Формирование ГИП на территорию РТ

3.2. Формирование ГИП на территорию РТ

• 
  разработка основного ГИП на территорию РТ на трех масштабных уровнях (региональный, территориальный и локальный) по комплексу скважинных, сейсмических, гравимагнитных и других данных,
  
• 
  формирование карт аномального давления по результатам ДФМ-интерпретации системы региональных сейсмических профилей,
  
• 
  интегрированный анализ данных геоинформационного пакета с целью прогноза геометрии и параметров схемы современной блоковой динамики системы «бассейн–фундамент»,
  
• 
  моделирование динамических процессов течения флюида в активной системе «бассейн–фундамент» с целью прогноза схемы формирования и переформирования крупных нефтяных месторождений.
  

В пакете представлены данные в виде карт трех масштабных уровней:

• 
  регионального,
  
• 
  территориального,
  
• 
  локального.
  

Рассмотрим содержание пакета более детально по масштабным уровням.

Информация этого уровня позволяет представить положение Татарстана на восточном фланге архейско-протерозойского кратона, являющегося ядром Восточно-Европейской платформы. Структура Волго-Уральского сегмента ВЕП, согласно анализу геолого-структурных карт, состоит из блоков первого порядка, представленных Сысольским и Коми-Пермяцким выступами с Казанско-Кажимским авлакогеном между ними, Татарским и Пермско-Башкирским выступами с Калтасинским авлакогеном между ними, а также Жигулевско-Оренбургской грядой выступов с ограничивающим ее на севере субширотным Серноводско-Абдуллинским авлакогеном [1, 9, 10]. Тектонической осью территории является зона Камского разлома с Сайралинской седловиной между северной и южной вершинами Татарского свода [11].

Анализ сейсмических исследований по профилю «Гранит», пересекшему Южную вершину Татарского свода в северо-восточном направлении, свидетельствует о существовании литосферных каналов и о возможной гидродинамической связи коровых горизонтов с мантийными, в частности, под Ромашкинским нефтяным месторождением [9].

Геодинамическая карта республики Татарстан позволяет уяснить положение территории относительно авлакогенов ВЕП. К югу от Татарстана отмечается погружение кровли астеносферы. Южная половина Татарстана находится на склоне этого погружения в его градиентной части.

Из геотермической карты следует, что территория РТ характеризуется спокойным температурным фоном. Температура на глубине 1 км составляет 20 – 25С.

На территории РТ аномальное гравитационное поле в основном положительное за исключением северо-восточной части, граничащей с Калтасинским авлакогеном. Территория Южно-Татарского свода выделяется максимальными значениями. Здесь же отмечаются интенсивные магнитные аномалии. В целом ЮТС и крайний северо-восток характеризуются повышенными магнитными свойствами фундамента по сравнению с остальным Средним Поволжьем. Преобладающие плотности осадочного чехла 2.35 – 2.40 г/см^ на западе и 2.40 – 2.45 г/см^ на востоке. Магнитная восприимчивость осадков не превышает 510^-5ед. СИ.

В рельефе кристаллического фундамента РТ, согласно анализу материалов этого уровня, выделяется крупнейший структурный элемент восточной части Русской плиты – Татарский мегаблок. На западе он ограничивается Алькеевско-Пичкасским, на востоке – Удмуртским, на севере Мари-Турекско-Кильмезским, на юге Бавлинско-Серафимовским глубинными и региональными разломами. Прикамский разлом разделяет его на Северный и Южный макроблоки, которые, в свою очередь, дизъюнктивными нарушениями разбиваются на мезоблоки. Татарский мегаблок обрамляется со всех сторон авлакогенами, заполненными терригенными отложениями рифея: Камско-Бельским на востоке, Серноводско-Абдулинским на юге, Казанско-Кировским на северо-западе. Татарский мегаблок очерчивается изогипсой поверхности фундамента -1760 м, а его склоны нередко совпадают с линиями резкого выклинивания рифейско-вендских отложений [10]. Применение комплексной интерпретации гравитационных, магнитных и электромагнитных материалов позволяет уточнить геологическую карту кристаллического фундамента.

Дополнительно в пакете представлены ДФМ-разрезы по 21 региональным сейсмическим профилям. Предварительно была выполнена переобработка и переинтерпетация этих региональных профилей с целью динамико-флюидного моделирования глубинных процессов в зонах сочленения крупных тектонических элементов. На разрезы с геолого-петрографической карты дорифейского фундамента РТ, вынесено положение тектонических нарушений, с которыми коррелируются, как правило, области пониженного флюидного давления. ДФМ-разрезы являются основой для изучения проблем миграции и аккумуляции углеводородов в региональном масштабе, а в детальном масштабе используются непосредственно для разведочных целей. Полная геологическая интерпретация ДФМ-разрезов будет выполнена в дальнейшем совместно со всеми геологическими, геохимическими и геофизическими данными.

Геоинформационный пакет, созданный автором в ходе выполнения диссертационной работы, является составной частью основного ГИП на территорию РТ [24]. Основной целью работы является разработка модели современной блоковой геодинамики по комплексу геолого-геофизических параметров на различных масштабных уровнях и с использованием геоинформационных технологий.

Основу пакета для исследований составляют карты территориального уровня, представленные материалами масштаба 1: 200 000:

• 
  карта рельефа дневной поверхности территории РТ,
  
• 
  карта гравитационного поля РТ,
  
• 
  карты относительных оценок аномальных давлений в интервалах осадочного чехла и фундамента,
  
• 
  карта изученности территории сейсмическими региональными профилями и поисковым бурением.
  

• 
  интегрального кинематического параметра накопления моментов движения толщи осадков по вертикали,
  
• 
  интегрального динамического параметра текущего напряженного состояния блоков.
  

• 
  выполнен пикинг данных горизонтов по временным разрезам сейсмических профилей,
  
• 
  по результатам пикинга осуществлена увязка профилей с точностью до двух дискретов трасс,
  
• 
  по стратиграфическим отбивкам в разведочных скважинах выполнена глубинная привязка маркирующих горизонтов по всем профилям.
  

Пикинг использовался для обеспечения равномерной плотности стратиграфических отбивок в западной части территории. С помощью функции соседства в пределах заданной области осуществлялся подбор радиуса осреднения. Величина радиуса выбиралась в соответствии с мощностью осадочного чехла – 5 км, и с размером предельных блоков – 40 км. Наиболее информативными оказались карты с радиусом осреднения 15 и 30 км. Полученные карты были нормированы по среднему значению:

образом на процесс движения блоков в силу заметного изменения плотности массива горных пород большого объема в ту или другую сторону: процесс сжатия сопровождается увеличением плотности, процесс разгрузки - уменьшением. В контактных же областях блоков 1-го порядка, общая плотность блока осадочного чехла имеет аномальное значение дефицита. Поскольку эффекты дефицита плотности в гравитационном поле не отражаются на карте в явном виде, то необходимо прибегнуть к вычислениям максимального градиента и его экспозиции. Таким образом, анализ гравитационного поля позволяет независимым образом оценить объективность оценок аномальных давлений по данным сейсморазведки.

Весь алгоритм анализа данных в ГИП выглядит следующим образом [24]:

1. 
   Вычисляются аномальные отклонения стратиграфических поверхностей от их средних значений и все полученные отклонения нормируются к одному центрированному диапазону:
   

Для каждой ячейки в грид-теме с помощью функции анализа соседства вычисляем среднее значение, основываясь на значении обрабатываемой ячейки и значениях ячеек в пределах заданной области соседства (квадрата). Нормированная карта является разностью полученных значений в ячейке и среднего значения по карте.

2. 
   Вычисляются максимальные градиенты поверхностей отклонений и их экспозиции [13]. Максимальный градиент или уклон – это связь между расстоянием по горизонтали и соответствующей разницей высот. Данная функция выявляет наиболее контрастные зоны изменения функции с расстоянием, которые связаны с границами блоков. Экспозиция (аспект) отображает направление максимального уклона поверхности и позволяет наиболее точно выделить ориентированные склоны. Значения выходных грид-тем представляют экспозицию по сторонам света (север, восток, юг и запад соответственно), а уклон - в градусах.
   
3. 
   Определяются интегральные кинематические параметры, как нормированные значения отклонений по вертикальной сумме нескольких поверхностей отклонений и вычисляются максимальные градиенты и экспозиции этих параметров:
   

где n – количество анализируемых стратиграфических горизонтов, - интегральный кинематический параметр, характеризующий накопленную историю геодинамических процессов осадочного чехла.

4. 
   Определяются максимальные градиенты и их экспозиции по картам аномальных давлений для интервалов осадочного чехла и фундамента, - градиент по Х и Y кинематического параметра, - аспект градиента кинематического параметра.
   
5. 
   Определяются максимальные градиенты и их экспозиции по карте гравитационного поля: осуществляется анализ структуры по его градиенту.
   
6. 
   Осуществляется сравнительный анализ на основе принципа совпадения аномальных областей по всей серии параметров. Процесс наложения (overlay), реализованный в ГИС позволяет комбинировать картографическое представление разнородной тематической информации. С его помощью определяется устойчивое положение контактных областей блоков 1-го порядка.
   
7. 
   В результате интегрированного анализа имеющихся в нашем распоряжении геолого-геофизических данных на различных масштабных уровнях (гравимагнитные поля, структурные карты по основным отражающим горизонтам, тектонические карты и карты вещественного состава фундамента) и полученных данных по ДФМ-технологии об аномальных оценках давления по переобработанным профилям построены:
   

• 
  кинематический параметр геодинамических процессов осадочного бассейна РТ,
  
• 
  обобщенная схема динамических процессов осадочного бассейна РТ.
  

В результате анализа данных информационно-поискового пакета автором был собран пакет, представленный следующими картами:

1. 
   Структурные карты по кровле фундамента, девона, карбона, верея и их производные. Радиус осреднения 30 км.
   
2. 
   Карта гравитационного поля и ее производные. Радиус осреднения 15 км.
   
3. 
   Карты рельефа дневной поверхности территории РТ и их производные с радиусами осреднения 15 и 30 км.
   
4. 
   Карта обобщенного флюидодинамического параметра осадочного чехла РТ.
   
5. 
   Структурно-динамическая карта по осадочному чехлу в интервале V-D и фундамента, их производные. Радиус осреднения 30 км.
   
6. 
   Интегральный кинематический параметр по дневной поверхности и структурным горизонтам V, C, D, F и его производные. Радиус осреднения 30 км.
   
7. 
   Схема геодинамических процессов осадочного чехла РТ.
   

4. АНАЛИЗ ГИП РТ С ЦЕЛЬЮ ПРОГНОЗА ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ