Старший научный сотрудник лаборатории математического моделирования природных нефтегазовых систем ИНГГ СО РАН к.ф.-м.н. Борис Валентинович Лунёв рассказал о том, как образуются диапиры, почему их важно изучать и какие разработки в области соляных куполов он развивает.
– Борис Валентинович, Вы в течение многих лет изучаете соляные купола. Как образуются эти структуры?
– Каменная соль, как и прочие осадочные горные породы, поначалу отлагается в виде субгоризонтальных пластов. Поскольку плотность у нее на 10–20 % меньше, чем у перекрывающих ее пород (песчаников, глин или карбонатов), она всплывает сквозь них. Как масло сквозь воду, только гораздо медленнее – в масштабах геологических, с характерной скоростью меньше 1 мм в год. В результате образуются удивительные формы соляных тел в виде подушек, поднятых пальцев и грибов, размером в несколько километров. Это так называемые структуры соляной тектоники.
Внутренняя структура грибообразного диапира
– Есть ли в исследовании соляных куполов практический интерес?
– Конечно. Структуры соляной тектоники контролируют размещение залежей углеводородов в большинстве мировых нефтегазовых провинций. При этом их исследование традиционными методами сейсморазведки чрезвычайно затруднено из-за сложности и контрастности форм и физических свойств соли, так что поисковое и разведочное бурение приходится вести почти вслепую. А это очень дорогое удовольствие – тем более, что проходка скважин в таких местах часто связана с авариями.
– Вы предложили инновационный метод – вычислять геологическую структуру объектов соляной тектоники, восстанавливая эволюцию, которая их сформировала. В чем особенность такого подхода?
– Суть метода состоит в расчете различных вариантов эволюции, возможных в рамках имеющихся данных о геологическом строении исследуемого участка. Далее мы подбираем такой вариант, который дает актуальное положение геологических границ, совпадающее с данными бурения там, где они есть, и данными сейсморазведки там, где они надежны. Такое совпадение позволяет считать, что структура определена адекватно во всем исследуемом объеме – в том числе и там, где она не установлена обычными методами.
В сущности, это своеобразная реализация метода подбора для решения обратной задачи. Только в данном случае решается задача восстановления процесса образования структуры. Реализация этого метода требует использования высокоэффективных вычислительных программ, позволяющих оперативно рассчитывать много вариантов эволюции. Для решения этой задачи в нашей лаборатории были разработаны оригинальные алгоритмы и программное обеспечение.
– Подтверждена ли эффективность этого метода экспериментально?
– Выполненные нами расчеты для различных регионов показали реальность адекватного подбора эволюции, создавшей наблюдаемую структуру. В частности, мы выполнили подбор эволюции, сформировавшей структуру соляной тектоники на одном из участков в северном Прикаспии. Хотя этот результат скорее предварительный, зато он может быть практически интересен нашим геологам-нефтяникам.
На рисунках a, b, c, d показаны некоторые стадии подобранной эволюции этой структуры
Актуальное состояние этой структуры в сравнении с ее же моделью, построенной по данным бурения и сейсморазведки
Полученный результат согласуется с данными сейсморазведки и позволяет существенно уточнить геологическую структуру на крыльях соляных куполов (там, где слои осадочных пород примыкают к диапиру) и структуру подсолевых слоев. При этом выделяются зоны, перспективные в отношении нефтегазоносности. В частности, предсказывается развитие соляных карнизов в надсолевых отложениях. А в подсолевом комплексе – засасывание в диапиры отложений, непосредственно подстилающих соль, и инверсионная складчатость в нижележащих подсолевых слоях.
– В каких работах может использоваться предложенный Вами метод?
– Его можно успешно применять для уточнения геологической структуры объектов соляной тектоники в зонах, которые плохо определяются обычной сейсморазведкой. Зачастую, именно такие участки наиболее интересны с поисковой точки зрения.
– Увидим ли мы практические результаты применения метода в ближайшее время?
– Надеюсь. В декабре 2020 года мы с заведующим лабораторией д.г.-м.н. Владимиром Валентиновичем Лапковским представили метод на Каспийском энергетическом форуме. Наша разработка вызвала интерес со стороны научного и профессионального сообщества, и мы, в свою очередь, открыты для дальнейшего сотрудничества.
Беседовал Павел Красин
Иллюстрации предоставлены Б.В. Луневым; из открытых источников (1)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наукФСМНО (sciencemon.ru), 1.02.2021
В ИНГГ СО РАН развивают вычислительный метод, который поможет восстановить историю образования соляных куполов (диапиров) и связанных с ними структурНовости сибирской науки (sib-science.info), 1.02.2021
Ученые развивают вычислительный метод, который поможет восстановить историю образования диапировDevsday.ru, 1.02.2021
Ученые развивают вычислительный метод, который поможет восстановить историю образования диапировНаучная Россия (scientificrussia.ru), 1.02.2021
Вычислительный метод поможет восстановить историю образования соляных куполовEnergyland.info, 2.02.2021
В ИНГГ СО РАН развивают вычислительный метод, который поможет восстановить историю образования соляных куполов (диапиров) и связанных с ними структур.Advis.ru, 2.02.2021