авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Система интегрирования геофизических данных с целью прогноза параметров флюидодинамических процессов осадочного бассейна (на примерах нефтегазовых районов хмао

-- [ Страница 1 ] --


На правах рукописи

Зудилин Александр Эдуардович

Система интегрирования геофизических данных

с целью прогноза параметров флюидодинамических процессов осадочного бассейна

(на примерах нефтегазовых районов ХМАО - ЮГРА)

Специальность 25.00.10 –

«Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Екатеринбург - 2011

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Научный руководитель – доктор геолого-минералогических наук,

доцент, заслуженный геолог РФ

Писецкий Владимир Борисович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Болтыров Владимир Босхаевич

кандидат технических наук

Ратушняк Александр Николаевич

Ведущая организация - Институт геологии и геохимии

им. А.Н. Заварицкого УрО РАН,

г. Екатеринбург

Защита диссертации состоится 12 мая 2011 г. в 14:30 на заседании диссертационного совета Д 212.280.01 при ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» по адресу:

620144, г. Екатеринбург, ГСП, ул. Куйбышева, 30 (III уч. корпус, ауд. 3326)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Автореферат разослан 5 апреля 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета А.Б. Макаров

Общая характеристика работы

Актуальность работы

Традиционная стратегия поиска и разведки месторождений углеводородов в пределах осадочных отложений ориентирована на логику обнаружения ловушек различного типа, что не исключает риск ошибок в прогнозе продуктивности коллекторов по объективным или техническим причинам. Теоретические и практические исследования последних лет по направлению поиска связей параметров современных геодинамических и флюидодинамических процессов с нефтегазонасыщением в осадочных отложениях и верхних интервалах фундамента свидетельствуют о высокой перспективности концепции, опирающейся на глубинные схемы флюидных потоков. Слабым звеном в методах интерпретации геолого-геофизических данных, основанных на флюидодинамической концепции, является субъективный (ручной) подход к построению ключевых элементов моделей геодинамики литосферы и флюидодинамики осадочного чехла. В настоящей работе предпринята попытка к созданию системы интегрированной интерпретации геофизических данных с целью прогноза параметров флюидодинамических моделей (ДФМ) осадочного бассейна по формализованным схемам обнаружения структур блоковых процессов и построения миграционных схем флюидных потоков в пределах продуктивных интервалов осадочного чехла и фундамента. Особую актуальность рассматриваемая проблема приобретает в районах активного снижения нефтедобычи и на территориях, отнесенных ранее к малоперспективным объектам поиска нефтяных и газовых месторождений. Именно эта ситуация характерна для такой основной нефтегазовой провинции Российской Федерации, как Западно-Сибирский мегабассейн в целом и в границах ХМАО - Югра в частности.

Цели и задачи исследований

Цель настоящих исследований заключается в развитии научно-методических основ прогноза параметров геодинамических процессов осадочного бассейна по комплексу геолого-геофизических данных и прогноз нефтегазоносности осадочного бассейна.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- оптимизировать методику и технологию ДФМ-интерпретации сейсмических временных разрезов с целью оценки относительных значений общего горного давления;

- разработать методические и технологические приемы интегрированной интерпретации потенциальных полей, цифровых моделей рельефа дневной поверхности и глубинных отражающих горизонтов в осадочном чехле и фундаменте с целью построения блоковой модели геодинамических процессов земной коры;

- выявить глобальные и региональные геодинамические элементы земной коры в пределах рассматриваемой территории;

- осуществить прогноз нефтегазоносности в границах поисково-разведочной площади в восточной части ХМАО - Югра.

Научная новизна:

- разработана и реализована компьютерная система обработки и интерпретации геолого-геофизических данных, основанная на флюидодинамической концепции и модели блоковой структуры геодинамического состояния земной коры;

- предложена модель современных блоковых геодинамических процессов осадочного бассейна в пределах ХМАО - Югра на двух согласованных масштабных уровнях;

- обоснована причинно-следственная связь нефтегазоносности с параметрами современных геодинамических процессов, и на этой основе рассмотрена модель нефтегазоносности осадочного бассейна в пределах Пылькараминской площади.

Защищаемые положения:

  1. Модель современных геодинамических процессов земной коры аппроксимируется интегральной моделью геофизической среды с регулярной иерархической блоковой структурой, которая предопределяет устойчивую частотную и пространственную композицию различных физических параметров.
  2. Предложена система интегрированной обработки геофизической информации (AZON), на основе которой реализуется формализованная схема прогноза параметров геодинамических и флюидодинамических процессов осадочного бассейна в последовательности: “генерация – миграция – аккумуляция флюида”.
  3. Разработаны модели нефтеносности осадочного чехла и фундамента на нескольких согласованных масштабных уровнях в границах восточной части территории ХМАО - Югра, которые объективным образом удовлетворяют фактическому состоянию геологической изученности территории и определяют контуры участков недр, перспективных к постановке новых геологоразведочных работ.

Практическая значимость

Предложенная методика положена в основу анализа геолого-геофизических данных в цикле научно-практических исследований в пределах ХМАО - Югра (2006-2010 гг.) совместно с Научно-аналитическим центром рационального недропользования им. В. И. Шпильмана. Отдельные элементы этой методики в рамках разработанной системы AZON успешно применялись при обработке и интерпретация материалов метода общей глубинной точки (МОГТ), вертикального сейсмического профилирования (ВСП) и других геолого-геофизических данных на серии объектов Западной Сибири, Восточной Сибири, Оренбургской области, Республики Татарстан и в других районах РФ и зарубежных стран.

Апробация работы

Материалы, изложенные в диссертации, представлялись на ХII, XIII и ХIV научно-практических конференциях «Пути реализации нефтегазового и рудного потенциала Ханты-Мансийского автономного округа – Югры», г. Ханты-Мансийск, 2008-2010 гг.; 74–й ежегодной международной конференции и выставки SEG, Даллас, США (2008) и использованы при разработки более 30-ти научных отчетов, в том числе выполненных по зарубежным грантам с Французским институтом нефти (1994-1996 гг.), с научными центрами нефтяных компаний (Chevron, UNOCAL и др.), с Департаментом энергии США и Мичиганским технологическим университетом (грант 2003-2005 гг.) и др.

Публикации

По результатам выполненных исследований опубликовано восемь работ, в том числе три в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и библиографического списка, включающего 102 наименования. Текст диссертации изложен на 105 страницах и содержит 46 рисунков.

Личный вклад автора

Работа базируется на теоретических, полевых и лабораторно-измерительных исследованиях, выполненных на кафедре геоинформатики УГГУ, где автор работает с 2001 года по настоящее время. Основные исследования проведены в рамках научно-технического договора по теме «Разработка геологической и флюидодинамической моделей осадочных и доюрских комплексов Пылькараминского участка и восточной части территории Ханты-Мансийского округа – Югры», выполняемого совместно государственным предприятием «Научно-аналитический центр рационального недропользования им. Шпильмана» и УГГУ в период с 2005 – 2010 гг. Автор принимал активное и непосредственное участие на всех этапах работы, самостоятельно разработал и реализовал компьютерную систему обработки и интерпретации геолого-геофизических данных AZON, сформировал всю необходимую исходную информацию в интегрированную базу данных, провел обработку этих данных в созданной системе, исследовал и предложил содержательные элементы методики обработки и интерпретации, а также разработал алгоритмы некоторых процедур обработки и моделирования.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю диссертации доктору геолого-минералогических наук, зав. кафедрой геоинформатики Писецкому В.Б. за оказанную поддержку и помощь в написании данной работы, а также своим коллегам по работе, сотрудникам кафедры геоинформатики ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» Самсонову В.И., Силиной Т.С., Воронину О.М. за содействие в ходе исследований.

Содержание работы

Введение

Во введении отмечены слабые элементы существующих методик прогноза параметров геодинамических и флюидодинамических процессов осадочного бассейна и формулируются основные задачи развития технологий интегрированной интерпретации геолого-геофизических данных.

Глава 1. Модель современных геодинамических процессов земной коры

Результаты исследования блочных структур в осадочных бассейнах

Термин "блочная структура" включает в себя множество понятий, связанных с описанием геологического строения среды.

Нарушения сплошности являются главными и наиболее контрастными разделительными элементами твердой среды, встречающимися на всех масштабных уровнях (от микротрещин до разломов). Среди исследований, посвященных изучению блочных структур, работы М.А. Садовского, В.Е. Хаина, Ю.М. Пущаровского, С.И. Шермана, Е.А. Ранцмана, А.В. Тевелева, П.С. Воронова, Сидорова В.А. и др. выделяются глубиной проработки проблемы и глобальностью масштаба. Установлено, что разрушение литосферы при тектоническом сжатии происходит существенно медленнее, чем при растяжении, и требует больших затрат энергии. Составлена принципиально новая схема деструктивных зон литосферы (ДЗЛ) земного шара, основанная на этих типах разрушения. Показано их распространение, выделены типы и степень деструкции. Основу ДЗЛ образуют разломы и разломно-блоковые структуры. Устанавливается система блоков литосферы, которые образуют дискретный иерархический ряд с определенными модами преимущественных размеров, которые различны в регионах с разными геодинамическими режимами. Гипотеза регмагенеза в последнее время подкреплена теоретико-экспериментальными работами многих исследователей (Ротационные процессы в геологии и физике: Сб. статей МГУ и ИФЗ РАН. - 2008,). По результатам оценок размерности блоковой структуры твердой Земли на различных масштабных уровнях выявлена глобальная общность размерности блоков в виде иерархического ряда, представленного на рис. 1, что не противоречит аналогичным выводам по Западно-Сибирскому мегабассейну (Фурсов А.Я., Устинова В.Н., Писецкий В.Б. и др.). Карты современной блоковой структуры земной коры Русской равнины, Западной Сибири, Западного Прикаспия, составленные методом морфоструктурного районирования по формализованным признакам, получены на основании исследований пространственной организации географической оболочки Земли (Виноградов Е.И., Губерман Ш.А., Дмитриевский А.Н., Пиковский Ю.И.). Выявлена связь положения природных зон, подзон и ландшафтных провинций с элементами современной блоковой структуры земной коры.

Модель Павленкина А.Д. (2009) обобщает целый ряд независимых представлений о причинах блокового строения литосферы, ее геодинамическом режиме и основана на трех основных тектонических гипотезах – ротационной, пульсационной и дифференциационной. Конструкция этой модели подразумевает разделение Земли на четыре активные надпорядковые геодинамические системы – Арктическую, Антарктическую, Тихоокеанскую и Атлантическую, плоскости симметрии которых соответствуют теоретическим положениям критических широт (экватор, 35 и 62 соответственно в северном и южном полушариях) и меридианов (110 з.д. - 70 в.д. и 160 в.д. - 20 з.д.). В данной модели узел пересечения экстремальной широты 620 и критического меридиана 700 расположен в центральной области ХМАО-Югра. Очевидно, что представления о базовой конструкции геодинамической модели Западно -Сибирского плитного комплекса (ЗСП) не могут состояться без попытки обоснованного принятия за основу названных глобальных разделительных элементов литосферы, существование которых предсказано Карпинским А.А. (1897 г.), Вероне А. (1910 г.), Мушкетовым Д.И. (1935 г.), Броком В.В. (1957), Стовасом М.В., Каттерфельдом Г.Ф. (1962) и др. В работах новосибирских ученых (Старосельцев В.С., Добрецов Н.Л. и др.) обсуждается модель двух- и более ярусной модели, в которой вся твердая оболочка Земли должна распадаться на серию колец с индивидуальным спином, и обосновывается факт соответствия трансрегионального геодинамического элемента “Транссибирский” критическому планетарному сечению по широте 620.

По существу, гипотезы блокового деления и кинематики блоков на различных масштабных уровнях земной коры “автоматически” приводят к идеям специфического тепломассопереноса, которые способны объяснить и “примирить” различные варианты генерации углеводородов и генезиса месторождений нефти и газа. Так, в 80-х годах возникла флюидодинамическая концепция формирования месторождений углеводородных и рудных ресурсов (Соколов, 1985).

Таким образом, в рамках флюидодинамических концепций генезиса месторождений углеводородов с учетом гравитационных и ротационных механизмов блоковой активности твердой земли можно полагать:

- твердая оболочка Земли поделена на блоки равного размера со сторонами, ориентированными по меридианам и параллелям;

- блоки земной коры способны перемещаться в горизонтальных направлениях под воздействием ротационных и иных факторов возмущений геодинамического состояния планеты;

- в точках пересечения подвижных поясов с меридиональными границами блоков возникают вертикальные зоны высокой проницаемости, соединяющие флюидные потоки разных оболочек коры (“флюидные плюмы”).

С учетом глубины изученности рассматриваемой проблемы, представляется возможным сконструировать модель современных геодинамических и флюидодинамических процессов земной коры в границах Западно-Сибирского мегабассейна.

Основные элементы модели современных геодинамических и флюидодинамических процессов земной коры в пределах Западно-Сибирского мегабассейна

В исследованиях последних лет по теме “Разработка концепции нефтегазоносности ХМАО на основе модели современных геодинамических процессов”, в которых принимал участие и автор настоящей работы, независимым образом получено достаточно большое количество фактического материала, свидетельствующего в пользу существующих представлений о механизмах глобального разделения земной коры в пределах Западно-Сибирской плиты. Здесь же обсуждается ряд результатов оценки схем блоковых структур в границах ХМАО - Югра, которые вполне согласуются с идеями регмагенеза (Фурсов А.Я., Сим Л.А., Устинова В.Н, Писецкий В.Б. и др.). Особым образом отмечается положение глобального разделительного элемента, совпадающего примерно с широтой 620.

Севернее и южнее этого глобального элемента, через один градус, следуют соседние широтные границы, что соответствует размеру блоков 110-120 км (утроенная толщина твердой литосферы, или основной принцип деления слоистой среды). Это подтверждается данными по региональным сейсмическим профилям, для которых были рассчитаны разрезы с оценкой напряженно-деформированного состояния (НДС). Границы контрастных значений НДС, которые просматривается на всю глубину каждого разреза, соответствуют глобальным линеаментам 61, 62 и 63 градуса. Эти же линеаменты просматриваются и в структуре рельефа дневной поверхности ХМАО.

При анализе параметров геодинамических и флюидодинамических моделей твердых сред, в известных работах по сейсмологии и геомеханике вводится понятие о дискретной структуре твердой Земли (Садовский М.А., Byerlee J.D. и др.). При этом необходимо отметить следующие два принципиально важных и теоретически обоснованных обстоятельства, которые вытекают из глобального принципа слоистости Земли с учетом гравитационных, ротационных и дифференциационных механизмов непрерывного изменения компонент НДС в ее твердой оболочке:

- любая из твердых оболочек земной коры с плоскопараллельными границами между ними делится на регулярное множество блоков определенных размеров (рис. 1);

– геометрия схемы блоковой реакции каждой слоистой оболочки в моменты изменения компонент НДС не меняет своего пространственного положения.

Рис. 1. Сглаженные гистограммы распределения блоков земной коры по размерам ( Садовский М.А., Красной Л.И.)

Непрерывно совершенствующаяся база структурных карт на различных масштабных уровнях позволила объективно обнаружить регулярную блоковую структуру во всех интервалах литосферы, удовлетворяющую сформулированным выше признакам современной геодинамической активности. Такая закономерность сосуществования многопорядковых блоковых систем с преобладающими азимутами сторон 0 и 90 градусов многократно обнаружена и независимо подтверждена во многих работах по геологии, геофизике, геодинамике и геомеханике. Результаты проведенных автором статистических исследований дают близкие азимуты (рис. 2). На рис. 3 показана схема блокового деления литосферы исходя из ее классической трехслойной структуры: осадочный чехол, гранитный слой, базальтовый слой. При этом блоковая структура должна проявляться в картах по любому геофизическому, геодинамическому или геоморфологическому параметру. С учетом этих положений представляется целесообразным принять за основу идеализированную параметрическую модель геофизической среды, в которой главными элементами являются:

- дискретная структура;

- компоненты НДС;

- трение;

- блоковое строение среды с регулярной иерархической организацией;

- флюидные течения распределяются по вертикальным контактам блоков и в соответствии с компонентами НДС.

Общая схема интегрированного анализа геолого-геофизических данных с целью выявления разделительных элементов литосферы разного порядка может быть построена на последовательности следующих шагов:



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.