Важнейшей задачей в обеспечении нашей страны топливно-энергетическим сырьем в современных социально-экономических условиях является повышение эффективности поисков путем внедрения новых по возможности экологически чистых технических средств и прогрессивных технологий. Одно из перспективных направлений работ этого плана – космоструктурное картирование (КСК) масштаба 1:200 000, организация и технология которого разработаны Аэрогеологией и ВНИГНИ с участием ВНИИгеоинформсистем.

В результате КСК уточняется геологическое строение зон нефтегазонакопления и выделяются в их пределах локальные перспективные объекты для постановки детальной сейсморазведки и глубокого бурения. Это достигается путем широкого и всестороннего применения материалов аэрокосмических съемок (МАКС). Для повышения их геологической информативности используются обработка снимков на ЭВМ, интерпретация и переинтерпретация на основании материалов дешифрирования и морфометрии геолого-геофизических данных. Полученные результаты проверяются путем проведения полевых геологических, геофизических и геохимических работ.

Природоохранная эффективность КСК заключается не только в том, что его технология не предусматривает методов работ, которые могут нанести сколько-нибудь значительный ущерб окружающей среде, но и в том, что в процессе их проведения, при дешифрировании МАКС и наземной заверке результатов дешифрирования, появляется большое количество материалов об экологической обстановке изучаемого региона. Они, прежде всего, касаются современной геодинамики, общего состояния ландшафта, расположения в его пределах наиболее уязвимых в экологическом отношении компонентов, таких как зоны повышенной трещиноватости и проницаемости верхней части осадочного чехла, участков закарстованности, заболоченности, развития оползней, наиболее активных разрывных нарушений и т. д. Учет всех этих сведений при проведении сейсморазведки и бурения позволит значительно снизить экологический ущерб, который наносят эти виды работ, а при открытии новых месторождений и их эксплуатации избежать вредных экологических последствий промышленного освоения районов.

Действующим “Положением об этапах и стадиях геологоразведочных работ на нефть и газ” (1983 г.) предусмотрено дешифрирование материалов аэро-и космических съемок, но применяется оно обычно на региональной стадии работ, проводится специализированными организациями и подразделениями и ограничивается для проверки результатов дешифрирования лишь анализом геолого-геофизических материалов предшествующих работ и минимальным объемом наземных, в основном геолого-геоморфологических исследований. При планировании размещения геофизических (сейсмических) и буровых, непосредственно нефтегазопоисковых работ, они, как правило, учитываются слабо. Этому виной не только некоторый консерватизм поисковиков-геологов и геофизиков; предпочитающих работать старыми проверенными методами, но и оторванность космо-аэрогеологических исследований от непосредственных геолого-разведочных работ на нефть и газ, их специфичность и кажущаяся недостаточная обоснованность построений, которые действительно часто имеют весьма общий характер, мелкомасштабны и лишены конкретных выводов и локальных рекомендаций. Для ликвидации такого положения, с учетом необходимости создания основы для правильного планирования средне- и крупномасштабных нефтегазопоисковых работ и было начато проведение КСК, временные положения по организации которого утверждены Мингео СССР в 1989 г. В задачи КСК входят.

1. Изучение тектонических деформаций четвертичных осадков, расшифровка неотектонического плана и структурных особенностей верхних горизонтов дочетвертичных отложений, картирование разрывных и пликативных дислокаций, часть из которых может быть интерпретирована впоследствии в качестве локальных поднятий.

2. Прогнозирование структуры глубинных горизонтов осадочного чехла путем установления коррелятивных связей строения верхних горизонтов осадочного чехла со структурой его нижних горизонтов и фундамента, уточнение особенностей строения зон нефтегазонакопления, выделение различных ловушек нефти и газа.

3. Построение специализированной космоструктурной карты масштаба 1:200000 с выделением на ней зон нефтегазонакопления, участков и конкретных объектов для проведения сейсморазведки и глубокого бурения.

Теоретической базой дешифрирования снимков является положение о генетическом единстве ландшафта и внутреннего строения Земли, об отражении структурных форм осадочного чехла и фундамента в неотектоническом облике регионов [1, 2, 3]. При этом установлено, что максимально отражаются в неотектонической структуре разрывные нарушения и локальные пликативные формы, непосредственно контролирующие формирование и распространение скоплений нефти и газа. Аэрокосмические съемки через перестройку гидросети, изменения форм рельефа, активизацию экзогенных процессов и аномальные разности почвенно-растительного покрова позволяют выявить и закартировать самые малоамплитудные структуры.

Основной элемент дешифрирования – разрывные нарушения разной протяженности и глубины заложения. Установлено [3, 4], что наиболее глубокие из них и длительно развивающиеся являются границами крупных тектонических блоков, которые составляют основу нефтегазогеологического районирования. К зонам глубинных разрывов, ограничивающих блоки, и внутриблоковым часто приурочены наиболее крупные месторождения. Это объясняется не только их структурообразующей ролью, но и тем, что они являются путями миграции УВ-флюидов. В осадочных бассейнах такие разрывы в основном не рассекают породы чехла в виде собственно разломов с большой амплитудой смещения слоев, а выражены зонами повышенной трещиноватости, наличие которой – благоприятный фактор образования скоплений УВ. Трещиноватость наиболее активно проявляется в хрупких породах (известняки, песчаники и др.), что может существенно улучшить их коллекторские свойства. В гораздо меньшей степени трещиноватость влияет на изменение физических свойств пластичных (соль, глины и др.) пород, обычно являющихся флюидоупорами.

Как правило, КСК проводится в четыре этапа, включающие проектирование, камеральный предполевой, полевой и камеральный заключительный. При необходимости камеральные и полевой этапы разбиваются на несколько подэтапов, осуществляемых в 2–3 года.

Этап проектирования работ – важнейший в технологии проведения КСК, так как именно на этом этапе у исполнителей формируются представления о физико-геологическом строении района, закономерностях распределения в нем месторождений нефти и газа, общей геологической и тектонической дешифрируемости территории, в том числе месторождений, локальных структур и разрывных нарушений. Эти материалы необходимы для правильного определения задач и сроков работ, оптимального подбора космических и аэрофотоснимков, при необходимости принятия решений о дополнительных специальных аэросъемках, выбора методов преобразований снимков, определения методик и способов заверки результатов дешифрирования и морфометрии, т. е. оптимального планирования работ и определения их стоимости. Указанные сведения получают при изучении материалов предшествующих геолого-геофизических исследований в обзорном масштабах или в КСК и крупнее.

Камеральный предполевой этап – самый продолжительный и наиболее важный, так как от качества его проведения в значительной степени зависят успешность последующих работ и общая их эффективность. В течение этого этапа проводятся следующие виды исследований, соответствующие его задачам.

Сбор, анализ и обобщение геолого-геофизических, гидрогеологических и геохимических материалов, а также данных по нефтегазоносности. Цель этой работы – создание геологической и тектонической объемной модели района работ, выяснение истории его развития, формирование представлений о его неотектоническом строении, структуре осадочного чехла и фундамента, их взаимоотношениях и отражении в геофизических полях и их трансформациях, о закономерностях и точном пространственном размещении месторождений и проявлений нефти и газа. Эти материалы должны обеспечить возможность проведения предварительной геологической интерпретации дешифрирования МАКС, получить предварительно дешифровочные признаки локальных структур и разрывов, месторождений, составить предварительную космоструктурную карту как основу для планирования размещения полевых заверочных исследований. При подборе материалов необходимо обратить внимание на сбор первичных фактических геологических, геофизических и других данных, учитывая при этом, что информация, получаемая при дешифрировании, обычно намного превышает информацию одномасштабных с ними карт и схем, и может существенно изменить представления о структуре региона. Собранные, проанализированные и обобщенные материалы сводятся на специализированные геологические, структурные, геофизические, геоморфологические, неотектонические и другие карты, составляемые обычно в двух масштабах: обзорном (1:500000, 1:1000000), при которых карты охватывают не только изучаемый район, но и прилегающие площади бассейна, и рабочем (1:200000) –непосредственно на площадь изучаемого района. Карты выполняются в легенде, пригодной для первой интерпретации МАКС путем накладки на них данных дешифрирования или совмещения их автоматическим путем на экране электронного устройства.

Параллельно с решением первой задачи проводится подбор аэро- и космических снимков, нужных масштабов и спектральных характеристик, при необходимости выполняются работы по их оптико-электронному преобразованию, проводится геологическое и прежде всего структурно-геоморфологическое и структурное дешифрирование, морфометрическая обработка топокарт, составляется схема предварительного дешифрирования с учетом данных морфометрических построений [1, 2, З].

Полевые работы – непременная составная часть технологии КСК. Они проводятся для геолого-геофизической, гидрогеологической и геохимической заверок результатов комплексной интерпретации дешифрирования МАКС и геолого-геофизических материалов, полученных на предварительном этапе. Необходимость их проведения диктуется тем, что имеющиеся геолого-геофизические материалы обычно не в состоянии обеспечить необходимую полноту и достоверность интерпретации, расшифровать геологический и прежде всего структурно-тектонический смысл многих дешифровочных объектов, установить геоиндикационные свойства тех или иных элементов ландшафта. Полевой проверке подлежат все дешифрированные структуры или их типичные представители (эталоны), которые не нашли своего подтверждения на предыдущем этапе работ, а также те участки территории, по которым при дешифрировании получены новые данные.

В технологию КСК обязательно входят геохимические исследования, которые используются как для заверки прогнозируемых объектов, так и для оценки перспектив их нефтегазоносности. Их применение базируется на изучении гидрохимических, бактериальных и битуминологических полей концентраций, возникающих над газовыми и нефтяными скоплениями в породах, водах, снежном покрове, растительности и приземной атмосфере в результате вертикальной миграции УВ из залежей. В зоне действия УВ-потока происходят изменения элементарного состава в системе порода – почва – вода – растения. Практически над всеми крупными месторождениями отмечены аномальные поля с различными группами геохимических показателей. Это доказывает непрерывность и масштабность миграции УВ из нефтегазовых залежей путем сложного фильтрационно-диффузионного энергопереноса вплоть до земной поверхности и ставит геохимические методы в разряд первостепенных при проведении КСК.

Полевые работы обычно включают аэровизуальные и авиадесантные наблюдения, наземные маршруты, геофизические работы мобильными экономически целесообразными методами, гидрогеологические наблюдения, геохимические исследования, структурно-картировочное бурение (в минимально необходимом объеме и только при наличии хорошей проходимости района для самоходных установок). Виды, комплексность и объемы этих работ могут меняться в зависимости от степени изученности, геологического и физико-географического строения территории, ее промышленной и сельскохозяйственной особенности [2, 3, 5]. Отметим эффективное применение при КСК в районах Тимано-Печорской НГП электроразведочных работ методом ВЭЗ (ДЭЗ) МДС.

В послеполевой камеральный этап проводится частичная повторная переинтерпретация всей геолого-геофизической и геохимической информации и на основе комплексной интерпретации всех материалов составляются космоструктурная карта, а также другие графические приложения, необходимые для ее понимания и обоснованности вынесенных на нее тектонических элементов и прогнозных построений. Карта должна содержать информацию о структурно-тектонических и геодинамических особенностях региона и о развитых в нем нефтегазоперспективных зонах и локальных структурах. На карте отображается структура одного из перспективных горизонтов осадочного чехла, характеризующая по возможности специфику строения региона в целом, локальные структуры, ранжированные по степени перспективности и обоснованности выделения, перспективные зоны, в том числе для поиска нефтегазоносных структур неантиклинального типа. Карта строится на геологической основе или на ней цветом показываются контуры распространения на поверхности нефтегазоносных комплексов, по структуре которых обычно имеется наибольшее количество геолого-геофизических данных и изображение которых раскрывает основные этапы геологического развития территории. Большое внимание уделяется изображению разрывных нарушений, которые разделяются по глубине проникновения, выраженности в осадочном чехле, кинематическому типу и развитию во времени формирования осадочного чехла (конседиментационности). На них можно индексом указать возраст наиболее активных движений, что имеет большое значение для определения зон выклинивания отдельных горизонтов, зон развития рифов и т. д.

1. Аэрокосмогеологические исследования на региональном этапе геологоразведочных работ на нефть и газ. Мингео СССР, ВНИГНИ/ Сост. Д. М. Трофимов, Л. П. Полканова.– М.: Недра.– 1988.
2. Дистанционные исследования при нефтегазопоисковых работах / А. А. Аксенов, В. Г. Можаева, В. Т. Воробьев и др.– М.: Наука.– 1988.
3. Использование материалов космических съемок при изучении нефтегазоносных территорий (методические рекомендации) . Мингео СССР, ПГО Аэрогеология / В. И. Башилов, Н. И. Белозерова, С. М. Богородский и др.– М., 1989.
4. Космогеология СССР / Н. С. Афанасьева, В. И. Башилов, В. Н. Брюханов и др. Под редакцией В. Н. Брюханова, Н. В. Межеловского.– М.: Недра.– 1987
5. Основные положения организации к производства групповой геологической съемки и аэрофотогеологического картирования масштаба 1:200000.– М.: Недра.- 1973.

Space-structural mapping aimed at improving the geologic structure of petroleum accumulation areas and revealing within them local prospective targets for detailed seismic exploration and deep drilling is considered in this article.