Структурно-геоморфологический анализ и данные дистанционного зондирования для поисков нефтегазоносных структур
Введение
Под структурно-геоморфологическим анализом понимают изучение исторически сложившихся соотношений между рельефом земной поверхности и структурой земной коры. Путем такого анализа выясняют роль тектоники в развитии рельефа, устанавливают формы ее проявления в пластике земной поверхности [1].
Данный анализ имеет большое прикладное значение. С помощью него ученые разрабатывают геоморфологические критерии прогнозирования и поисков геологических структур, что имеет большое практическое значение при поисках месторождений нефти и газа. При этом используют данные дистанционного зондирования, дешевый и наглядный источник информации, особенно актуальный для России с её просторами, огромными расстояниями, неразвитой инфраструктурой.
Приступая к работе, я наметил для себя следующие задачи: ознакомиться с особенностями дешифрирования основных зон нефтегазонакопления, применить полученные знания и умения в теории и практике.
1. Особенности дешифрования данных дистанционного зондирования для целей структурно-геоморфологического анализа
Объект исследований с точки зрения аэрокосмических методов рассматривается как пространственно-временная категория иерархического строения - мелкие объекты включены в более крупные, кратковременные процессы - в долговременные. Важнейшая характеристика объектов съёмки - их отражательно-излучательная способность. То есть объектами изучения является Земля, земная поверхность, ландшафты, горы, реки и другое множество составляющих нашей планеты. Физическое поле Земли является главным предметом исследования [3].
Дешифрирование космических снимков является начальным этапом любого вида региональных геолого-геофизических работ. При дешифрировании космических снимков используется масштабный ряд изображений глобального, регионального, локального и детального уровней генерализации, выполненных в различных диапазонах спектра электромагнитных волн.
На первой стадии региональных работ, при общем прогнозе нефтегазоносности территорий используются космические снимки глобального, континентального (м-б до 1:2500000 включительно) и регионального (м-б 1:1000000, реже 1:500000) уровней генерализации. Такие снимки позволяют уточнить границы нефтегазоносных провинций, областей, районов, произвести тектоническое и неотектоническое районирование, составить карту главных разрывных нарушений. Космические снимки регионального уровня генерализации дают возможность детализировать строение основных тектонических структур, выявить структуры более высоких порядков, районировать регион в соответствии с неотектонической активностью, выявить новые разрывные нарушения более низких порядков.
На второй стадии региональных работ при прогнозе зон нефтегазонакопления используются космические снимки локального и детального уровней генерализации, позволяющие детализировать тектоническое строение территорий (выявлять структуры более низких порядков, в том числе локальные и новые малоамплитудные разрывные нарушения), выделять зоны развития трещинных коллекторов, оценивать неотектоническую активность отдельных структурных элементов. Интерпретация результатов дешифрирования осуществляется на основе комплекса имеющихся геолого-геофизических материалов. Материалы интерпретации результатов дешифрирования космических снимков используются при планировании региональных работ, а также при обобщении результатов всех последующих видов региональных работ.
При структурно - геоморфологическом дешифровании объектов на аэрокосмических снимках задачами являются изучение ландшафтной оболочки земной поверхности, геоморфологических особенностей территории и их анализ. Также изучение характера тектоники, морфологии структурных форм. Уточнение, детализация или создание новых карт (геологических, тектонических, геоморфологических, сейсмического районирования, инженерно-геологических, прогнозных и других) и изучение современных геологических процессов составляют основные задачи [3].
Структурно-геоморфологический анализ начинается с оконтуривания наиболее крупных участков земной поверхности, различающихся характером тектонической жизни в геоморфологический этап развития Земли. Для анализа необходимо иметь тот же набор вспомогательного материала, что и при геоморфологическом картографировании. Оконтуривание крупных морфоструктур, выявление закономерностей их размещения и определение их вида (прямые, обращенные, гетерогенные) выполняется только при сопоставлении схемы геоморфологического дешифрирования с геологическими картами соответствующих масштабов. Эффективность значительно повышается с привлечением геофизических материалов.
Проводя структурно-геоморфологический анализ космических снимков, составляют морфоструктурную схему дешифрирования с выделением крупных геоблоков и систем осложняющих их разрывных нарушений. Далее возможна любая детализация морфоструктурной схемы, т.е. дешифрирование морфоскульптуры. Кроме того, на основании анализа геоморфологической схемы дешифрирования выделяют мелкие морфоструктурные элементы, закономерная ориентировка которых позволяет оконтурить крупные блоки.
На космических снимках рельеф отображается достаточно четко только для превышений в десятки и даже сотни метров, поэтому для его изучения используются различные индикаторы, главным из которых является почвенно-растительный покров. Последний позволяет изучать рельеф в морфолого-морфометрическом и генетическом отношениях. Генетические типы рельефа настолько характерны, что их изображение на снимках позволяет однозначно определить их тип [3].
2. Основные генетические типы зон нефтегазонакопления и их дешифрирование
Основные генетические типы зон нефтегазонакопления
КлассГруппаПодгруппаСтруктурныйЗоны, формирование которых связано: с региональными линейно вытянутыми положительными структурами; с региональными разрывными нарушениями; с зонами регионального развития трещиноватости; с соляной тектоникойПриуроченные к валоподобным поднятиям платформенных областей: унаследованного развития; инверсионного происхождения. Приуроченные к антиклинориям складчатых областей: унаследованного развития; инверсионного происхождения Приуроченные: к зонам соляно-купольных структур, к погребенным поднятиям межкупольных пространствРифогенныйЗоны, формирование которых связано с рифогенными образованиямиЛитологическийЗоны, формирование которых связано: с региональным изменением литологического состава и физических свойств коллекторов, выклиниванием их по восстанию слоев и др.; с песчаными образованиями вдоль прибрежных частей древних морейПриуроченные к зонам: Замещения проницаемых отложений слабопроницаемыми; регионального выклинивания отдельных литолого-стратиграфических комплексов на склонах поднятий и впадин; песчаных валоподобных образований типа бар в прибрежных частях древних морей; песчаных прибрежно-дельтовых образований палеорекСтратиграфическийПриуроченные к зонам регионального срезания и несогласного перекрытия коллекторов относительно непроницаемыми породамиЛитолого-стратиграфическийПриуроченные к зонам выклинивания литолого-стратиграфических комплексов, стратиграфически несогласно перекрытых непроницаемыми отложениями более молодого возраста
Основные местоскопления нефти и газа
КлассГруппа и подгруппа местоскоплений, приуроченных:Структурный1) к антиклинальным и куполовидным структурам простого и ненарушенного строения; 2) к антиклинальным и куполовидным структурам с несоответствием структурных поверхностей отдельных стратиграфических подразделений: а) к структурам, характеризующимся смещением сводовых частей отдельных литолого-стратиграфических подразделений; б) к структурам с существенно различным строением отдельных структурных этажей; 3) к антиклинальным и куполовидным структурам, осложненным разрывной дислокацией; 4) к антиклинальным и куполовидным структурам, осложненным соляной тектоникой; 5) к антиклинальным и куполовидным структурам, осложненным диапиризмом или грязевым вулканизмом; а) к структурам с открытым грязевым вулканом или открытым диапировым ядром; б) к структурам с погребенным грязевым вулканом или криптодиапиром; 6) к антиклинальным структурам и куполовидным поднятиям, осложненным вулканогенными образованиями: а) к моноклиналям; б) к синклиналямРифогенный1) к одиночным рифовым массивам; 2) к группе (ассоциации) рифовых массивовЛитологический1) к участкам выклинивания пластов-коллекторов или замещения проницаемых пород непроницаемыми (литологнчески экранированные); а) к участкам выклинивания пласта-коллектора по восстанию слоев; б) к участкам замещения проницаемых пород непроницаемыми запечатанными образованиями асфальта; 2) к песчаным образованиям вдоль прибрежных частей палеоморей; а) к песчаным образованиям ископаемых русел палеорек;. б) к прибрежным валоподобным песчаным образованиям ископаемых бар; 3) к гнездообразно залегающим пластам-коллекторамСтратиграфический1) к участкам стратиграфических несогласий на антиклинальных и куполовидных структурах; 2) к участкам стратиграфических несогласий на моноклиналях; 3) к стратиграфическим несогласиям на участках эродированной поверхности погребенных выступов палеорельефаЛитолого-стратиграфический1) к участкам выклинивания пластов-коллекторов, срезанных эрозией и перекрытых стратиграфически несогласно проницаемыми отложениями более молодого возраста
Из вышеизложенных таблиц отмечаем наиболее интересующий нас класс структурный. В большинстве случаев наблюдается приуроченность зон нефтегазонакопления к положительным структурам. Рассмотрим основные геоморфологические признаки дешифрирования тектонических поднятий:
а) региональных:
б) локальных:
- эрозионные террасы;
- резкое сужение долин;
- участки повышенной расчлененности рельефа;
- аномальное повышение поверхности террас и других геоморфологических уровней;
- врезанные меандры;
- эрозионные останцы в пределах аккумулятивных террас;
- куэсты;
- участки преобладающего развития выпуклых склонов;
- участки преобладающего развития грядово - холмистых пространств;
- участки радиального рисунка долин в плане.
Для большей наглядности рассмотрим признаки тектонических опусканий:
а) региональных:
- участки преобладающего развития аккумулятивного рельефа;
б) локальных:
- аккумулятивные террасы;
- резкое расширение речных долин;
- гидрографические узлы;
- заболоченные поверхности террас и водоразделов;
- аномальные понижение поверхности террас;
- локальное увеличение количества стариц;
- участки преобладания вогнутых склонов;
- участки развития плоских водораздельных пространств.
Также рассмотрим геоморфологические признаки линейных нарушений, они помогают более подробно определить и разграничить тектонические поднятия и опускания:
- спрямленные участки долин;
- коленообразные изгибы долин;
- крестообразное расположение долин и её притоков;
- резко выраженная ассиметрия склонов;
- прямолинейные денудационные уступы.
3. Схема структурно-геоморфологического дешифрирования района Иловлинского месторождения
Иловлинское месторождение находится на юге Приволжской возвышенности, на западе Красноармейского района в 20 километрах от села Каменка на высоте 270 метров. Данную территорию характеризует преобладание денудационного рельефа, поверхность постепенно снижается в сторону речных долин, расчленена речной и овражно - балочной сетью. Месторождение находится на выраженной положительной структуре.
Для дешифрирования был выбран мультиспектральный снимок с разрешением 0.4 метра сделанный спутником GeoEye-1 03.08.2010 г. [5].- космический спутник, предназначенный для фотографирования поверхности Земли, принадлежащий корпорации GeoEye и запущенный в космос 6 сентября 2008 года. Первые снимки получены в начале октября 2008. Разрешение в надире: 41 см в панхроматическом диапазоне и 1,65 м в мультиспектральном. Однако снимки с максимальным разрешением поставляются только государственным организациям США и их союзникам; коммерческим потребителям доступны снимки с разрешением 0,5 м. [6]
дешифрование зондирование нефтегазонакопление геоморфологический
Заключение
Итак, подводя итог, можно с уверенностью сказать, что повышенный интерес к изучению рельефа связан с тем, что он является, с одной стороны, индикатором геологического строения и геологических процессов, а с другой - одной из главных характеристик поверхности, определяющих облик аэрокосмического изображения. Все геоморфологические исследования с целью поисков нефти и газа должны проводиться в комплексе с геофизическими съемками (гравиметрическими, магнитометрическими). Данные геоморфологических исследований должны уточняться сейсмическими и проверяться буровыми работами, объем которых после сравнительно недорогих геоморфологических работ обычно сокращается.
Написанием данной курсовой работы были достигнуты все поставленные задачи: ознакомление с особенностями применения аэрокосмической информации в структурно - геоморфологических исследованиях, ознакомление с особенностями дешифрирования основных зон нефтегазонакопления и применение полученных знаний на примере дешифрирования района Иловлинского месторождения.
Список источников
1. Спиридонов А.И. Основы общей методики полевых геоморфологических исследований и геоморфологического картографирования. М.: изд-во «Высшая школа», 1970. - 456 с.
. Звонкова Т.В. Прикладная геоморфология. М.: изд-во «Высшая школа», 1970. - 270 с.
3. Полетаев А, И, Я.Г. Кац, А.В. Тевелев. Основы космической геологии. М.: изд-во «Недра», 1998. - 236 с.