Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Характеристика аномалий гравитационного поля

Традиционно считалось, что гравитационное поле в пределах Западно-Сибирской плиты полностью обусловлено изменением вещественного состава пород фундамента, рельефом его поверхности, структурными формами осадочного чехла и залежами углеводородов. Принципиально иной взгляд на природу гравитационного поля в геосолитонной концепции: изменения гравитации прежде всего определяются локальными участками дегазации, которые посредством геосолитонного механизма могут изменять вещественный состав пород фундамента и осадочного комплекса, рельеф поверхности фундамента, формировать структуры осадочного чехла от первого до пятого порядка и системы залежей углеводородов.

Локальным структурам осадочного чехла в Среднем Приобье, по результатам наших исследований (В.М. Мегеря, А.Н. Чащин -1976; В.М. Мегеря, И.И. Верник, А.Н. Чащин -1977), соответствуют аномалии силы тяжести интенсивностью 0.15 -0.5мГл.. Локальные аномалии силы тяжести обусловлены прежде всего дегазацией легких газов и имеют чаще отрицательный знак над геосолитонными трубками. По расчетам исследователей (И.М. Агульник – 1971; А.З. Лакс -1978) для условий Западной Сибири отмечается понижение гравитационного поля на величину от 0.02 до 0.5 мГл над нефтегазонасыщенными залежами. Для газовых залежей северных районов Тюменской области величина этого же отрицательного аномального эффекта может достигать 1.0 мГл. Попытки использовать гравиразведку с целью прямых поисков залежей нефти и газа по-разному расценивались разными исследователями. Например, Л.Д. Немцов (1962) и Б.А. Андреев, И.Г. Клушин (1962) считали необоснованным применение гравиразведки для прямых поисков углеводородов, аргументируя слишком малой величиной гравитационного эффекта при замещении водонасыщенных пластов на нефтегазонасыщенные. По расчетам (В.М. Мегеря, В.Н. Чащин, И.И. Верник – 1976) был получен гравитационный эффект в 0.4 мГл от пласта коллектора мощностью в 30 м при условии повышенной газонасыщенной пористости его по отношению к вмещающим породам.

Об уменьшении плотности пород над нефтегазоносносными структурами в различных районах Советского Союза указывали В.М. Березкин (1973), А.С. Варламов (1980) и многие другие исследователи. З. М. Слепак (1980) отмечает, что над положительными структурами Волго-Уральской провинции наблюдаются локальные минимумы силы тяжести, причем размеры наблюдаемых аномалий значительно меньше площадных размеров аномалий, образующих структуру. В рамках геосолитонной концепции эта закономерность находит следующее объяснение: диаметр геосолитонной трубки, по которой происходит дегазация, всегда меньше той положительной структуры, которая создается диапиризмом при геосолитонном механизме. Эта закономерность еще раз убеждает в том, что первичную роль при поисках и разведке залежей месторождений углеводородов играют такие геофизические методы, которые ориентированы на поиск и разведку малоразмерных геофизических аномалий, соответствующих геосолитонным трубкам дегазации Земли. Ю.И. Клестов и Л.К. Орлов (1971), разделяя точку зрения З.М. Слепак, указывают на увеличение тектонической трещиноватости пород в сводовых частях структур. И эта особенность физических свойств в сводовых частях структур находит достаточно простое объяснение в концепции геосолитонной дегазации Земли. Максимальная угловая скорость геосолитонного вихря достигается в осевых частях геосолитонных трубок, соответствующих сводовым частям структур, образованных диапировым геосолитонным механизмом; поэтому максимальная тектоническая трещиноватость, обусловленная геодинамическими воздействиями геосолитонной энергии, возникает именно в сводовых частях структур.

В.М. Новосилицкий, Ю.А. Сусеков и Г.Г. Кассин (1972) считают, что для локальных структур осадочных бассейнов отсутствует сквозное разуплотнение пород. За счет чередования пластов с различной плотностью над структурой происходит уменьшение фонового локального поля, обусловленного структурным фактором, что и приводит к «автолокализации» аномального минимума гравитационного поля над сводом структуры. Заметим, что эти авторы пытаются найти объяснение той закономерности, о которой говорится в работе З.М. Слепак, - уменьшению площадных размеров локальной гравитационной аномалии над структурой. Таким образом, различными авторами, независимо друг от друга, было установлено значительное сокращение площади гравитационного минимума над локальными структурами. При этом разные исследователи давали этому феномену различную геофизическую интерпретацию. Напомним, что в геосолитонной концепции имеется свое истолкование этого феномена: диаметр трубки дегазации всегда меньше диаметра локальной структуры, созданной геосолитонным процессом. Кроме того, отсутствие сквозного разуплотнения пород над локальными нефтегазоносными структурами тоже имеет свою геолого-геофизическую интерпретацию в геосолитонной концепции: степень трещинообразования и соответствующее изменение плотности пластов над локальными структурами зависит от одного из важнейших физических параметров горных пород, называемого динамической вязкостью. Грубо говоря, динамическая вязкость горных пород характеризует хрупкость и пластичность вещества. Интервалы геологического разреза с повышенной хрупкостью подвергаются более значительному трещинообразованию, чем пластические породы. Поэтому, при прохождении геосолитонов через чередование хрупких и пластичных пластов, в первых отмечается повышенное трещинообразование, а в последних – почти отсутствие всяких трещин. Именно этот механизм (в геосолитонной концепции) является главной причиной отсутствия сквозного разуплотнения пород над нефтегазоносными структурами. Поэтому в районах геосолитонных трубок в песчаных (более хрупких) горизонтах увеличиваются фильтрационные емкостные свойства, а глинистые (пластические) породы при этом остаются по-прежнему непроницаемыми высококачественными покрышками. В целом такой механизм приводит к образованию вертикальной гирлянды гидродинамически изолированных друг от друга залежей углеводородов.

О наличии миграции углеводородов вверх по разрезу над залежами свидетельствует исследование («Основные результаты…» - 1981) геохимических методов поисков месторождений нефти и газа в Западной Сибири. Сравнительный анализ полученных данных показал, что над продуктивной Варьеганской структурой отмечены аномальные поля по газовым и гидрохимическим показателям. Над непродуктивной Покровской структурой (юг Тюменской области) такие аномалии отсутствуют. Аномальные эффекты над Варьеганской структурой отмечены по содержанию метана, тяжелых углеводородов, сульфатов, общая концентрация тяжелых углеводородов в водах над месторождением в 11 раз больше, чем в водах над Покровской структурой, а отношение количества тяжелых углеводородов к метану в 10 раз больше над месторождением углеводородов. Кроме того, наблюдается увеличение количества тяжелых углеводородов по отношению к метану в пределах месторождения в районе контура залежи. Все отмеченные закономерности геохимических свойств находят объяснение в геосолитонной концепции дегазации Земли: повышенное содержание метана и тяжелых углеводородов (продуктов преобразования метана) более чем в 10 раз выше непосредственно в каналах дегазации. При отсутствии дегазирующих компонентов (на Покровской структуре) этих геохимических аномалий не наблюдается. Наконец, увеличение соотношения содержания тяжелых углеводородов к содержанию метана указывает на границу контура дегазации метана, за контуром отмечается повышенное содержание тяжелых углеводородов, так как продегазировавший метан уже отсутствует.

При геосолитонной дегазации отмечается эпигенетические изменения горных пород в зонах активного геосолитонного воздействия, что, в свою очередь, значительно влияет на изменение физических и геохимических свойств вещества. Л.Д. Виноградов (1979) отмечает, что в процессе формирования залежи углеводородов происходит преобразование вмещающих пород. Особенно значительные физико-химические и биохимические изменения пород происходят на контакте пластовой воды и залежи углеводородов. Это проявляется во вторичном минералообразовании кальцита, халцедона, пирита, галита, сидерита, регенерации кварца, заполнении этими минералами порового пространства, что приводит к формированию запечатывающего слоя пород, окаймляющих залежь. По оценке С.С. Азарова (1977), избыточная плотность запечатывающего слоя пород составляет 0.3- 0.4 г/см³. Изменение плотностных свойств горных пород под воздействием углеводородов было отмечено в осадочных отложениях Южно-Сургутской нефтегазоносной структуры (В.Д. Новгородов, К.Ф. Донцова, Н.Г. Новгородова – 1980). В пределах залежи наблюдается относительное понижение плотности пород на 0.145 г/см³.

Свидетельством происходящих изменений физических свойств горных пород под воздействием углеводородов (фактически – в результате геосолитонной дегазации Земли, формирующей углеводороды) являются аномалии вызванной поляризации, зарегистрированные над месторождениями в Туркмении (А.П. Яковлев, З.Д. Круглова – 1977). По мнению ученых, эти аномалии связаны с изменением электронной проводимости горных пород в зонах сульфатации.

И наконец, свидетельством изменения плотностных свойств горных пород под воздействием геосолитонной дегазации, формирующей залежи углеводородов, является повсеместное несовпадение амплитуд фактически наблюдаемых и теоретически рассчитанных аномалий силы тяжести над хорошо изученными месторождениями (В.М. Березкин -1973; А.С. Варламов – 1980; В.В. Бутазов, О.К. Козак – 1976). Причем изменения амплитуд фактически наблюдаемых значений гравитационного поля почти на порядок выше теоретически рассчитанных изменений силы тяжести. Этот эффект представляет собой результат целой системы физико-химических процессов с положительными обратными связями, усиливающими аномальность гравитационного поля над очагами геосолитонной дегазации, формирующими залежи углеводородов.

Итак, аномалии силы тяжести, связанные с месторождениями и залежами нефти, проявляются в форме отрицательных гравитационных аномалий, достигая в отдельных случаях величины в несколько десятков мГл. Столь значительная величина отрицательных значений гравитационных аномалий, наблюдаемых при полевых измерениях, находит объяснение и подтверждается расчетами в концепции геосолитонной дегазации Земли.