Геодинамические основы прогнозирования нефтегазоносности недр
ГЕОДИНАМИКА (от греческого ge — Земля и dэnamis — сила * а. geodynamics; н. Geodynamik; ф. geodynamique; м. geodinamica) — наука о глубинных силах и процессах, возникающих в результате эволюции Земли как планеты и определяющих движение масс вещества и энергии внутри Земли и в её внешних твёрдых оболочках. Объекты исследования геодинамики недоступны непосредственному изучению, и о них удаётся судить по косвенным признакам, теоретическим построениям и результатам их проявления на поверхности Земли. Поэтому геодинамика тесно связана с другими науками о Земле и прежде всего с геофизикой, геохимией, петрологией, тектоникой; она опирается на общие законы физики и химии, широко использует сведения по планетологии.
Геодинамика как наука начала обосабливаться от других наук о Земле в 1950-е гг. У её истоков стояли немецкий учёный А. Вегенер, американские учёные А. Холмс, Х. Xecc. Большой вклад в развитие геодинамики внесли советские учёные В. А. Магницкий, В. В. Белоусов, В. Н. Жарков, П. Н. Кропоткин, О. Г. Сорохтин, Е. В. Артюшков и др.
При изучении природы глубинных процессов очень важны исходные теоретические концепции об образовании и эволюции планет Солнечной системы, О природе глубинных процессов можно судить по их проявлению в близповерхностных структурах земной коры и в магматизме. Исходя из построений фиксистов о неподвижности материков (см. Фиксизм), геодинамическая интерпретация предусматривала главным образом вертикальный подъём разуплотнённых за счёт радиоактивного разогрева масс вещества — астенолитов (гипотезы В. В. Белоусова и др.; см. также Астеносфера), которые считались причиной тектонических деформаций и магматизма. Возрождение в 1960-х гг. мобилистских представлений о дрейфе континентов и создание теории тектоники литосферных плит (см. мобилизм, тектоника плит) привели к новому толкованию природных глубинных процессов. В качестве движущего механизма перемещения литосферных плит рассматриваются конвективные течения в мантии Земли. В соответствии с одной точкой зрения (американские учёные У. Эльзассер и др.), конвективные течения охватывают только верхнюю мантию, а сама конвекция связана с выделением радиоактивного тепла.
|
|
|
Согласно другой гипотезе (А. С. Монин, О. Г. Сорохтин, Е. В. Артюшков), предполагается, что конвекция охватывает всю мантию Земли и вызывается выделением энергии вследствие физико-химической реакции, обособления ядра Земли и высвобождения при этом более лёгкого материала, всплывающего вверх. Такая конвекция по своей природе — химико-плотностная, или гравитационная. Если в Земле устанавливается одноячеистая конвекция, состоящая из одной восходящей и одной нисходящей ветвей, то все континенты собираются вместе над нисходящей ветвью, образуя единый суперконтинент — Пангею, существовавшую в позднем палеозое. Если конвективные течения распадаются на много ячей, то происходит раскол континентов и образование новых океанов, например, как это было в мезозойское время, когда возникли Атлантический и Индийский океаны.
|
|
|
Геотектонические гипотезы, предполагающие сокращение, расширение или попеременное изменение радиуса Земли (пульсационная гипотеза В. А. Обручева и американского геолога У. Бачера), также составляют объект исследований геодинамики, рассматривающей возможные физичские причины таких вариаций размера Земли.
Геодинамика исследует механизм движения литосферных плит, изучая динамические условия (разрыв материковых глыб в зонах растяжения, надвиги, поддвиги и складчатость в зонах сжатия), возникающие вдоль их границ и связанные с ними тектонические (в том числе сейсмические) и магматические процессы. При этом используются данные палеомагнетизма (позволяющие определить ту географическую широту и ориентировку, которую имели глыбы земной коры в геологическом прошлом), сейсмологии, тектоники и результаты измерения современных напряжений в земной коре. При изучении движений литосферных плит пользуются законами сферических геометрий. Зная параметры движения плит, можно предсказать, какие события и с какой интенсивностью, в частности какой магматизм и какие тектонические деформации, будут происходить на границах плит, и прогнозировать картину распределения материков через десятки млн. лет в будущем.
|
|
|
По объектам исследований в геодинамике можно выделить несколько направлений. Общая геодинамика, или геодинамика внутренних оболочек, имеет дело с познанием глубинных процессов. Частная геодинамика изучает процессы во внешних оболочках, т.е. движение литосферных плит, геодинамические обстановки и т.д. Региональная геодинамика изучает взаимодействия литосферных плит и результаты их проявлений в рамках конкретных территорий земной поверхности. Историческая геодинамика, или палеогеодинамика, занимается восстановлением геодинамических обстановок геологического прошлого, в первую очередь, реконструкцией былого расположения и взаимодействия литосферных плит, наиболее существенная роль при этом принадлежит палеомагнитным исследованиям. С 1975 важнейшей международной геологической программой стал Геодинамический проект, объединяющий усилия учёных в области изучения глубинных причин геологических явлений, исследования движений и деформаций литосферы, с 1980 — Проект литосферы.
|
|
|
Полевые геофизические методы
На всех стадиях поисково-разведочных работ важнейшее значение имеют полевые геофизические исследования, задача которых - изучение геоструктурных особенностей крупных территорий, выявление тектонических элементов различного порядка, детализация строения.
К региональным геофизическим исследованиям относятся мелкомасштабные магнитометрические и гравиметрические исследования, электроразведка и сейсморазведка.
Магниторазведка. Метод основан на изучении особенностей магнитного поля, связанного с магнитными свойствами горных парод. Различие этих магнитных свойств и формах залегания магнитных тел создает различные формы аномалий, т.е. отклонение его от геомагнитного поля, данного района. Магниторазведка широко применяется при региональных исследованиях для изучения тектоники, определения толщины осадочного чехла, для выявления и трассирования зон региональных разрывных нарушений, в отдельных районах для поисков локальных структур и соляных куполов.
Магнитное поле древних платформ обуславливается рельефом и составом кристаллического фундамента. Большое влияние на магнитное поле оказывает петрографическая неоднородность фундамента. Четкими магнитными аномалиями обособляются интрузии изверженных пород основного состава (габбро-диабазы, амфиболиты и другие).
Характер магнитных аномалий дает возможность проследить погребенные продолжения структур складчатого обрамления платформенных областей, выделить блоки консолидации. Горизонтальные сдвиги на участках погребенного фундамента можно определить по смещению полос магнитных аномалий в плане.
В настоящее время аэромагнитные исследования нашли широкое применение при проведении геофизических исследований в морских условиях, в частности для изучения геомагнитного поля в Каспийском, Аральском, Охотском и других морях.
В некоторых платформенных районах при благоприятных геологических условиях магниторазведка используется для поисков зон поднятий.
Конечно, наиболее успешно магниторазведка применяется в области развития соляной тектоники для поисков соляных куполов (Днепрово-Донцкая впадина). Это должно быть понятно исходя из диамагнитных свойств соли, однако в отдельных регионах (в той же Днепрово-Донецкой впадине) соляные купола выносят с собой множественные обломки диабазов, породы сильно магнитной и фиксируются положительными аномалиями.
Наибольший эффект достигается в комплексировании магниторазведки с гравиразведкой.
Гравиразведка. Метод основан на изучении естественного поля силы тяжести на земной поверхности, что позволяет выявлять аномалии гравитационного поля обусловленного изменением плотности.
Гравиразведка применяется при региональных и детальных нефтегазопоисковых работах. Она используется для изучения регионального геологического строения недр, геотектонического районирования строения складчатого фундамента и изучение его крупных структурных элементов, поисков крупных структур, рифов, солянокупольных структур, выявления и трассирования региональных разрывных нарушений. Высокоточная гравиразведка может быть использована для поисков локальных структур, иногда для прямых поисков скоплений нефти и газа. Особенно широко используется гравиразведка в настоящее время в пределах акваторий морей и океанов: с борта кораблей, а так же донными гравиметрами.
Гравитационное поле, как правило отражает глубинную тектонику: крупным положительным структурам соответствуют относительные максимумы (иногда наоборот). Это объясняется различием петрографического состава и глубинного строения фундамента. Отрицательные гравитационные аномалии соответствуют гранитным интрузиям. Положительные значения ∆q связаны с породами фундамента, представленными гнейсами, габброидами, амфиболитами и другими плотными пародами.
Как видно из изложенного выше интерпретацию гравиметрической съемки нужно проводить в комплексе с сейсморазведкой, параметрическим и опорным бурением.
Геологическая эффективность гравиметрических работ в районах с различным геологическим строением неодинакова. Для обработки гравиметрических аномалий применяют методические приемы, которые снимают региональный фон, после чего аномалии, выраженные в сгущении линий, либо разряжении изоаномал принимают более выраженный понятный для использования вид. Большое практическое значение имеет выделение на платформах по гравитационным аномалиям зон развития флексур, в которые обычно трансформируются глубинные разломы и ограничивают отдельные его блоки.
Лучшие результаты дает разведка при изучении складчатых областей. Краевые прогибы характеризуются глубоким залеганием фундамента, выделяются обычно большими отрицательными аномалиями силы тяжести.
Крупные региональные минимумы характерны так же для межгорных впадин (например, в Ферганской) в этих областях гравиразведка применяется для выявления различных структурных зон. Большинство поднятий выражается максимумами ∆q.
Высокая эффективность гравиразведки при поисках солянокупольных структур (Днепрово-Донецкая впадина, Прикаспийская и д.р.)
Соляные купола определяются аномальными минимумами силы тяжести. В комплексе с электроразведкой успешно ведутся поиски рифовых массивов.
Электроразведка. Метод основан на изучении естественных и исскуственных электромагнитных полей возникающих в земле под действием электрического тока. Электроразведка применяется для решения задач структурной геологии при поисках месторождений нефти и газа. Используется электроразведка и при региональных исследованиях для изучения общих черт изучаемой территории. Проводятся съемки методами ТТ – теллурических токов; ВЭЗ – вертикально электрического зондирования; ЭП – электрического профилирования.
Метод ТТ – основан на изучении естественных электрических полей, может применяться в исследуемом районе достаточно интенсивных вариаций теллурических токов. Этот метод используется тектонического районирования, иногда для поисков локальных поднятий, по относительно повышенным напряжением.
Методы зондирования и профилирования основаны на изучении искусственно создаваемых электрических полей в породах с помощью постоянного тока. Метод ВЭЗ позволяет изучать геологический разрез в различных точках исследуемой территории и определять глубины залегания выбранного опорного электрического горизонта, что достигается измерением на поверхности земли кажущихся удельных сопротивлений пород при помощи установки последовательно изменяющейся длины, т.е. при постепенном увеличении расстояния между питающими электродами. Этот метод дает наилучшие результаты в районах развития пологой складчатости при наличии в разрезе опорных электрических горизонтов. Метод ВЭЗ показал высокую эффективность при структурном картировании в районах Русской платформы, Предкавказья, Средней Азии, Сибири, в Предуральском прогибе.
Метод профилирования применяется при более крутых углах падения пластов и наличия разрывной тектоники. С его помощью производится измерение на некоторой средней глубине кажущихся сопротивлений. Исследования производятся с постоянной установки, при постоянном разносе электродов. В результате строится карта равных сопротивлений, которая позволяет судить об особенностях геологического строения района на определенной глубине, соответствующей размерам установки.
На электропрофилях и картах удельных сопротивлений над антиклинальными складками наблюдается увеличение кажущихся сопротивлений, если структура сложена породами высокого сопротивления. Метод электропрофилирования применяется как в платформенных, так и в складчатых областях.
Для Западной Сибири наиболее эффективный способ полевых геофизических исследований – это сейсморазведка (не называйте сейсмика – гравика это вульгарно, так же не говорите никогда баженовка, ачимовка, правильное произношение этих слов будет говорить о вашей культуре – культуре специалиста).
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 726; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!