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 (соляные купола), почему их важно изучать и какие разработки в этой области он развивает.
Внутренняя структура грибообразного диапира
– 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.
– 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.
На рисунках a, b, c, d показаны некоторые стадии подобранной эволюции этой структуры
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.
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.
Актуальное состояние этой структуры в сравнении с ее же моделью, построенной по данным
– 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)
Информация и фото предоставлены пресс-службой ИНГГ СО РАН
