяной потенциал ЮГРЫ значительно превышает эту величину. Ямало-Ненецкий автономный округ является самым крупным регионом в России и в мире по запасам и добыче газа (здесь добывается около 80%). Но в последние десятки лет открытий крупных, а тем более крупнейших, особенно нефтяных, месторождений не произошло.

Возникла острая проблема пополнения существующей ресурсной базы. Эта проблема решается по нескольким направлениям:

• Первое направление - расширение районов поисков в мезокайнозойских (Mz-Kz) комплексах, главные из них — северная и северо-восточная части Западно-Сибирского бассейна с выходом в прибрежные окраины Северного Ледовитого океана;

• Второе направление — поиски месторождений углеводородов (УВ) на более глубоких уровнях, особенно в традиционных районах добычи УВ. Особое место здесь отводится доюрскому основанию. Пока открыты многочисленные, правда незначительные, залежи нефти и газа в i палеозойских комплексах. Сейчас дискуссия идет не о том, есть ли нефть в палеозое Западной Сибири, а о том, много ли ее там (Брехунцов A.M., Конторович А.Э.). Актуальность этого направления подчеркнута в перечне программ фундаментальных исследований Российской Академии Наук на 2009-2012 гг. Раздел VII наук о Земле, подраздел 59: «Исследование модели геотектонического строения, механизма формирования и размещения скоплений УВ в доюрских комплексах. Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна»; подраздел 56: «Развитие новых методов комплексной интерпретации аномалий гравитационного, геомагнитного и электромагнитных полей».

• Третье направление — совершенствование технологии по повышению коэффициента извлечения УВ и возобновление работ на отдельных ранее эксплуатируемых скважинах.

Диссертационная работа посвящена проблеме изучения поиска нефти и газа в доюрских комплексах с использованием геофизических методов. Объектами поисков месторождений УВ могут быть зоны контакта осадочной толщи, включая дезинтегрированную часть доюрского основания (фундамента) (ДЮО), и субплатформенных отложений промежуточного комплекса. Например, месторождение нефти в известняках девона на участке Горелой площади (район Ханты-Мансийска), рекомендованного по результатам исследований ГСЗ [19], Рогожнинские месторождения в верхней части промежуточного комплекса, Карабашское газовое месторождение в серпентинитах и другие.

Главные затруднения при этом следующие:

• Отсутствие надлежащей методики геофизических исследований доюрских комплексов, которые существенно отличаются от осадочных отложений сложностью, трехмерностью и отсутствием выдержанных отражающих горизонтов.

• Крайне ограниченная геологическая параметрическая информация.

• Отсутствие надежных сведений о скоростных параметрах. Пока ставка делается на метод общей глубинной точки (ОГТ), однако, малая его эффективность подчеркивается неподтверждением прогнозных разрезов сверхглубоких скважин СГ-6 и СГ-7, результатами на Горелой площади и в Ново-Портовском районе Западной Сибири.

• Значительная глубина залегания доюрских комплексов;

• Существенной помехой является присутствие на сейсмограммах ОГТ значительных по интенсивности кратных волн в «доюрской» части записи.

Как показывает практика поисков месторождений УВ в новых районах, добиться существенной эффективности без использования данных о глубинном строении земной коры чаще всего не удается. Эти данные содержатся в результатах глубинных сейсмических исследований, в комплексе с другой геофизической информацией, и в результатах глубокого и сверхглубокого бурения. Основной проблемой при этом является уменьшение неоднозначности и повышение полноты, детальности и достоверности данных глубинной геофизики.

На сегодняшний день накоплен значительный объем информации по результатам региональных исследований. В период с 1964 по 2000 гг. в пределах Уральского региона, включая Западную Сибирь, выполнено свыше 13000 км глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ), а также метод обменных волн землетрясений (МОВЗ) и магнитотеллурические зондирования (МТЗ) на отдельных маршрутах. Материалы существенно различаются по составу, качеству и полноте информации. Формальное обобщение таких данных не эффективно и не способствует решению перечисленных задач. К тому же результаты сверхглубокого бурения, за' исключением отдельных случаев [23, 30], не подтвердили прогнозные разрезы. Исправить методические упущения, которые были допущены при проведении полевых работ по ГСЗ, практически невозможно. Реальным путем решения поставленных выше задач по имеющемуся сейсмическому материалу, как показывает наш опыт работ, является построение сейсмогеологических 2D моделей в рамках методики глубинного геокартирования [26], учитывающей современные представления и сведения о геологической среде, данные сверхглубокого бурения и анализ с этих позиций информации по каждому маршруту [9, 45, 36].

Представленная работа преследует цель - показать роль глубинных сейсмических исследований (ГСЗ, МОВЗ) совместно с интерпретацией потенциальных полей для изучения доюрских комплексов. Они не только дополняют информацию по методу общей глубинной точки (МОГТ), но могут корректировать технологию их проведения, наметить участки для постановки более детальных работ на перспективных объектах и тем самым способствовать значительному сокращению объемов и затрат на постановку поисковых геофизических исследований и повышению их эффективности. На основе совместного указанного комплекса геофизических методов возможна выработка оптимальной методики изучения доюрскйх комплексов.

Район исследований находится в Приуральской части Западной Сибири, к преимуществам которого относятся:

• Благоприятная глубинная обстановка, которая заключается в развитии отложений промежуточного комплекса и палеозойских субплатформенных и геосинклинальных отложений в пределах Увай-Ханты-Мансийско-Салехардского массива древней стабилизации [20];

• Значительная роль вертикальной миграции и соответственно глубинной генерации УВ, накопление которых в виде месторождений, возможно, происходит не только в низах осадочной толщи и в коре выветривания доюрского основания, а также и в более глубоких горизонтах [3, 20];

• Сравнительно небольшая мощность осадков Mz-Kz — 0,7-2,5 км, что облегчает поиски месторождений УВ в доюрскйх отложениях.

В качестве перспективных площадей выбраны Пелымская (Ереминская) площадь (59°30-60°30л с.ш., 62°15л-64°00л в.д.; -78,8 х 90 км), на которой ранее были выполнены исследования по трехмерной сейсмометрии с использованием преломленных (слаборефрагированных) волн и на которой установлены прямые признаки нефтеносности [32], а также Чернореченская площадь (59°00-59°25л с.ш., 64о05,-б5°10ч в.д.; -64,4 х 43,1 км), расположенная юго-восточнее Пелымской и являющаяся во многих отношениях подобной Горелой площади. Для Пелымской и Чернореченской площадей имеет значение наличие развитой нефтяной инфраструктуры в соседней Тюменской области и близость промышленных районов Урала (от 150 до 380 км).

В данной работе рассматривается методика комплексных геофизических исследований на первых двух стадиях, которая заключается в анализе и обобщении имеющихся данных ГСЗ, построении 2D-3D плотностных моделей по разработанной методике моделирования в значительно больших размерах, чем Чернореченская и Пелымская площади, и в составлении в пределах этих площадей схем строения пород доюрского основания в М 1:200 ООО без привлечения современных данных профильных 2D по серии профилей, выполненных ООО «Уралтрансгаз» и Баженовской геофизической экспедиции (БГЭ) (договорные работы с Тюменской нефтяной компанией (ТНК)) на лицензионных площадях. Наблюдения по МОГТ выполнены в основном после наших исследований и являются собственностью Заказчика. '

Цель работы

Разработка методики 2D и 3D плотностного моделирования верхней части литосферы с целью уменьшения неоднозначности при составлении геолого-геофизических моделей доюрских комплексов и оценка их нефтегазоперспективности с учетом установленной неоднородности глубинного строения.

Научная новизна

1. Обоснована стадийность работ для повышения эффективности изучения строения комплексов доюрского основания Западно-Сибирской геосинеклизы. Предварительно необходимо изучить основные особенности и неоднородности строения земной коры, включая верхнюю часть мантии, затем на основе разработанной методики составить объемные геолого-геофизические модели ДЮО с выделением перспективных площадей, и на последней стадии - провести детальные поисково-разведочные' работы совместно с проведением некоторого объема параметрического бурения.

2. Предложен новый вариант методики глубинного плотностного моделирования при построении 2D и 3D моделей земной коры и верхов верхней мантии. В основу методики положены принципы глубинного геокартирования и изостатической компенсации плотностных эффектов от неоднородностей земной коры и верхов верхней мантии на уровне 80 км для региональных исследований; расчеты производятся относительно средневзвешенных значений плотности. При использовании этой методики и учете закрепленных данных о мощности осадочного слоя, плотностных параметрах верхней половины земной коры, определяемых по зависимости а = f(V), и данных по основному сейсмогеологическому разделу Мохоровичича (М), существенно уменьшается неоднозначность итоговых плотностных моделей, прежде всего, доюрских комплексов, определенных за вычетом гравитационного влияния глубинных неоднородностей и осадочного слоя. Существенная роль при построении геолого-геофизических моделей ДЮО принадлежит информации по региональным профилям МОГТ и имеющимся сведениям по глубоким скважинам.

3. На основе разработанной методики впервые составлены геолого-геофизические модели ДЮО для двух перспективных на поиски месторождений углеводородов площадей: Пелымской и Чернореченской, масштаба 1:200 ООО, и намечены перспективные участки для постановки детальных геофизических работ и глубокого поисково-параметрического бурения в целях обнаружения месторождений УВ.

Практическая ценность

1. Предложена новая версия методики плотностного глубинного моделирования, на основе которой составлены плотностные 3D модели земной коры Пелымской и Чернореченской площадей, включая основной объект исследований - доюрский фундамент.

2. Составлены геолого-геофизические модели масштаба 1:200 000 для двух перспективных площадей Зауралья (Пелымской и Чернореченской) и намечены участки для постановки детальных геолого-геофизических исследований, даны рекомендации для проведения дополнительных геофизических исследований.

Актуальность темы

Актуальность темы диссертации подчеркнута в перечне программ фундаментальных исследований Российской Академии Наук на 2009-2012 гг. Раздел VII наук о Земле, подраздел 59: «Исследование модели геотектонического строения, механизма формирования и размещения скоплений УВ в доюрских комплексах.Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна»; подраздел 56: «Развитие новых методов комплексной интерпретации аномалий гравитационного, геомагнитного и электромагнитных полей».

Кроме того, по рассматриваемой в диссертации теме автор стал лауреатом премии Губернатора Свердловской области для молодых ученых 2008 года (Указ о присуждении премий № 21-УГ от 19.01.2009 года) в номинации «За лучшую работу в области наук о Земле».

Структура и объем работы

Диссертационная работа содержит 148 страниц машинописного текста, состоит из введения, трех глав и заключения, в том числе 6 таблиц и 51 рисунок. Список литературы включает 112 наименований.

Заключение диссертации по теме «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», Осипов, Вячеслав Юрьевич

Выводы из приведенного анализа.

Существующие способы построения плотностных моделей по профилям ГСЗ не способствуют сокращению весьма значительной неоднозначности результатов. Это обусловлено следующими обстоятельствами (применительно к Уральскому региону):

• Выбор поверхности М в качестве глубинного уровня изостатической компенсации неоднородностей земной коры (условия уравновешенности модели) не учитывает факта наличия скоростных и, по-видимому, плотностных неоднородностей верхов верхней мантии и 1 наличие значительного рельефа этой поверхности (33-60 км).

• Построение плотностных моделей в процессе сейсмогравитационного моделирования ведется в рамках ряда принципиальных допущений (условий), правомочность которых неизвестна. Основные из них:' степень достоверности информации о скоростях на глубинах > 15-20 км; положение основного сейсмогеологического раздела М при наличии сложного переходного мегакомплекса между породами земной коры и верхней мантии; замена сложной разломно-блоковой среды обобщенной, градиентной моделью земной коры (грубое приближение).

• Минимизация разницы AgH и AgT имеет достаточно условный характер.

2.2. Методика 2D и 3D плотиостного моделирования I

Построение плотностных моделей является важным этапом региональных геофизических исследований, на их основе можно получить представление о распределении аномальных масс, напряжениях и деформациях, вызванных эндогенными и экзогенными процессами. Возникающие при построении плотностных моделей трудности связаны с тем, что задачи структурной гравиметрии являются многопараметрическими, так как модель среды включает в себя большое количество объектов разной формы и плотности. Особенностью обратных задач гравиметрии, ориентированных на детальное описание геологической среды, является изначально широкая эквивалентность, которая принципиально не может быть убрана какими-либо технологическими приемами вычислений. Поэтому только по одному гравитационному полю нельзя получить плотностнои модели, адекватной реальной среде.

Способом, позволяющим сузить класс эквивалентных решений, является использование дополнительной априорной информации о физических и геометрических параметрах объектов. Привлечение конкретных, детальных геолого-геофизических данных (сейсмических, геологических, скважинных и т.д.), а также интерпретация трехмерных геофизических полей позволяет повысить достоверность получаемых плотностных моделей, т.к. наиболее адекватными геологической среде являются только трехмерные детальные модели. !

Широкое применение при региональных исследованиях получило гравиметрическое моделирование, идея которого заключается в формировании на основе комплекса геолого-геофизических данных плотностной модели изучаемой среды, расчете от нее гравитационного поля, сопоставлении расчетного и наблюдаемого полей и в последующей корректировке модели по результатам этого сопоставления. Дальнейшее развитие гравиметрического моделирования связано с разработкой методов комплексной интерпретации, прежде всего, сейсмических и гравитационных данных. В этих методах гравиметрия должна обеспечивать интеграцию, координацию и увязку комплекса дополнительной информации к гравитационному полю.

Несмотря на то, что гравитационное моделирование стало применяться с 1970-х гг., до настоящего времени не сложилось единого подхода к проведению таких исследований. Различия существуют как в методике, так и1 технике вычислений. Основной методической особенностью гравитационного моделирования является расчет поля от всей изучаемой геосреды. Для этого необходимо иметь представление о ее строении и свойствах, о распределении плотности относительно некоторого среднего значения. Так как эти данные всегда известны приближенно, поэтому расчеты ведутся с учетом совокупности установленных с той или иной степенью точности фактических материалов и более или менее обоснованных предположений. Таким образом, успешное решение задачи зависит в первую очередь от квалификации исследователя, его опыта и интуиции.

Известно, что решение обратных задач гравиметрии не единственно. Формальное количественное совпадение наблюденного и расчетного полей является необходимым, но не достаточным условием для получения достоверного решения, оно лишь показывает, что получено еще одно решение из множества эквивалентных решений. Критерием достоверности решения является наилучшее соответствие параметров рассчитанной модели 1 геолого-геофизическим данным о свойствах и структуре изучаемой среды.

Определение параметров источников гравитационного поля осуществлялось полуформализованным методом подбора, т.е. путем многократного решения прямой задачи гравиметрии с использованием оптимизации с ограничением на изменение плотности возмущающих тел.

2.2.1. Выбор глубинного уровня изостатической компенсации плотностных неоднородностей земной коры и верхней мантии

Известно, что верхняя часть мантии в пределах Приуральской части ЗСП характеризуется неоднородным строением: рельеф поверхности сейсмогеологического раздела М изменяется от 35 до 60 км, значение скорости Vp от 8,0 до 8,4 км/с (рис. 27а). В отличие от прежних представлений поверхность М не является компенсационным уровнем, поскольку влияние верхнемантийных неоднородностей на наблюдаемое аномальное гравитационное поле значительно. Нужен более глубокий уровень изостатической компенсации на региональном уровне.

По данным ГСЗ в Уральском регионе намечается присутствие двух границ на глубине 80 и 100 км [38]. Павленкова Г.А. на геотраверсе Кварц (приполярный Урал) выделила границу N в интервале от 70 до 90 км, для Центрально-Уральской и Восточно-Уральской мегазоны характерно значение I

80 км [91]. В соответствии с 3D моделью верхней мантии, предложенной в работе [92] для Урала и Западной Сибири, на глубинном уровне примерно в 100 км (уровень поверхности N) наблюдается существенная смена распределения скоростей и их значений по сравнению с уровнем 60 км (рис. 27). Аналогичная картина расслоенности верхней мантии, с наличием зоны пониженных значений скорости в интервале 70-100 км, наблюдается и в других регионах [55].

Шкала распределения скорости, в км/с:

ЕЯ

8.0 8.3 8.4

Условные обозначения:

300 600 900 1 200 км

IOI 1 2 I '' I I О I

Рис. 27. Схема распределения скоростных неоднородностей верхней мантии на глубине 60 км (а) и 100 км (б) (выкопировка из работы [92] с частичной корректировкой)

1 - Контур Пелымской площади; 2 - Контур Чернореченской площади; 3 - Контур Уральской складчатой системы.

Итак, можно предположить, что в интервале глубин 70-100 км существует региональный уровень раздела в верхней части мантии (иногда границы Ni и N2), которые могут в ряде случаев соответствовать первой зоне пониженной скорости продольных волн в верхней мантии.

По данным сейсмологии на глубине 70 км выделяется граница, разделяющая мелкофокусные (неглубокие) и промежуточные землетрясения, занимающие области глубин от 70 до 300 км (рис. 28) [75]). По представлению авторов, сейсмическая граница является границей раздела сейсмических событий, способных реагировать на внешние воздействия и не способных на такую реакцию; одновременно ее можно рассматривать как пограничную поверхность, представляющую собой нижнюю границу гидросферы.

Согласно представлениям геологов [94], глубина проникновения разломов в литосфере может достигать 100 км, и до таких глубин прослеживается область блоковой делимости литосферы [75]. б аа, МПа 21

• V. »

• V

W'

V?? •

Дт, с

76543

0 100 200 300 400 500 600 *

-1-1-1-1-1-1—

0 100 200 300 400 500 600 Н,км Н, км

Рис. 28. Зависимость средних значений очаговых параметров землетрясений от глубины (точки) [75]: i а - Величины кажущихся напряжений аа; б - Значения полупродолжительности очагового процесса Ат. Данные отсортированы в порядке увеличения глубины землетрясения, приведены средние значения для последовательных групп землетрясений, состоящих из 51 события, по [95].

Исходя из вышеизложенного, выбор глубинного уровня в 80 км, согласуется с имеющейся сейсмической и сейсмогеологической информацией. Это подошва жесткой, существенно неоднородной части литосферы. Более глубокие плотностные неоднородности имеет смысл учитывать при проведении исследований на более длинных (свыше 600 км) маршрутах при пересечении нескольких геоблоков литосферы.

Выполненное плотностное моделирование до глубинного уровня 80 км дает сопоставимое значение плотности для верхней части консолидированной коры со значениями расчетной плотности, определенными при наличии скоростного разреза по зависимости о = f(Vp), что также указывает на правильность выбора уровня в 80 км, на котором компенсируются плотностные неоднородности земной коры и верхов верхней мантии.

2.2.2. Соотношение скоростных и плотностных параметров

Несмотря на то, что экспериментальное изучение плотности (&), скорости (V) и их взаимосвязи интенсивно продолжается в различных лабораториях мира, обобщений этих материалов пока еще мало. Статистическая обработка материалов [10, 11, 62] если и проводилась, то большей частью для отдельных коллекций из конкретных регионов и для пород определенного состава; при обобщениях часто совместно обрабатывались результаты измерений при атмосферных и высоких (до 1500 МПа) давлениях. Если первое обстоятельство сказывалось в виде неправомочной экстраполяции получаемых результатов и придании частным закономерностям общего значения, то второе -использование данных, полученных при атмосферных условиях, для прогнозирования плотности в глубинных зонах литосферы — чревато грубыми искажениями. Дело в том, что скорость и плотность при повышении давления до 200-300 МПа увеличиваются с все меньшим градиентом, приобретая затем линейный характер. Увеличение происходит разными темпами, особенно в диапазоне от 0,1 до 200-300 МПа. Это четко видно на примере гранитоидов [62] рис. 29). Обратим внимание, что увеличение давления от 100 до 1500 МПа приводит к увеличению V у кислых пород на 10-12, а а — на 2,5-3,5%; для ультраосновных пород эти величины составляют соответственно 5-7 и порядка 1%[10, 11,73,74,109].

Повышение температуры способствует уменьшению обоих параметров, причем наибольшие изменения наблюдаются в диапазоне меньших температур. При росте температуры (t) на 100° С скорость уменьшается на 0,4-0,9%, а плотность - на 0,2-0,3%, т.е. плотность уменьшается на меньшую долю, чем скорость [11, 73, 103, 109].

На изменение величины плотности и скорости влияют и другие многочисленные факторы. В силикатообразующих минералах, как и в главных петрогенных элементах, отмечается прямая связь между а и V, зависящая от величины атомно-ионных радиусов. Для рудных же минералов характерно влияние главным образом атомной массы, и корреляционная связь а и V для них обратная. Повышение содержания железа увеличивает а и снижает V. Влияние степени метаморфизма у пород идентичного состава - прямо пропорционально [18, 65, 69, 73, 74, 82].

Таким образом, строгой зависимости а от V для различных пород в разных термодинамических условиях не существует, но общие тенденции изменения обоих параметров большей частью одинаковы. Поэтому выявление эмпирических зависимостей имеет теоретические предпосылки и представляет большой научный и практический интерес.

К числу обобщающих исследований связи а и V конца 80х годов прошлого столетия относятся работы Красовского С.С. [63, 64, 65], Романовского Н.П. [96], Семенова Б.Г. [101].

Накопившиеся данные по соотношениям а = f(Vp) показывают, что состав осадочных пород, их пористость, влажность, степень метаморфизма по-разному влияют на это соотношение. а б р, МПа р, МПа

Рис. 29. Изменение значений Vp (1-3) и а (4-6) для гранитов (а) и гранитоидов (б): 1 и 4 - для платформ, 2 и 5 — для переходных зон, 3 и 6 - для орогенов [62]

Поэтому при гравитационном моделировании целесообразно использовать результаты определения плотности или соотношения о = f(Vp) для осадочных пород в конкретных регионах [65, 85]. Применение же какой-либо общей зависимости для осадочных пород чревато большими ошибками. '

В табл. 5 для всей выборки при давлениях 100, 400, 1000 и 1500 МПа приведены коэффициенты полученных регрессий (а, Ь), диапазоны изменения и средние значения (go) и (Vx), количество использованных определений в каждой выборке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные исследования имеют важное значение для прогнозирования перспективных на поиски углеводородов участков, как в низах осадочного слоя, так и в подстилающих доюрских комплексах. При решении этого вопроса в данной работе во внимание принимались специфика строения доюрских образований и глубинные критерии, контролирующие месторождения нефти и газа. К ним относятся: приподнятое залегание поверхности М и сокращенная мощность земной коры, наличие в древнем фундаменте волноводов или зон разуплотнения, резкие структурные формы и контрастность глубинного строения, развитие субплатформенных палеозойских отложений, особенно на поднятиях древнего фундамента.

Объектом выполненных исследований явилось доюрское основание Западно-Сибирской геосинеклизы. Нефтегазоносность его доказана и за ним признается большая перспективность приращения запасов УВ сырья в Западной Сибири. Но основным затруднением при решении этой проблемы является отсутствие эффективной методики его изучения, в первую очередь, на региональной стадии, и обоснованного выбора площади исследований. Для этого было проведено обобщение информации о глубинном строении по имеющейся сети профилей ГСЗ и составлена объемная геолого-геофизическая модель литосферы Приуральской части Западной Сибири.

Повышение эффективности научного прогнозирования поисков месторождений УВ в комплексах доюрского основания возможно только при соблюдении стадийности поисковых работ. На региональной стадии необходимо выполнить следующие исследования: анализ и обобщение имеющейся и вновь полученной информации по строению верхней части литосферы; построение комплексных геофизических разрезов и, как следствие, геолого-геофизических моделей М 1:1000 ООО; построение на основе предложенной методики объемной геолого-геофизической модели верхней части литосферы М 1:2500 000, схематических региональных карт тектонического районирования, нефтегазоперспективности; составление объемных геолого-геофизических моделей М 1:200 ООО доюрского основания в условиях Западной Сибири или приповерхностных комплексов консолидированной коры в других регионах. Для более эффективного'решения данной проблемы необходим совместный анализ установленных особенностей глубинного строения, включая доюрское основание, с имеющейся современной информацией о строении приповерхностных структур (по данным региональных профилей ОГТ, МОВЗ, с учетом сведений о неотектонике и др.). Несоблюдение стадийности изучения такого сложного объекта, как доюрский фундамент, приводит к значительным затратам времени и средств. j

Изучение ДЮО выполнено в соответствии с разработанной методикой плотностного моделирования. Отличительные черты методики следующие:

• Учет особенностей глубинного строения земной коры, включая поверхность верхней мантии, установленных по данным ГСЗ; I

• Плотностное моделирование до первого уровня изостатической компенсации неоднородностей земной коры и верхней мантии (80 км);

• Разномасштабное плотностное трехмерное моделирование М 1:500 ООО -1:1000 000 на региональном уровне и М 1:200 000 на площадном уровне, на котором определяется плотностная 3D модель доюрских комплексов.

• При моделировании не надо приравнивать уровни наблюденного и расчетного полей, наблюденное поле подбирается естественным способом. Выбор одной и той же плотности, относительно которой ведется гравитационное моделирование, позволяет проводить сравнение глубинного

3' строения разных регионов.

Результатом выполненных исследований являются объемные плотностные и геолого-геофизические модели доюрского основания Пелымской и Чернореченской площадей М 1:200 000, составленные по данным геофизических моделей с привлечением информации по профилям МОГТ, 2D

3D Ml IB и бурения, с положительной оценкой нефтегазоперспективности низов осадочной толщи и верхней части доюрских комплексов. 1

На двух рассматриваемых площадях выделены перспективные участки на поиски месторождений УВ: на Пелымской - пять участков, на Чернореченской — шесть участков. Для более эффективного решения вопроса о строении фундамента и его нефтегазоносности необходимо совместное рассмотрение результатов плотностного моделирования с разрезами ОГТ по региональным профилям. Особенно это относится к промежуточному комплексу - наиболее перспективному объекту на поиски месторождений УВ. '

Предлагаемая в данной диссертационной работе методика построения разломно-блоковых плотностных 2D и ЗО-моделей имеет практическое применение, и была опробована при составлении объемных геолого-геофизических моделей района Уральской сверхглубокой скважины СГ-4, Среднего Урала [22, 24, 30, 47], западного склона Урала (Шалинско-Михайловская площадь) [49] и восточных зон, включающих Чернореченскую и Пелымскую площади, в связи с оценкой нефтегазоносности доюрских комплексов в Приуральской части Западно-Сибирской плиты [36, 42].

Методика комплексных геофизических исследований, реализованная в указанной последовательности, должна найти применение при изучении доюрских комплексов в других районах ЗСП, в первую очередь, на территории Приуральской области, которая достаточно изучена глубинными сейсмическими исследованиями. Имеющиеся на всю Приуральскую1 область карты потенциальных полей масштаба 1:200 ООО, серия региональных профилей МОГТ и скважины разведочно-поискового бурения позволяют провести такие исследования для любой площади, перспективной с позиции глубинных факторов и с применением имеющейся геологической информации. Это позволит повысить уровень научного прогнозирования и соответственно повысит эффективность поисковых работ по обнаружению месторождений УВ, особенно в новых районах, на больших глубинах и на новых объектах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Осипов, Вячеслав Юрьевич, 2010 год

1. Ананьева Е.М., Винничук Н.Н., Иванов К.С., Кормильцев В.В., Федоров Ю.Н. О плотности пород востока Урала и фундамента Западно-Сибирской платформы. // Екатеринбург, УрО РАН, 2008. 1.BN 5-7691-1937-3. 115 с.

2. Бембель P.M., Бембель С.Р., Мегеря В.М. Геосолитонная природа субвертикальных зон деструкции. // Геофизика, спец. выпуск — 50 лет Ханты-Мансийской геофизике. М.: Изд. ЕАГО, 2001. С. 36-50.

3. Бембель P.M., Мегеря В.М., Бембель С.Р. Геосолитонная концепция образования месторождений углеводородов. // Геофизика, спец. выпуск — 50 лет «Хантымансийск-геофизике». М.: Изд. ЕАГО, 2001. С.50-54.

4. Бененсон В.А., Ефимов А.С., Карапузов Н.И., Сибгатуллин, В.Г. О геологической природе доюрского структурного комплекса в связи с перспективами его нефтегазоносности на юго-востоке Западной Сибири. // Геология нефти и газа, № 6, 1994. С. 50-54.

5. Бочкарев B.C., Брехунцов A.M. Генеральные тектонические модели Западно-Сибирской геосинеклизы. // Горные ведомости, № 3 (46), март 2008. С. 6-23.

6. Бочкарев B.C., Криночкин В.Г. Докембрийские и палеозойские формации Западной Сибири: Тектоника платформенных областей. // Новосибирск, Наука, 1988. С. 89-104.

7. Брехунцев A.M., Бочкарев B.C., Густокашин А.И., Ильин Ю.М. Региональные сейсмологические модели доюрских образований Надым-Тазовского региона Западной Сибири. // Пермь, 2000. С. 33-34.

8. Воларович М.П., Баюк Е.И., Ефимова Г.А. Упругие свойства минералов при высоких давлениях. М.: Наука, 1975. 131 с.

9. Воларович М.П., Баюк Е.М., Левыкин А.И. и др. Физико-механические свойства горных пород и минералов при высоких давлениях. М.: Наука, 1974. 223 с.

10. Гаврилов В.П. Возможные механизмы естественного восполнения запасов на нефтяных и газовых месторождениях. // Геология нефти и газа, № 1, 2008. С. 56-64.

11. Голиздра Г.Я. Комплексная интерпретация геофизических полей при изучении глубинного строения земной коры. М.: Недра, 1988. 210 с.

12. Голиздра Г.Я., Кашубин С.Н., Логвин В.Н., Рыбалка В.М. Интерпретация комплексных геофизических исследований на широтных геотраверсах через Урал. // Геология и геофизика, № 12, 1995, т. 36. С. 113-121.

13. Готтих Р.П., Писоцкий Б.И., Журавлев Д.И. Роль эндогенных флюидов в формировании углеродосодержащих пород в геологическом разрезе нефтеносной провинции. // ДАН, № 4, 2007, т. 412. С. 524-530.

14. Деев Е.В. Зиновьев С.В., Чинов Б.М. Структурная модель домеловых комплексов чехла севера Западно-Сибирской плиты (на примере Надым-Тазовского междуречья). // Литосфера, № 2, 2004. С. 61-80.i:

15. Дмитриевский А.Н., Володин И.А. Формирование и динамика энергоактивных зон в геологической среде. // ДАН, № 3, 2006, т. 411. С. 395-399.

16. Дортман Н.Б. Региональная петрофизическая характеристика древних щитов // Петрофизические исследования на щитах и платформах. Аппатиты, 1985. С. 3-8.

17. Дружинин B.C. Особенности глубинного строения Западно-Сибирской плиты по Ханты-Мансийскому профилю ГСЗ. // Геология и геофизика, № 4, 1983. С. 3-9.

18. Дружинин B.C. Оценка нефтегазоперспективности территории Свердловской области на основе глубинных критериев. // Уральский геофизический вестник, № 1, 2000. С. 61-66.I

19. Дружинин B.C. Роль глубинных сейсмических зондирований для решения региональных вопросов нефтяной геологии восточной окраины ВЕП и ЗСП. // Сб. Геологическое развитие Урала. Достижения и проблемы. Недра, 1989. С. 51-68.

20. Дружинин B.C. Сейсмические данные и сверхглубокое бурение -основные источники информации о нижних горизонтах осадочного слоя и консолидированной коры. // Сб. Земная кора Урала и полезные ископаемые. Екатеринбург. УНФ «Наука», 1993. С. 41-52.I

21. Дружинин B.C., Каретин Ю.С., Начапкин Н.И., Бахвалов А.Н. Использование результатов геофизических исследований на региональных профилях для глубинного геокартирования. // Разведка и охрана недр, № 2, 2000. С. 2-6.

22. Дружинин B.C., Каретин Ю.С., Начапкин Н.И., Бахвалов А.Н. Разработка методики объемного моделирования верхней части литосферы Урала. // Уральский геофизический вестник, № 1, 2000. С. 56-60.

23. Дружинин B.C., Карманов А.Б. Изучение строения земной коры северозападной части Западно-Сибирской плиты. // Сов. геология, № 9з 1985. С 38-48.

24. Дружинин B.C., Карманов А.В., Авотонеев С.В., Турыгин JI.B. Изучение строения доюрского фундамента Западной Сибири с помощью трехмерной сейсморазведки МПВ. // Сов. Гелогия, № 2, 1992. С. 80-88. ,

25. Дружинин B.C., Кашубин С.Н., Автонеев С.В., Рыбалка В.М. Новые данные о глубинном строении Южного Урала по результатамисследований на Троицком профиле ГСЗ. // Геология и геофизика, № 10, 1988. С. 86-90.

26. Дружинин B.C., Кашубин С.Н., Сивкова Л.В., Вальчак В.И., Кашубина Т.В. Опыт глубинных сейсмических зондирований на Урале. // Свердловск, НТО Горное, 1982. 72 с.I

27. Дружинин B.C., Колмогорова В.В., Сивкова Л.В., Халевин Н.И. Глубинные сейсмические исследования верхней мантии Среднего Урала. // Сб. Сейсмические исследования земной коры и рудоперспективных структур Урала. Свердловск, 1980. С. 18-27.

28. Дружинин B.C., Начапкин Н.И., Осипов В.Ю. (Институт геофизики УрО РАН), Пыстин A.M. (Институт геологии КомиНЦ). i Оценка нефтегазоперспективности прилегающей территории северных районов

29. Дружинин B.C., Начапкин Н.И., Осипов В.Ю. Знание строения земной коры один из факторов эффективного прогноза поисков месторождений углеводородов. // Уральский геофизический вестник, № 1, 2009. С. 30-36.

30. Дружинин B.C., Осипов В.Ю. О нерешенных вопросах поднадвиговой нефти на западной части Среднего и Северного Урала. // Уральский геофизический вестник, № 1 (10), 2007 г. С. 27-29.

31. Дружинин B.C., Осипов В.Ю., Каретин Ю.С., Чурсин А.В. Геолого-геофизическая модель литосферы по опорному сечению через Уральскую сверхглубокую скважину СГ-4. Екатеринбург. // Уральский геофизический вестник, № 7, 2005. С. 16-25.

32. Дружинин B.C., Осипов В.Ю., Начапкин Н.И. К вопросу о поисках месторождений углеводородов в новых районах Уральского региона. // Уральский геофизический вестник, № 5, 2003. С. 34-42.

33. Дружинин B.C., Осипов В.Ю., Первушин А.В. О поисках углеводородов в юго-западной части Свердловской области. // Разведка и охрана недр, № 2, 2004. С. 29-33.

34. Дружинин B.C., Осипов В.Ю., Шилина Е.В. Геофизические исследования кристаллического фундамента Южно-Татарского свода в районе Ново-Елховской сверхглубокой скважины. // Уральский геофизический) вестник, №8, 2005. С. 38-43.

35. Дружинин B.C., Осипов В.Ю., Шилина Е.В. Специфика глубокого строения Южно-Татарского свода в районе Ново-Елховской сверхглубокой скважины. // III научные чтения Ю.П. Булашевича. Екатеринбург, 2005. С. 26-29.

36. Дружинин B.C., Рыбалка В.М., Соболев И Д. Связь тектоники и магматизма с глубинным строением Среднего Урала по данным ГСЗ. М.: Недра, 1976. 157 с.

37. Егоркин А.В., Акиншина JI.B., Артеменко JI.C. и др. Строение коры и мантии вдоль профиля п-ов Ямал-Кяхта (Рифт-1). // Разведка и охрана недр, №2, 2003. С. 10-15.

38. Иванов К.С., Коротеев В.А., Федоров Ю.Н. и др. Строение зоны сочленения Приполярного Урала и Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна. // Литосфера, № 2, 2004. С. 108-124.

39. Карта блокового строения Урала по геофизическим данным. Верхняя часть земной коры. Масштаб 1:1000 000. // Ред. Е.М. Ананьева. Екатеринбург: Урал, регион, геол. комитет, 1994.

40. Конторович В.А. Сейсмологические критерии нефтегазоностности контакта палеозойских и мезозойских отложений Западной Сибири. // Геология и геофизика, № 5, 2007, т. 48. С. 538-547.I

41. Корчагин И.Н. Методы автоматического подбора и их использование при интерпретации геофизических данных. // Автореферат докторской диссертации. Киев: Нац. АН, Украина, 1994. 48 с.

42. Красовский С.С. Гравитационное моделирование глубинных структур земной коры и изостазия. Киев: Наук, думка, 1989. 248 с.I

43. Красовский С.С. Гравитационное моделирование градиентно-слоистых структур земной коры // Изд. АН СССР. Физика Земли, № 6, 1979. С. 3851.

44. Красовский С.С. Моделирование в гравитационном поле структур земной коры и верхней мантии. М.: ОЦНТИ ВИЭМС, 1978. 80 с.

45. Красовский С.С. Отражение динамики земной коры континентального типа в гравитационном поле. Киев: Наук, думка, 1981. 264 с. ;

46. Кудрявцева М.Н., Дьячкова А.Я. Петрофизические типы пород и закономерности их размещения в структуре Украинского щита. Киев: Наук, думка, 1982. 157 с. !

47. Кузнецов А.Г., Пятков В.И. Тектонические элементы поверхности доюрского основания Шаимского нефтегазоносного района. // Материалы4 научно-практической конференции «Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО». Ханты-Мансийск, 2001. С 154-161.

48. Куприенко П.Я., Макаренко И.Б., Старостенко В.И., Легостаева О.В. Трехмерная плотностная модель земной коры и верхней1 мантии Украинского щита. // Геофизический журнал, № 5, 2007, Том 29. С. 3-27.

49. Куприенко П.Я., Макаренко И.Б., Старостенко В.И., Легостаева О.В. Трехмерная плотностная модель земной коры и верхней1 мантии Ингульского мегаблока Украинского щита. // Геофизический журнал, № 2, 2007, Том 29. С. 17-41. <

50. Курскеев А.К. Геофизическая характеристика земной коры Казахстана. Алма-Ата: Наука, 1977. 192 с. >:i

51. Курскеев А.К. Справочник физических свойств горных пород Казахстана. Алма-Ата: Наука, 1983. 290 с.

52. Левин Б.В., Родкин М.В., Сасорова Е.В. О возможной 1 природе сейсмической границы на глубине 70 км // ДАН, № 1, 2007, т. 414. С. 101104.

53. Летников Ф.А. Флюидный механизм деструкции континентальной земной коры и формирование осадочных нефтегазоносных бассейнов. // .ДАН, № 2, 2005, т. 401. С. 205-207.

54. Маракушев А.А., Маракушев С.А. Окислительно-восстановительные фации углеводородов и образование нефти. // ДАН, № 1, 2007, т. 414. С. 83-89.

55. Монография. Геотраверс «Гранит»: Восточно-Европейская платформа — Урал — Западная Сибирь. (Строение земной коры по результатам комплексных геолого-геофизических исследований). Под редакцией С.Н. Кашубина, Екатеринбург, 2002. 312 с.

56. Муслимов Р.Х. Новый взгляд на перспективы развития супергигантского Ромашкинского нефтяного месторождения. // Перспективынефтегазоносности и обоснование направления ГРР, Геология нефти и газа, № 1,2007. С. 3-12.

57. Наливкина Э.Б., Дьячкова А.Я. О базальтовом слое континентов и природе сейсмических границ в его пределах. // Сов. геология, № 4, 1970. С. 131142.

58. Нестеров И.И. (старший). Извлечение из избранных научных трудов в семи томах, т. 1. Тюмень, 2007. 234 с.t b

59. Озерская М.Л., Семенова СГ. Распределение плотности и пластовой скорости отложений осадочного чехла нефтегазоносных территорий юга СССР. М.: ОЦНТИ ВИЭМС, 1978. 50 с.

60. Осипов В.Ю. Положение надвигов западного склона Среднего Урала в глубинной структуре земной коры. // Сборник научных материалов. Шестая Уральская молодежная научная школа по геофизике. Пермь:

61. Горный институт УрО РАН, 2005. С. 162-167. )1

62. Павленкова Г.А. Новые данные о структуре земной коры и верхов мантии по профилю «Кварц». // Разведка и охрана недр, № 2, 2000. С. 11-15.

63. Павленкова Г.А., Павленкова Н.И. Трехмерная скоростная модель верхней мантии северной Евразии по сейсмическим данным. // Шестые чтения им.

64. B.В. Федынского. Москва, 2004. С. 211-219.

65. Песковский И.Д. Эволюция литосферы Западной Сибири и формирование осадочного бассейна. М.: Недра, 1992. 334 с.

66. Пущаровский Ю.М. 13 сб. Фундаментальные проблемы общей тектоники // М.: Научный Мир, 2001. С. 1-15.

67. Родкин М.В. Изменения характера сейсмичности с глубиной: новые эмпирические соотношения и их интерпретация. // Физика Земли, № 10, 2004. С. 42-53.

68. Романовский Н.П. Корреляционные связи физических параметров // Тектоническая природа геофизических полей Дальнего Востока. М., 1984.1. C. 79-87.i

69. Романюк Т.В. Закономерности мезо-кайнозойской геодинамическойэволюции западных окраин Северной и Южной Америк. Автореферат на соискание степени доктора физико-математических наук. Москва, >2004.

70. Романюк Т.В. Сейсмо-плотностное моделирование тектоносферы вдоль геотраверса «Кратон». // Разведка и охрана недр, № 5, 1995. М.: Недра. С. 24-31.

71. Садовский М.А., Писаренко В.Ф. Дискретные иерархические модели геофизической среды. // Сб. статей. Комплексные исследования по физике Земли. М.: Наука, 1989. С. 9-26.

72. Семенов Б.Г. Зависимость плотность скорость и учет термодинамических условий при построении плотностной модели земной коры и верхней мантии. // Геология и геофизика, № 6, 1983. С. 90-98.

73. Сердюк З.Я., Слепокурова Л.Д. Поиски благопрриятных пород — коллекторов и залежей УВ в доюрских и юра-неокомских отложениях. // Геофизика, спец. выпуск, 2001. С. 113-115.

74. Справочник физических констант горных пород. // Под ред. С.Кларка-мл. М.: Мир, 1969. 543 с.

75. Старостенко В.И. Устойчивые численные методы в обратных задачах гравиметрии. Киев: Наук, думка, 1978. 227 с.

76. Старостенко В.И., Легостаева О.В. Прямая задача гравиметрии для неоднородной произвольно усеченной вертикальной прямоугольной призмы. // Физика Земли, № 12, 1998. С. 31-44.

77. Страхов В.Н., Романюк Т.В. Восстановление плотности земной коры и верхней мантии по данным ГСЗ и гравиметрии. // Физика Земли, № 6, 1984, т. I.C. 44-63.

78. Сурков B.C., Жеро О.Г. Фундамент и развитие платформенного чехла Западно-Сибирской плиты. М.: Недра, 1981. 143 с. ,

79. Схематическая структурно-формационная карта фундамента центральной части Западно-Сибирской плиты (Ханты-Мансийский автономный округ). Масштаб 1:1000 000, ред. Сурков B.C. Новосибирск: ОНТИ СНИИГиМС, 1998.

80. Уразаев Б.М., Воларович М.П., Курскеев А.К. Физические свойства горных пород в глубинных термодинамических условиях. Алма-Ата: Наука, 1973. 204 с.

81. Харахинов В.В., Шлепкин С.Н., Нестеров В.Н. и др. Геолого-геофизические предпосылки освоения нефтегазового потенциала доюрских отложений Западной Сибири. //Геофизика, спец. выпуск, 2001. С. 78-86.