Комплексные геофизические исследования при изучении геологического строения южной части моря Лаптевых и прилегающей суши (по данным ГНЦ ФГУГП 'Южморгеология')

Комплексные геофизические исследования при изучении геологического строения южной части моря Лаптевых и прилегающей суши (по данным ГНЦ ФГУГП 'Южморгеология')

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «КубГУ»)

Кафедра геофизических методов поисков и разведки

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ (ДИПЛОМНАЯ) РАБОТА

КОМПЛЕКСНЫЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ЮЖНОЙ ЧАСТИ МОРЯ ЛАПТЕВЫХ И ПРИЛЕГАЮЩЕЙ СУШИ (по данным ГНЦ ФГУГП «ЮЖМОРГЕОЛОГИЯ»)

Работу выполнил А.А. Ренц

Факультет геологический

Специальность: 020302 Геофизика

Краснодар 2014

Реферат

Объектом исследования является применение технологии сейсморазведочных работ МОГТ 3D, а так же гравиразведочных и магниторазведочных работ, на южной части моря Лаптевых и прилегающей суши (по материалам ГНЦ ФГУП «ЮЖМОРГЕОЛОГИЯ»).

Целью дипломной работы является изучение технологии сейсморазведочных работ МОГТ 3D на море Лаптевых, рассмотрение гравиразведочных и магниторазведочных работ на примере результатов ГНЦ ФГУП «ЮЖМОРГЕОЛОГИЯ», полученных с 20 июня 2013 г. по 14 октября 2013 г.

В процессе работы приведено геолого-геофизическое описание района работ, по обобщенным сведениям, собранным в разные годы, представлено геологическое строение района работ. Приведено описание и произведен анализ технико-методического комплекса, а также обрабатывающего комплекса.

В результате исследования проведена оценка качества исходного полевого материала и рассмотрена специфика обработки и интерпретации данных. Дипломант принимал участие в проведении сейсморазведочных работ на рассматриваемом объекте (с 20 июня 2013 г. по 14 октября 2013 г.) на различных специализированных судах.

Содержание

1. Геолого-геофизическая характеристика

1.1 Геолого-геофизическая изученность

.1.1 Геологическая изученность

1.1.2 Сейсморазведочная изученность

.2 Тектоническое районирование района работ

.2.1 Районирование шельфовой части Лаптевоморской плиты

1.3 Литолого-стратиграфическая и сейсмогеологическая характеристика разреза

1.4 Перспективы нефтегазоносности

2. Методика и техника полевых геофизических работ

2.1 Сейсморазведочные работы МОВ ОГТ 2D

2.1.1 Источники упругих волн

.1.2 Приемно-регистрирующий аппаратурный комплекс

.1.3 Система привязки

.1.4 Транспортные средства

2.1.5 Методика полевых работ

2.1.5.1 Система наблюдений

.1.5.2 Технологическая схема выполнения работ на южной части моря Лаптевых

.2 Гравиметрическая съемка

.2.1 Технические средства гравиметрической съемки

.2.2 Методика гравиметрической съемки

2.3 Магнитная съемка

2.3.1 Технические средства магнитной съемки

.3.2 Методика магнитной съемки

3. Предварительная обработка геофизических данных

3.1 Краткая характеристика полученного материала

.2 Обработка данных

Заключение

Список использованных источников

1. геолого-геофизическая характеристика

Район работ расположен в зоне сочленения глобальных структур Восточно-Сибирской платформы, Лаптевоморской тектонической плиты. По этой причине ниже приведены основные сведения о геологии материкового обрамления и юго-западной шельфовой части Лаптевоморской плиты.

.1 Геолого-геофизическая изученность

.1.1 Геологическая изученность

Изучение шельфа моря Лаптевых началось в пятидесятые-шестидесятые годы прошлого века с отбора проб донных осадков. Позднее исследования приобрели систематический характер и продолжаются до настоящего времени. Всего отобрано 1600 проб (в среднем 1 станция на 450 км2). В море Лаптевых отмеченная максимальная плотность отбора проб зафиксирована в центральной (приленской) и юго-восточной частях шельфа.

В 1977-1980 годах (Косько и др.) на островах Котельный и Бельковский была проведена Государственная геологическая съемка масштаба 1:200 000.

В 1998 году (Лазуркин Д.В., Ким Б.И. и др.) во ВНИИОкеангеологии ПГО «Севморгеология» в рамках темы «Тектоническое районирование шельфа моря Лаптевых и сопредельной территории в связи с перспективами их нефтегазоносности» были выполнены исследования обобщающего характера.

В 2001 году (Гусев и др.) на акваторию шельфа моря Лаптевых составлены листы Государственной геологической карты масштаба 1:1 000 000, в основе которых лежат исключительно геофизические материалы.

В 2001 году издана Государственная Геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:1 000 000 (новая серия) и объяснительная записка к ней для листа S-50-52 - Быковский (А.Л. Ванин, Р.О. Галабала, Г.В. Крутий, Л.А. Набатова, А.В. Трещалов). Карта включает акваторию моря Лаптевых между 72о - 76о с.ш. и 114о - 132о в.д.

В изданной в 2001 году монографии «Геология и полезные ископаемые России» - «Арктические Дальневосточные моря» (под редакцией Грамберга И.С., Иванова В.Л., Погребицкого Ю.Е.), составленной ведущими геологами и геофизиками ВНИИОкеангеология (НИИГА) и экспедицией ПГО «Севморгеология» (НПО «Севморгео»), один из подразделов посвящен рассмотрению геологического строения шельфа моря Лаптевых (Ким Б.И. и др., 2001).

В 2005 году коллективом ФГУП «ВНИИОкеангеология» (отв. исполнитель Б.И. Ким) выполнена большая обобщающая работа «Выполнить нефтегеологическое районирование континентального шельфа Восточно - Арктических морей Российской федерации, сравнительный анализ нефтегазоносности недр указанных акваторий с целью выделения высокоперспективных зон нефтегазонакопления и обоснования выбора объектов геолого - геофизических работ на ближайшую и среднесрочную перспективу». В этой работе сделана попытка решить вопросы тектонического и нефтегазогеологического районирования всего восточно-арктического сектора шельфа Российской Арктики, исходя из представлений о разновозрастности фундамента различных районов этой обширной области, в том числе и моря Лаптевых.

В 2006 году (О.И. Супруненко, А.В. Виноградов, Б.И. Ким и др.) в ФГУП «ВНИИОкеангеология» были выполнены работы по «Выделению новых высокоперспективных на нефть и газ объектов на основе комплексных геолого-геофизических моделей осадочных бассейнов моря Лаптевых».

.1.2 Сейсмическая изученность

Изучение геологического строения шельфа моря Лаптевых сейсмическими методами началось с начала семидесятых годов XX века. Сейсмические исследования, выполненные в акватории, включают в себя работы МОВЗ, КМПВ, КМПВ-ГСЗ, сейсмоакустическое профилирование и МОВ ОГТ (Рис. 1.1).

Рис 1.1. Схема сейсмической и буровой изученности района проектируемых работ

В начале семидесятых годов на Новосибирских островах, а затем в 1985-1988 годах в дельте р. Лена Полярной экспедицией НПО «Севморгео» были проведены сейсмологические наблюдения методом обменных волн землетрясений (МОВЗ) на стационарных станциях, позволившие получить уникальную информацию о строении земной коры и распределении очагов землетрясений (Аветисов Г.П., 1975). По полученным материалам была установлена глубина поверхности Мохо - 32-34 км.

В 1979 году в западной части акватории моря Лаптевых были проведены наледные опытно-методические работы МОВ-КМПВ по профилю I-К-79 (Кудрявцев Г.А., Коган А.Л., 1980), а в 1985-1988 годах такие же исследования были выполнены только методом КМПВ. По результатам этих работ было установлено, что мощность осадочного чехла в юго-западной части акватории может достигать 8 км.

В 1985-1988 годах ПМГРЭ ПГО «Севморгеология» провела региональные сейсмические работы КМПВ в южной и юго-восточной частях шельфа моря Лаптевых и выполнила сейсмологические наблюдения МОВЗ на побережье губы Буор-Хая в районе дельты р. Лена. Результаты этих работ не только предоставили сведения о глубинной структуре земной коры, но и дали уникальную информацию о распределении и параметрах очагов повышенной природной сейсмичности в данном регионе (Аветисов, Гусева, 1991). С 1975 по 1982 годы в обрамлении Усть-Ленского прогиба НПО «Спецгеофизика» выполняла геотраверсы ГСМ-МОВЗ. Были выявлены преломляющие горизонты, отождествляемые с кровлей кристаллического фундамента, определена глубина залегания фундамента и оценена мощность осадочного чехла.

В 1985-1986 годах в Хатангском заливе МАГЭ ПГО «Севморгеология» проведена сейсморазведка МОГТ. В осадочном разрезе района прослежены отражающие горизонты в отложениях кембрия, перми, триаса, юры, мела. По выделенным отражающим горизонтам построены структурные карты, выделены штокообразные структуры.

Планомерное изучение акватории моря Лаптевых сейсморазведкой МОВ ОГТ началось в середине восьмидесятых годов. На сегодняшний день в акватории отработано чуть более 35000 пог. км рекогносцировочных и региональных профилей.

В 1984 году на арендованном судне тиксинской гидробазы «В. Сухоцкий» в западной части моря Лаптевых МАГЭ (ПГО «Севморгеология») по методике МОВ ОГТ был отработан первый профиль (84701). Затем в 1985-1986 годах в Хатангском заливе была уже отработана сеть региональных профилей МОВ ОГТ в комплексе с гравиразведкой, магниторазведкой и акустикой (Заяц И.В., Петров А.Г., Балина Н.В., Иванов В.П.). В период с 1986 по 1990 годы МАГЭ по рекогносцировочной сети профилей изучила центральную часть акватории моря Лаптевых и континентальные склоны моря Лаптевых и Восточно-Сибирского (Н.И. Иванова и др., 1989; С.Б. Секретов и др., 1990). По результатам выполненных исследований была составлена структурно-тектоническая карта Лаптевоморского шельфа масштаба 1:2 500 000. Всего силами МАГЭ в акватории моря Лаптевых в прошлом веке было отработано около 6100 пог. км профилей МОВ ОГТ.

В 1989 году трестом «Севморнефтегеофизика» (СМНГ) в акватории моря Лаптевых были выполнены региональные сейсморазведочные исследования МОГТ в комплексе с гравиразведкой. В результате этих работ было осуществлено сейсмостратиграфическое расчленение разреза и проведено структурно-тектоническое районирование юго-восточной части шельфа моря Лаптевых масштаба 1: 1 000 000 (Кириллова Т.А., Чайковская Э.В. и др., 1991). За полевой сезон 1991 года трест нарастил заложенную в 1989 году сеть профилей на северо-запад. В ходе этих исследований в осадочном чехле было выявлено несколько локальных антиклинальных поднятий, наиболее крупным из которых были даны названия - Весеннее, Мариинское, Солнечное (Кириллова Т.А., Чайковская Э.В., Тацюк А.В. и др., 1992). Всего за два полевых сезона трестом СМНГ на шельфе было отработано в комплексе с гравиразведкой 6000 пог. км профилей МОВ ОГТ.

В 1989 году Лабораторией региональной геодинамики (ЛАРГЕ, Москва, 1989) была изучена юго-восточная часть шельфа (Л.А. Савостин и др.). Здесь было отработано восемь профилей МОВ ОГТ общей протяженностью около 1700 пог. км и в губе Буор-Хая 1100 пог. км.

В полевой сезон 2007 года ОАО МАГЭ продолжила геолого-геофизические исследования акватории моря Лаптевых. В юго-западной части шельфа было отработано 2000 пог. км профилей МОВ ОГТ в комплексе с гравиразведкой и магниторазведкой. Отработанная сеть профилей наращивает на запад сеть профилей 2005 года.

В 2007-2009 годах в Хатангском заливе моря Лаптевых ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» в рамках ГК № 24/01/70-310 провела сейсморазведочные работы МОВ ОГТ по семи рекогносцировочным профилям в объеме 700 пог. км. Изучен геологический разрез рифейского, палеозойского и мезозойcкого комплексов, построены структурные карты масштаба 1:500 000 по четырем горизонтам осадочной толщи и плотностные модели разреза земной коры, проведена комплексная интерпретация данных сейсморазведки, гравимагнитометрии и геохимических данных. Составлены схемы тектонического районирования рифей-палеозойского структурного этажа, схема нефтегазогеологического районирования, составлена модель геологического строения, дана оценка прогнозных ресурсов рифейско-триасовых отложений. Впервые выявлено наличие протерозойско-палеозойской Хатангской синеклизы с мощным осадочным чехлом (12-14 км). Подтверждено развитие процессов галокинеза, приведших к формированию различных структур (диапиров, штоков и др.). Из-за недостаточных объемов полевых работ не удалось решить вопрос о сочленении структур Сибирской платформы со структурами Лаптевской тектонической плиты.

.2 Тектоническое районирование района работ

Район предлагаемых региональных геолого-геофизических работ расположен в зоне сочленения глобальных структур Сибирской платформы и Лаптевоморской плиты.

Южная часть района работ расположена в пределах северной прибрежной части Сибирской платформы (19,3 тыс. км2).

Большая часть площади района работ расположена в пределах акватории моря Лаптевых (39,5 тыс. км2).

1.2.1 Районирование шельфовой части Лаптевоморской плиты

Геологическому строению шельфа моря Лаптевых посвящены многие фондовые, опубликованные работы, диссертации, статьи, отражающие широкий спектр воззрений по вопросу геологического строения. Наиболее полно представлены сведения о строении чехла, тектоническом строении и перспективах нефтегазоносности шельфа моря Лаптевых в монографии «Арктические моря…», вышедшей в свет в 2004 году под редакцией И.С. Грамберга, В.Л. Иванова и Ю.Е. Погребицкого.

В современной структуре Земли регион моря Лаптевых приурочен к центриклинальному замыканию Евразийского бассейна Северного Ледовитого океана, являющегося крайним северным звеном глобальной Аркто-Атлантической области раздвига (по Ю.Е. Погребицкому).

Современный рельеф и морфология Лаптевоморского шельфа отражают его уникальную структурную позицию - на продолжении оси раскрытия океанического бассейна.

Как показывает Б.И. Ким («Геология нефти и газа», № 6, 2011) в настоящее время существуют четыре точки зрения на стратиграфический диапазон осадочного чехла на шельфе моря Лаптевых. Есть предположения, что осадочный чехол ограничен кайнозоем, или апт-кайнозоем, полагая, что на шельфе повсеместно развит позднекиммерийский фундамент. Другие исследователи предполагают в западной и центральной частях шельфа развитие позднепалеозой-кайнозойского чехла (герцинский фундамент). Есть основательное мнение, что в крайней западной части шельфа развит юрско-кайнозойский чехол, в западной и центральной - верхнерифей-кайнозойский, а в восточной - апт-кайнозойский. Учитывая практически отсутствие геолого-геофизических материаловпо морской части участка проектных работ, ниже дано краткое описание структурно-тектонического районирования осадочного чехла Западно-Лаптевской области по монографии «Арктические моря…».

В юго-западной и западной частях этой Западно-Лаптевской области, трактуемой как акваториальное продолжение Сибирской платформы, наиболее явно выделяются структуры древнего, «добассейнового» заложения, не затронутые тектоническими процессами, связанными с раскрытием Евразийского бассейна.

На сейсмических профилях MOB (Рис. 1.2.) и КМПВ, пересекающих зону вкрест простирания, она фиксируется подъемом поверхности фундамента и сокращенной мощностью всех без исключения сейсмокомплексов в разрезе чехла, а на некоторых участках - выпадением из разреза комплексов верхнего рифея-венда, а также нижнего-среднего палеозоя. Наиболее контрастное поднятие находится в дельте р. Лена и известно под названием Усть-Ленского гравитационного максимума («Тектоника Восточно-Арктического...», 1974), который отождествляется с высоко поднятым блоком архейского кристаллического фундамента.

С восточной стороны Южно-Лаптевский прогиб ограничивает линейная приподнятая зона, выделяемая как Трофимовское поднятие и устанавливаемая как по поднятию фундамента, так и по сокращению мощности чехла до 6-7 км с частичным выпадением нижнепалеозойских горизонтов разреза. На северном и южном окончании поднятие осложнено двумя отрицательными структурами, где появляются нижне-среднепалеозойские слои и мощность чехла увеличивается до 10 км. Южная, известная под названием Дунайской впадины, развита на ступенчато опущенном блоке по отношению к горсту, в пределах которого зафиксирован Усть-Ленский гравитационный максимум.

Расположенный восточнее Усть-Ленский грабен является крайним западным представителем структур, формирующих систему позднемеловых-кайнозойских рифтов на шельфе моря Лаптевых. Для них характерен ряд признаков и особенностей, из которых главными являются линейность и общая протяженность структур, намного превышающая их ширину; разломный характер границ, выраженных сбросами; асимметричность поперечного профиля; компенсированность или перекомпенсированность осадками; приуроченная к ним сейсмичность и подъем поверхности М под ними.

Рис. 1.2. Геолого-геофизический разрез по профилю L200717 (Т.А. Кириллова, ГК № 07/03/70-230, ОАО МАГЭ, 2008 г.)

.3 Литолого-стратиграфическая и сейсмогеологическая характеристика разреза

Лаптевская окраинно-материковая плита по типу фундамента разделяется на две области: Западно-Лаптевскую (акваториальное продолжение структур Сибирской платформы) и Восточно-Лаптевскую (продолжение мезозоид Северо-Востока).

Осадочный чехол. Представления о строении осадочного чехла Лаптевского шельфа базируются на результатах сейсмических работ MOB, выполненных здесь в восьмидесятые-девяностые годы. Стратиграфическое расчленение осадочного чехла и возрастная привязка сейсмокомплексов для восточной части шельфа, подстилаемой складчатыми мезозоидами, у разных авторов различаются лишь в деталях. Так, по схемам МАГЭ и ЛАРГЭ, выше акустического фундамента (горизонты II и А соответственно) залегает верхний мел, тогда как по К. Хинцу кровля фундамента (горизонт LS1) перекрывается палеогеном. Эту же схему исследователи ФРГ распространяют на всю акваторию шельфа, хотя в работе 1999 года допускается возможность присутствия в основании разреза на западе более древних горизонтов.

По схеме, впервые предложенной МАГЭ (Иванова, Секретов, 1989), на западе Лаптевского шельфа (а также в контурах срединных массивов на востоке) бассейновый комплекс (верхний мел-кайнозой) подстилается промежуточным, или параплатформенным, структурным этажом, полный объем которого может достигать интервала от рифея до нижнего мела. Эта схема принята и в настоящей работе. Особенности волновой картины и геологические данные по обрамлению позволяют на основе сейсмостратиграфического анализа прогнозировать литологический состав и возраст отложений, слагающих сейсмокомплексы (Иванова и др. 1989; Kim, 1998; Лазуркин, 1998, 2000; Ким, Яшин, 1999; Яшин, Ким, 1999).

Комплексы промежуточного структурного этажа. Комплексы этого этажа хорошо изучены на окружающей материковой суше. На шельфе они подробно описаны на о-вах Бельковский, Котельный и 3. Бунге, которые с прилегающими участками акватории входят в состав Котельнического срединного массива.

Верхнерифейско-вендский сейсмостратиграфический комплек залегает в основании осадочного чехла между горизонтами VI и V' (Рис. 1.3), первый из которых отождествляется с фундаментом гренвильской консолидации, второй - с несогласием в кровле терригенно-карбонатных пород верхнего протерозоя.

Рис. 1.3. Стратиграфическая привязка сейсмических горизонтов и ССК в разрезе осадочного чехла шельфа моря Лаптевых

На временных разрезах он выражен акустически прозрачным волновым полем, в нижней части с редкими отражениями субгоризонтального или наклонного залегания, приуроченными к депрессионным частям рельефа фундамента, и слоистым характером разреза - в верхней части. Высокие интервальные скорости (5,5 км/с) позволяют предполагать его терригенно-карбонатный состав.

Судить о литологическом составе комплекса позволяет разрез Усть-Оленекской скважины (Граусман, 1995), пробуренной на побережье Оленекского залива, в основании которого установлена 520-метровая толща терригенно-карбонатных отложений верхнего рифея (песчаники с прослоями глин и доломитов) и венда (доломиты). Близкие по составу разрезы известны на Анабарском и Оленекском поднятиях, Таймыре и в Сев. Верхоянье. Комплекс соответствует терригенно-карбонатной формации, отвечающей начальной стадии развития платформ. Мощность его на шельфе - 1-2 км, с увеличением до 3,0-3,5 км в Усть-Ленском грабене и Омолойском прогибе. К северу комплекс выклинивается и полностью выпадает из разреза примерно в 50 км от бровки современного шельфа.

Нижне-среднепалеозойский сейсмостратиграфический комплекс объединяет карбонатные отложения от кембрийских до нижнекаменноугольных (турнейский ярус) между горизонтами V' и III (Рис. 1.3), верхний отождествляется с контрастной границей раздела между карбонатными и вышележащими терригенными толщами. Комплекс согласно залегает на подстилающем и подразделяется на три сейсмостратиграфических подкомплекса. Как показали палеотектонические реконструкции по Таймыру (Погребицкий, 1971) и Сев. Верхоянью (Виноградов, 1965), рассматриваемый комплекс в этих регионах представляет собой переработанный чехол древней Сибирской платформы.

Кембрийский подкомплекс заключен между горизонтами V' и V (размытая кровля карбонатных пород). Анализ волновой картины и высокие значения интервальной скорости (5,0-5,2 км/с) позволяют предполагать карбонатный состав подкомплекса, который в сейсмозаписи хорошо динамически отражен. Разрезы кембрийских отложений, формировавшихся в условиях мелкого моря, вскрыты Чарчыкской, Тюмятинской, Дьяппальской скважинами, где они представлены доломитами, реже известняками. Сходные разрезы кембрия описаны на севере Анабарского и Оленекского поднятий, Таймыре и Хараулахском выступе Сев. Верхоянья. Во всех разрезах фиксируется размыв в основании и в кровле кембрия.

На акватории мощность подкомплекса составляет 0,5-1,4 км (Иванова, Секретов, 1989).

Ордовикско-среднедевонский подкомплекс ограничен горизонтами V и IV (Рис. 1.3.), последний приурочен к акустически жесткой границе между карбонатными и терригенно-карбонатными отложениями на рубеже среднего-верхнего девона. На временных разрезах подкомплекс характеризуется серией относительно протяженных отражений с амплитудной выразительностью от средней до интенсивной. Интервальные скорости 4,9-5,0 км/с соответствуют карбонатным породам.

Отложения ордовика и силура, изученные на В. Таймыре, в Хараулахском выступе, в разрезе Усть-Оленекской скважины и других местах региона, представлены известняками и доломитами, иногда с прослоями мергелей. Лишь на о. Котельный установлены два литологически различных разреза силура: на северо-востоке острова - карбонатный, на юго-западе - кремнисто-сланцево-карбонатный (Косько и др., 1985). Разрезы нижнего и среднего девона на В.Таймыре, в дельте Лены, о-вах Котельный и Бельковский также в целом карбонатные. Только в районе Анабаро-Хатангской седловины разрез представлен лагунными ангидрито-гипсово-доломитовыми фациями с прослоями каменной соли.

Следует отметить, что вскрытые Усть-Оленекской скважиной отложения ордовика и силура полностью отсутствуют в разрезах скважин (Чарчыкской, Тюмятинской и Дьяппальской), отстоящих от побережья на расстояние 50-100 км. Очевидно, область прогибания и осадконакопления существовала только к северу от Лено-Анабарского глубинного разлома.

На акватории мощность подкомплекса варьирует от 0,5 до 2,5 км, а максимальная (2,5 км) установлена в центральной части Усть-Ленского грабена.

Верхнедевонско-нижнекаменноугольный подкомплекс объединяет отложения от верхнего девона до турнейского яруса нижнего карбона, заключенные между горизонтами IV и III (Рис. 1.3.). Он выражен динамически многофазным волновым полем. В областях поднятий в нем выделяются довольно протяженные отражения, свидетельствующие о неоднородности его литологического состава. Более однородное поле характерно для отрицательных структур. Значения интервальных скоростей 4,0-4,6 км/с. Эти данные позволяют предполагать терригенно-карбонатный состав отложений (Иванова, Секретов, 1989).

На суше эти отложения хорошо изучены в Сев. Верхоянье (доломиты и известняки с линзами песчаников и конгломератов) и на В. Таймыре (известняки, глинистые сланцы), где отмечен размыв в нижней части франского яруса). На о-вах Котельный и Бельковский разрез сложен преимущественно терригенными породами: аргиллитами и алевролитами с прослоями известняков. Верхнедевонские отложения здесь с размывом залегают на среднедевонских, кроме юго-западного района о. Котельный, где отмечены их согласные взаимоотношения. Разрез верхнего девона в пределах Анабаро-Хатангской седловины сложен толщей ангидритов и известняков. Разрезы турнейского яруса в районе устья р. Лена, пос. Тикси и на п-ове Нордвик остаются терригенно-карбонатными.

Мощность подкомплекса на акватории от 0,5 до 1,7 км.

В целом нижне-среднепалеозойский комплекс по условиям образования является морским, в меньшей степени лагунным. Палеогеографические построения позволяют предполагать его развитие по всей площади шельфа. В западной и центральной частях шельфа он входит в состав осадочного чехла, на востоке и крайнем западе участвует в строении фундамента Верхояно-Колымской, Новосибирско-Чукотской и Южно-Таймырской складчатых систем. Соответствует карбонатной морской формации, отвечающей второй стадии развития платформ.

Верхнепалеозойско-нижнемеловой сейсмостратиграфический комплекс объединяет отложения от визейского яруса нижнего карбона до нижнего мела включительно между горизонтами III и II (Рис. 1.3). Первый фиксирует резкую смену карбонатного осадконакопления терригенным, второй - подошву верхнемелового-кайнозойского комплекса. Для волнового поля комплекса характерна относительная прозрачность, с отдельными не выдержанными по простиранию и меняющимися по амплитуде и фазе отражениями, свидетельствующими о его терригенном составе. Установленное закономерное изменение скорости сейсмических волн (3,3-3,7 - 3,8-4,5 км/с) также позволяет предполагать терригенный состав комплекса, отождествляемого с отложениями верхоянского комплекса суши (Иванова, Секретов, 1989).

В складчатом залегании комплекс изучен в Сев. Верхоянье, в пределах кряжей Чекановского и Прончищева, на В. Таймыре. На о. Столбовой представлен морской терригенный разрез верхней юры-нижнего мела с обилием подводно-оползневых текстур (Виноградов, Явшиц, 1975).

В чехольном залегании комплекс вскрыт на побережье серией скважин (Усть-Оленекской, Гуримисской, Чарчыкской, Тюмятинской). Преимущественно песчаный состав имеют отложения поздней перми, триаса и нижнего мела, а алеврито-глинистые породы доминируют в большинстве разрезов юры. В верхах разреза присутствуют углистые породы и угли раннемелового возраста.

Полная мощность комплекса в разрезе Чарчыкской скважины составляет 2 км, в Усть-Ленской - 4 км. На шельфе мощность изменяется от 0,5 до 3,0 км, с увеличением до 4,0-4,5 км в северо-западной части Усть-Ленского грабена. В направлении бровки шельфа комплекс выклинивается.

В западной части шельфа, примыкающей к Таймыру, в разрезе комплекса выделяются четыре отражающих горизонта (Рис. 1.3), локально распространенных. Горизонты Ш0, Ш2 и Ш3 отождествляются здесь соответственно с кровлей туфо-лавовых образований в отложениях сакмарского и артинского ярусов нижней перми, индского яруса нижнего триаса и с границей размыва между отложениями триаса и юры. Стратификация горизонта III, неоднозначна, предполагается размыв на границе нижней и верхней перми.

В восточной части шельфа породы комплекса входят в состав складчатого фундамента Лаптевского бассейна.

В формационном отношении комплекс принадлежит к терригенной верхней формации, соответствующей третьей (поздней) стадии развития платформ.

Комплексы бассейнового структурного этажа. Лаптевский седиментационный бассейн представляет собой обширную депрессию на месте одноименного шельфа и примыкающих районов приморских низменностей, вмещающую в качестве единого структурного этажа отложения верхнего мела-кайнозоя. Наиболее полно эти отложения изучены на о-вах Анжу и Ляховских и в разделяющих их проливах (Косько, 1985; Труфанов и др., 1986; Самусин, 1985). Бассейновый структурный этаж на шельфе заключен между дном моря и отражающим горизонтом II (Рис. 1.3). Опорные отражающие горизонты I и Л делят его на три самостоятельных сейсмокомплекса. Особенности волновой картины и данные по обрамлению шельфа позволяют прогнозировать литологический состав, условия формирования и возраст отложений (Иванова, Секретов, 1989; Ким, 1994; Drachev, 1994, 1999).

Верхнемеловой-палеогеновый сейсмостратиграфический комплекс в пределах шельфа (Рис. 1.3.) охватывает отложения, заключенные между отражающими горизонтами II и I (кора выветривания позднеолигоцен-раннемиоценового возраста). Горизонт П0, который отождествляется с подошвой коры выветривания раннепалеоценового возраста, делит комплекс на два подкомплекса.

Верхнемеловой подкомплекс слагают нижние горизонты бассейнового чехла в рифтогенных грабенах на шельфе, иногда с клиноформным характером залегания. Слабое волновое поле с прерывистыми и изменчивыми по амплитуде отражениями свидетельствует о высокой энергетической обстановке осадконакопления, когда отлагались синрифтовые отложения (Иванова, Секретов, 1989). Значения интервальных скоростей 3,5-4,5 км/с.

В восточной части шельфа подкомплекс представлен серией динамичных горизонтов, облегающих поверхность складчатого фундамента, которая имеет здесь следы эрозионных врезов. Подкомплекс не выдержан здесь по мощности и характеризуется сложным внутренним строением с наличием прерывистых, сигмовидных и линзовидных тел, отвечающих, вероятно, дельтовым фациям.

Верхнемеловые отложения синхронны этапу денудации позднекиммерийских складчатых сооружений. На о-вах Новая Сибирь и Земля Бунге обнажаются деревянногорская и бунгинская свиты (сеноман-турон) мощностью до 280 м, сложенные континентальными глинами, алевритами, галечниками, туфогенными песками и песчаниками, чередующимися с прослоями бурых углей.

В восточной части шельфа верхнемеловые слои в грабенах и прогибах могут подстилаться отложениями апт-альба, относящимися к верхней молассе (балыктахская свита).

В целом подкомплекс соответствует песчано-глинистой угленосной лимнической формации.

Максимальная мощность отложений подкомплекса на шельфе 1,5 км.

Палеогеновый подкомплекс (сейсмотолща, заключенная между горизонтами II0 и I) характеризуется наличием прерывистых, регионально не выдержанных бугристых отражений и изменчивостью динамических параметров в волновом поле, свидетельствующими о преобладании континентальных условий осадконакопления. Сейсмические характеристики позволяют предполагать широкое развитие дельтовых фаций в отложениях палеогена в пределах южной части современного шельфа. Значения интервальных скоростей для подкомплекса составляют 2,5-3,5 км/с. Региональные отражающие горизонты II1 и II2 стратиграфически отождествляются в разрезах на материке с размывами в кровле палеоценовых и позднеэоцен-раннеолигоценовых отложений (Ким, Слободин, 1991), а в разрезах на о-вах Анжу - с размывами в подошве и кровле эоценовой анжуйской свиты (Фрадкина и др., 1979).

На материке разрезы палеогена вскрыты скважинами в бас. р. Сого (отложения верхнего палеоцена) и р. Омолой (тастахская, солурская и омолойская свиты эоцена-олигоцена), а также описаны в Кенгдейском грабене. Они представлены песчаниками, глинами, песками с прослоями гравия и гальки, суглинками и пластами бурых углей. Мощность палеогеновых отложений в Кенгдейском грабене достигает 1500 м (Межвилк, 1958). Условия их формирования отвечают озерно-аллювиальным, в меньшей мере прибрежно-морским фациям. На о-вах Фаддеевский и Новая Сибирь и в разрезах скважин на Земле Бунге и зал. Геденштрома эоценовая часть разреза (анжуйская свита) представлена прибрежно-морскими глинами и алевритами с пластами и линзами песчаников неполной мощностью 45 м (о. Новая Сибирь) и озерно-аллювиальными глинами и песками с пластами и линзами бурых углей и галечников неполной мощностью 70 м (о. Фаддеевский). Олигоценовая часть разреза (нерпечинская свита) сложена песками с пачками алевритов и глин, линзами галечников и прослоями бурых углей.

В фациальном отношении подкомплекс является прибрежно-морским и континентальным, соответствует галечниково-песчано-глинистой угленосной паралической формации. По данным бурения на островах Анжу, неполная суммарная мощность палеогеновых отложений составляет 270 м (Труфанов и др., 1986), а максимальная мощность сейсмоподкомплекса на шельфе достигает 2,5 км.

Миоценовый комплекс включает в себя отложения между горизонтами I и Л, последний отождествляется с границей размыва в кровле миоценовых отложений и отвечает крупной регрессии Мирового океана, известной под названием «мессинской». На о-вах Анжу она предполагается между прибрежно-морскими отложениями верхнего миоцена и континентальным плиоценом, разрезы которых разобщены (Труфанов и др., 1986; Ким, Слободин, 1991). Применительно к рифтогенной структуре Лаптевского бассейна горизонт Л залегает в основании верхнего, покровного структурного этажа.

Отражения, формирующие структуру этого акустически прозрачного комплекса, как правило, слабоамплитудные, прерывистые, бугристые, отвечающие континентальным фациям. Значения интервальных скоростей 2,5-3,5 км/с.

В пределах прибрежных низменностей, обрамляющих Янский залив, вскрытый скважинами разрез миоценовых отложений представлен ильдикиляхской (ранний-средний миоцен) и хапчанской (верхний миоцен) свитами, сложенными песчано-галечными отложениями с прослоями алевритов и глин, формировавшимися в озерно-аллювиальных фациях. Неполная мощность этих отложений составляет здесь 140 м (Баранова и др., 1979). В восточной части шельфа (Земля Бунге) разрез миоценовых отложений представлен глинами с прослоями алевритов и песков общей мощностью 80 м (Труфанов и др., 1979). Условия формирования отложений прибрежно-морские и озерно-болотные (нижняя часть разреза) В формационном отношении комплекс соответствует галечниково-песчаной континентально-морской (смешанной) формации. Максимальная мощность комплекса на шельфе 1,6-1,7 км.

Плиоцен-четвертичный комплекс (верхний, покровный) трансгрессивно перекрывает нижележащие сейсмокомплексы, выполняющие крупные рифтогенные грабены, либо на поднятиях ложится непосредственно на фундамент. По материалам сейсмоакустики (Иванова, Секретов, 1989), его структура определяется как тонкослоистая, отражающая частые перерывы в осадконакоплении. В верхней части комплекса наблюдаются выдержанные субгоризонтальные поверхности раздела, которые, в частности, фиксируют подошву неконсолидированных позднеплиоцен-четвертичных отложений и подошву осадков последней трансгрессии (позднеплейстоцен-голоценовой). Интервальная скорость комплекса 1,9-2,2 км/с.

Разрезы комплекса на Лено-Анабарском междуречье, в дельте р. Лена, басс. нижних течений рек Лена и Яна, на м. Св. Нос, на о-вах Анжу и Ляховские, в Анабарском зал., бухте Нордвик и о. Б. Бегичев представлены алеврито-глинистыми осадками с прослоями гальки и гравия, иногда торфа, формировавшимися в морских, прибрежно-морских, озерно-аллювиальных условиях.

Позднеплейстоцен-голоценовая часть сейсмокомплекса на шельфе изучена по материалам донного опробования и представлена преимущественно алеврито-глинистыми осадками. Комплекс соответствует алеврито-глинистой континентально-морской формации. Мощность комплекса на шельфе составляет 0,8-1,2 км, из которых на позднеплиоцен-четвертичные осадки приходится не более 100 м.

.4 Перспективы нефтегазоносности

Хатангский залив. По комплексу газо-геохимических исследований донных отложений на акватории Хатангского залива выделены четыре участка с аномально высокими показателями газообразных и жидких УВ-флюидов (Рис. 1.5.). Аномалия I приурочена к Сопочной группе поднятий, аномалия II - к Северо-Сибирской моноклинали, аномалия III - к Сындасской ступени, IV - к Нордвикской группе поднятий, аномалия IVа - к локальной структуре Новая. Выделенные аномалии совпадают с перспективными нефтегазоносными зонами, выделенными по методике ГОНГ (гравиметрическое обнаружение и оконтуривание залежей нефти и газа). Геохимическим аномалиям соответствуют локальные участки разуплотнения в осадочной толще, выделенные по данным гравимагнитной съемки, часть из них совпадают с прямыми проявлениями глубинных газообразных и жидких УВ-флюидов в донных осадках.

На акватории выделено пять станций с микропроявлениями жидких УВ-флюидов (станции 2, 12, 20, 31, 33); две станции - с естественным выходом углеводородных газов (станции 13, 38). Точечные микропросачивания жидких и газообразнгых УВ-флюидов, как правило, приурочены к глубинным разломам (Рис. 1.4., 1.5.). Геохимические исследования показывают высокую перспективность на нефть и газ акватории Хатангского залива.

Рис. 1.4. Сопоставление сейсмического разреза по профилю 2 с распределением углеводородных газов в донных осадках

В Енисейском заливе выделены четыре локальных участка с аномально высокими геохимическими показателями. Аномалии приурочены к перифериям локальных поднятий Лескинское и Сибирякова, выделенных по кровле девон-нижнекарбоновых отложений (отражающий горизонт VII).

Рис. 1.5. Схема районирования вероятности перспектив нефтегазоносности Хатангского залива (море Лаптевых) по геохимическим данным.

Все вдольбереговые аномалии УВ по левому берегу Енисейского залива связаны с крупным сводом Стратосайской антиклинали. На акватории Енисейского залива по геохимическим исследованиям ОВ на трех станциях - ст. 133, ст. 139 и ст. 11 зафиксированы проявления жидких УВ-флюидов, на ст. 41 - естественный газовый выход. Геохимические исследования показывают высокую перспективность на нефть и газ южной части залива.

Незначительные по масштабам газопроявления получены при вакуумировании керна картировочных скважин на о-вах Фадеевский, Нов. Сибирь, Земля Бунге и в смежных проливах из отложений юры, палеогена, неогена, четвертичной системы. В большинстве проб преобладает азот, но есть и собственно углеводородные газопроявления.

Покровный плиоцен-четвертичный комплекс мощностью около 1 км трансгрессивно перекрывает синрифтовые слои в депрессиях, а на поднятиях ложится непосредственно на фундамент. Эта молодая, умеренно консолидированная (интервальная скорость 1,9-2,2 км/с) толща без явных признаков складчатых и дизъюнктивных структур представляет для нас существенный интерес прежде всего как индикатор стабильного погружения бассейна и отсутствия аплифта на неотектоническом этапе, что обеспечивает сохранность возможных залежей в синрифтовых слоях.

В качестве самостоятельного объекта прогноза следует рассматривать внешнее обрамление шельфа моря Лаптевых - континентальный склон и континентальное подножие. Здесь общая мощность бассейнового чехла может достигать 6-8 км, при этом преобладающая часть ее приходится на более древние - меловые и палеогеновые слои. Синрифтовые отложения этого возраста заполняют грабены на фундаменте континентального или переходного типа и перекрываются глубоководными турбидитами. Последние выполняют подводные каньоны и конусы выноса (фэны), создавая сложное сочетание структурных и неструктурных ловушек. Лавинная седиментация сопровождается обильным поступлением органического вещества, а ускоренному созреванию последнего и последующей миграции углеводородов способствует активная современная геодинамическая обстановка. Особого внимания заслуживает погребенное под осадками продолжение срединно-океанического хр. Гаккеля, где повышенная проницаемость земной коры должна сопровождаться повышенным же тепловым потоком и поступлением глубинных флюидов. Подтверждением последнего факта служит находка на западном склоне хребта сообщества метанпотребляющих бентосных организмов («Bottom biocenoses...»,1995; Ким и др., 1997).

Заканчивая описание «бассейнового» этажа возможной нефтегазоносности, полезно напомнить, что по общемировой статистике кайнозойские толщи занимают второе место по запасам нефти и газа после позднемезозойских (Хаин, 1998). Основной вклад в эту статистику вносят предгорные и межгорные бассейны альпийских складчатых поясов, бассейны активных тихоокеанских окраин и т.п. Понятно, что рифтогенные бассейны Лаптевоморского шельфа относятся к иному тектоническому типу, однако и тем, и другим свойственны некоторые общие особенности, определяющие процесс нефтеобразования. Прежде всего это лавинная седиментация с обильным поступлением органики и, с другой стороны, активная тектоническая обстановка с повышенным геотермическим фоном и подтоком флюидов.

2. Методика и техника полевых геофизических работ

2.1 Сейсморазведочные работы МОВ ОГТ 2D

.1.1 Источники упругих волн

В качестве источника сейсмических колебаний на акватории южной части моря Лаптевых использованы группа пневмоисточников (ПИ) фирмы «Bolt Technology Inc».

Технические характеристики группового пневмоисточника:

условное обозначение группы - YMG -1480;

модель используемых пневмоисточников - «Bolt» 1900LL;

суммарный рабочий объём группы - 24,3 л (1480 куб. дюйм);

количество линий в группе - 2;

количество пневмоисточников в группе - 12;

рабочее давление - 136 атм (2000 PSI);

допустимая рассинхронизация в группе - ≤ 1 мс;

глубина погружения группы - 4 м;

амплитуда peak - peak - 44,8 bar*m;

амплитуда 0 - peak - 20,5 bar*m;

соотношение peak / bubble - 20,2;

компрессор - «Hurricane SB7-44/2000»;

контроллер - «Big Shot», фирмы RTS.

Конфигурация группы на масштабной сетке с шагом 1м изображена на Рис. 2.1. Акустические характеристики группы приведены на Рис.2.2, 2.3.

Рис. 2.1. - Конфигурация группового ПИ

Рис. 2.2. - Сигнал группового ПИ в дальней зоне

Рис. 2.3. - Амплитудно-частотные характеристики сигнала группового источника

Расчет скорострельности для группы YMG 1480 указан в Таблице 1.

Для обеспечения группового ПИ сжатым воздухом рабочего давления на судне-источнике устанавливаются два компрессора высокого давления «Hurricane SB7-44/2000» (Рис. 2.4). Технические характеристики компрессора сведены в Таблице 2.

Таблица 1 - Расчет скорострельности для группы YMG 1480

Скорость в узлахСкорость в м/сВыстрелов в минутуКоэфф. сброса воздуха источникамиОбъем группы в литрах, л.Расход воздуха группой в минуту, л/минПроизводительность 2х компрессоров в минуту, л/мин10,511,230,6524.3018,7812021,032,470,6524.3037,5612031,543,700,6524.3056,3412042,064,940,6524.3075,1212052,576,170,6524.3093,9012063,097,410,6524.30112,6812073,608,640,6524.30131,45120

Рис. 2.4 - Компрессор высокого давления Atlas Copco «Hurricane SB7-44/2000»

Таблица 2 - Характеристики компрессора Бустер Hurricane SB7-44/2000

ПараметрХарактеристика параметраВинтовой компрессор (предварительное сжатие)ТипмаслонаполненныйЧисло ступеней1 шт.Давление на входеатмосферноеДавление на выходе1,03 МПа (10,3 бар)БустерПоршневой, рядныйAtlas Copco HurricaneЧисло ступеней сжатия3 шт.Число цилиндров 1-й ступени2 шт.Число цилиндров 2-й ступени1 шт.Число цилиндров 3-й ступени1 шт.Давление на всасывании избыточное1,03 МПа (10,3 бар)Давление нагнетания избыточное20,6 МПа (206 бар)Производительность (по ISO 1217 ed. 3. 1996)9,0 м3/минЧастота вращения вала бустера1800 об/минВходной патрубок 41 шт.Выходной патрубок диаметром 31 шт.Электрическая система24 ВольтГабаритыДлина х Ширина х Высота (без контейнера)3149 х 2032 х 2235 ммВес рабочийоколо 4154 кгДвигательДизельный маркиCaterpillar C 7 acert T3ОхлаждениежидкостноеЧисло цилиндров6Скорость вращения вала двигателя номинальная1800 об/минКоэффициент загрузки двигателя100%Условия эксплуатацииМаксимальная рабочая температура окружающей среды+ 52°CМинимальная температура гарантированного запуска -10°C Максимальная высота эксплуатации над уровнем моря3000 м

2.1.2 Приемно-регистрирующий аппаратурный комплекс

В качестве регистрирующего оборудования на южной части моря Лаптевых использовалась телеметрическая система сбора сейсмической информации «ARAM ARIES II» производства фирмы ARAM, Канада.

Система предназначена для выполнения 2D/3D сейсмических работ и имеет модульное строение, т. е. состоит из центральной станции (SPM) и комплекта независимых и взаимозаменяемых полевых модулей RAM\TAP. К каждому модулю подключен один сейсмический кабель, который содержит 4 двухкомпонентных или 8 однокомпонентных сейсмических каналов. Информация с сейсмических каналов передается по кабелю на центральную регистрирующую станцию (SPM). На SPM информация записывается на магнитный носитель в требуемом формате. Основной режим работы системы - телеметрия в реальном времени, когда информация передается на центральную станцию непосредственно после каждого взрыва. Центральная регистрирующая система показана на Рис.2.5.

Рис. 2.5. - Центральная регистрирующая система

Забортное полевое оборудование системы «ARAM ARIES II» состоит из полевых приемных модулей RAM (Ри. 2.6.), межлинейных модулей TAP (Рис. 2.7.), ионно-литиевых батарей (Рис. 2.8.), морских корпусов (Рис.2.9.) (для размещения в них RAM, TAP, батарей) и кабеля с сейсмоприемниками.

Модуль дистанционного сбора данных - Remoute Acquisition Module (RAM) служит для сбора в аналоговой форме данных сейсморазведки от сейсмических приемников с последующим преобразованием в цифровую форму и передачей к модулю обработки данных - Seismic Processing Module (SPM).

Коммуникационный модуль TAP служит для организации работы множества базовых линий и ретрансляции данных от модулей RAM на модуль обработки данных.

Рис. 2.6. - Модуль сбора данных RAM

Рис. 2.7. - Коммуникационный модуль TAP

Рис. 2.8. - Ионно-литиевая батарея

Рис. 2.9. - Морской корпус для TAP и TAP, установленный в морской корпус с ионно-литиевыми батареями

Зарядка ионно-литиевых батарей осуществляется с помощью зарядного устройства Aries SMART Changer (Рис. 2.10.). Одно зарядное устройство способно заряжать до десяти батарей модулей RAM одновременно или до пяти модулей TAP в морском корпусе (т. к. в морском корпусе TAP установлено две ионно-литиевые батареи).

Схема секции сейсмокосы ARAM с четырьмя двухкомпонентными датчиками представлена на Рис. 2.11. Расстояние от крайнего канала до RAM 50 метров. Может использоваться при глубинах не более 43,3 метров без смещения крайнего канала при подключении RAM. При использовании на глубинах более 43,3 метров возможно смещение крайнего канала при подключении к RAM. Данные секции косы использовались при работах на Северо-Гуляевской площади.

Рис. 2.10. - Зарядка ионно-литиевых батарей в морских корпусах TAP с помощью зарядного устройства Aries SMART Changer

Рис. 2.11. - Схема секции сейсмокосы с двухкомпонентными датчиками

Схема секции базовой линии показана на Рис. 2.12. Данные секции базовой линии использовались на Северо-Гуляевской.

Рис. 2.12. - Схема базовой линии

Основные характеристики центральной регистрирующей системы представлены в Таблице 3, основные параметры полевых модулей RAM представлены в Таблице 4.

Таблица 3 - Основные характеристики центральной регистрирующей системы

ПараметрХарактеристика параметраКонтроль, управление и контроль качестваДва процессора 2.0ГГц Pentiun 4 XEON. Модуль обработки сейсмоданных. Операторский ввод при помощи графического интерфейса ОС Windows ХР. Интерфейс поддерживает 3 монитора с максимальным разрешением до 1920Х1200 . Число сейсмических трассЗаписывающий модуль обеспечивает работу с 24 000 трасс в реальном времени с шагом 2 мсХранение данныхВстроенный высокоскоростной жесткий диск объемом не менее 2 терабайтФормат записиSEG D, SEG YПлоттер12 дюймовый термальный плоттер OYO-612P. Возможность выбора записи данных на внешний носительDVD, HDD, USB и т. д.

Таблица 4 - Основные параметры полевых модулей RAM

ПараметрХарактеристика параметраРазрешение АЦП24 бит (23 плюс знак)Число трасс на ПМ RAM8 сейсмических каналовИнтервалы между отсчетамиј, Ѕ, 1, 2, 3, 4 миллисекундВзаимное влияние>130 (при шаге дискретизации 2 мс и 25°С)Нелинейные искажения0.0002 %, 114 дБПредусиление 12, 24, и 30 дБЭквивалентный входной шум (5-130 Гц)0,61 мкВ СКЗ (среднеквaдр. знaч.) при коэффициенте предусиления 12 дБ 0,20 мкВ СКЗ при коэффициенте предусиления 24 дБ 0,16 мкВ СКЗ при коэффициенте предусиления 30 дБПолоса пропускания частотОт 3 Гц до 1640 ГцМаксимальный входной сигнал0,944 В СКЗ при коэффициенте предусиления 12 дБ 0,214 В СКЗ при коэффициенте предусиления 24 дБ 0,122 В СКЗ при коэффициенте предусиления 30 дБДинамический диапазон123 дБ при коэффициенте предусиления 12 дБ 120 дБ при коэффициенте предусиления 24 дБ 117 дБ при коэффициенте предусиления 30 дБСтандарт времени+/- 2.5 ppm от -45 °С до 70°СИдентичность каналовЛучше 1%Рабочее напряжение18-30 ВПодавление общего режима>105 дБВходной импеданс20 kОм (дифференциальный)Анти-аляйсинговый фильтрЦифровой фильтр с линейно-фазовой характеристикой. Для интервала дискретизации 2 мс: f0 (частота среза, точка -3 дБ) = 0.82fN =205.9 ГцРабочий диапазон температурот -45°C до +70°CТип батареиИонно-литиеваяНапряжение24 В, DCЕмкость14 А\чВремя работыДо 120 ч непрерывно при 20 °CВремя зарядкиДо 4 ч (зарядное устройство SMART Charger)Вес батареи4,54 кгГлубина погружения RAM\TAPДо 75 м в морском корпусе

Основные параметры сейсмоприемников представлены в Таблице 5.

Таблица 5 - Основные параметры двухкомпонентных датчиков GS-PV-1

Наименование параметровПараметрыТип геофонаGS-32CTСобственная частота10 ГцЧувствительность2,55 В/дюйм/с ±2%Сопротивление3677 Ом ±2%Демпфирование70 % ±2%Тип гидрофонаMP-25-250Собственная частота10 ГцЧувствительность6,76 В/бар ±1,5 ДБСопротивление871 Ом ±5%Демпфирование70 % (от 60% до 80%)Рабочие глубиныОт 1 до 200 мДлина датчика GS-PV-136,20 смДиаметр датчика GS-PV-16,35 смМасса датчика GS-PV-12,04 кг

2.1.3 Система привязки

Выполнение навигационно-гидрографических работ в рамках программы сейсмразведочных работ МОГТ 3D осуществлялось в соответствии с положениями Проекта работ, Геолого-технического задания, а так же отраслевыми стандартами.

Комплекс работ по навигационно-гидрографическому сопровождению сейсморазведочных работ включает:

управление размоткой - смоткой сейсмокос, проверка позиций сейсмоприемников;

позиционирование группового пневмоисточника, управление судном-источником;

оперативное создание/обеспечение необходимых карт и схем требуемой точности;

установка станций наблюдения. Калибровка оборудования;

установка контрольных реперов предусматривается из расчета 1 на 2 км2;

Контроль и обеспечение плановой привязки выполнялись с помощью высокоточной системы позиционирования DGPS при возможности дублирования системой ГЛОНАСС. Однако, с учетом того, что на широте проводимых работ группировка спутников ГЛОНАСС не позволяет обеспечивать дифсервис, основной системой позиционирования принята DGPS.

Спутниковая GNSS система C-Nav 3050

Для обеспечения требуемой точности привязки использовалась система С-NavC2 - последняя версия комплексной корректировки с использованием полного созвездия навигационных спутников GPS. При производстве работ использовался комплект C-Nav 3050. Характеристики C-NavC2 включают в себя временные корректировки ГЛОНАСС и GPS, а также функции поправок, связанных с отклонениями орбит спутников. Это предоставляет полный набор алгоритмов обработки поправок времени и орбитальных корректировок на полностью независимых серверах.

Приемник C-Nav 3050 имеет 66 каналов и новый чипсет технологии Sapphire, что обеспечивает эффективную работу в режиме кинематики реального времени для позиционирования, различных видов съемок, включая гидрографические.

Приемник C-Nav 3050 оборудован встроенным демодулятором для круглосуточного получения поправок формата RTG с обеспечением уровня дециметровой точности. Принимаемые GNSS-данные: GPS, ГЛОНАСС и Galileo, WAAS, EGNOS, MSAS, GAGAN, SBAS с возможностью выбора предпочтительного источника GNSS-поправок. Данные принимаются с частотой 5 Гц в стандартной конфигурации с возможностью настройки на частоты в 10, 25, 50 и 100 Гц через порты скоростного доступа.

Система C-Nav 3050 (Рис. 2.13.) является новой концепцией в DGPS технологиях. По спутниковому каналу связи пользователь получает поправки не к псевдо дальностям до каждого GPS спутника, а коррекции для параметров орбит GPS спутников.

Рис. 2.13. - Приемоиндикатор C-Nav 3050

Это позволяет исключить зависимость качества определения позиции от дальности до референсной станции.

DGPS системы Trimble

GPS-приемники Trimble (Рис. 2.14.) SPS461, SPS351 предназначены для высокоточного определения позиции и курса судна и специально спроектированы для навигационного обеспечения морского строительства и батиметрических съемок. Кроме определения позиции с суб-метровой точностью, GPS-приемники Trimble SPS461 определяют курс судна с точностью до 0,05° на основе двухчастотных фазовых RTK-измерений в автономном режиме, что позволяет использовать эти приемники в качестве гирокомпаса на судах-раскладчиках, судне-взрывпунке и пингеровщике. Основные характеристики DGPS системы Trimble приведены в Таблице 6.

Рис. 2.14. - GPS-приемник Trimble

Таблица 6 - Основные характеристики DGPS системы Trimble

ПараметрХарактеристика параметраТочность позиционирования менее 1 м в планеОбщие12 каналовРабочая температураОт - 20 єC до + 65 єCРабочее напряжение10-32 ВПотребляемая мощность7 ВтГабаритные размеры14,5 см Ч 5,1 см Ч 19,5 см Вес0,76 кг

Система мелководного позиционирования компании Sonardyne

Гидроакустические системы позиционирования (ГСП) (Рис. 2.15.) предназначены для определения точных координат подводных объектов, параметров и траектории их движения относительно судна-носителя в реальном масштабе времени.

Основные характеристики системы мелководного позиционирования компании Sonardyne приведены в Таблице 7.

Малогабаритные и легкие транспондеры крепились на канале к сейсмическому кабелю с интервалом в 300 метров.

Транспондеры должны быть запрограммированы индивидуальными номерами с помощью прибора программирования/контроля. Каждый транспондер имеет один из 9 ответных кодов (частот) и один из 401 запросных адресов.

На судне устанавливается система акустического позиционирования ОВС-12. В большинстве случаев трансдьюсор системы ОВС-12 устанавливается в воду на штанге, закрепляемой к судну или опускается с помощью специального устройства через шахту.

Рис. 2.15. - Гидроакустическая система позиционирования компании Sonardyne

Таблица 7 - Основные характеристики системы мелководного позиционирования компании Sonardyne

ПараметрХарактеристика параметраТрансивер тип 7911Диапазон частотHF (35-55 кГц)Рабочая глубина500 мХарактеристика направленности ненаправленнаяУровень излучения> 188-190 дБ (относительно 1 мкПа на 1 м)Чувствительность в режиме приема< 105 дБ (относительно 1 мкПа на 1 м) Ошибка измерения дистанции (1 стандартное отклонение)~ 25 мкс, типичноПриемные каналы12 параллельных и 18 виртуальныхПитание12-24 В постоянного тока (максимальный ток 500 мA)Обмен даннымиRS232, 38400 бод Разъемы8-Way AGP (питание и обмен данными) / 4-Way AGP (дистанционный трансдьюсор) Записк оборудования (синхронизация)+ 5 В постоянного тока (отдельный) Материалы конструкцииАнодированный алюминиевый сплав и пластикРазмеры (длина Ч диаметр)612 мм (24.1) Ч 178 мм (7.0)Вес в воздухе11,5 кгВес в воде7,5 кгДистанционный трансдьюсор, тип 7912Диапазон частот35-55 кГцРабочая глубина 500м Длина кабеля6 м, стандартно (увеличивается до 10 м) Материалы конструкцииПластик, нержавеющая стальРазмеры (длина Ч диаметр)165 мм (6,5") Ч 89 мм (3,5") Вес в воздухе1,5 кгВес в воде0,9 кг

Сверху штанги устанавливается антенна GPS, в противном случае требуется вводить коррекцию положения. Трансивер системы и приемник GPS подключаются к персональному компьютеру через последовательный канал.

Трансивер OBC-12 управляется программой HydroPro или отдельным модулем некоторых навигационных программ.

Трансивер системы ОВС-12 посылает с помощью дистанционного трансдьюсора акустические сигналы на транспондеры. Транспондеры посылают ответные акустические сигналы, по которым вычисляются данные о дистанции.

Для вычисления положения маяков на дне система использует данные акустических измерений дистанций, положения судна.

.1.4 Транспортные средства

Регистровые суда

Для работ по раскладке и подъему косы использовались регистровые суда, снабженные гидравлическими подъемниками. На период проведения сейсморазведочных работ на южной части моря Лаптевх использовались следующие регистровые суда:

. НИС «Южморгеология» - судно-база;

. Т/х «Быхов» - судно-источник;

. Т/х « Анграпа» - судно-раскладчик;

. Т/х «Миргород» - судно-раскладчик;

. Т/х «Остров Анзер» - судно-раскладчик;

. Т/х «Бриг» - судно-пингеровщик.

. НИС «Южморгеология».

Судно предназначено для проживания работников сейсмической партии. Оборудованы рабочие места для начальника партии, супервайзеров, начальника гидрографического отряда, геофизика.

Общие сведения о судне:

компания - ГНЦ ФГУГП « Южморгеология »;

тип судна - научно-исследовательское;

водоизмещение, т - 5715;

скорость, узл - 14,7;

длина, м - 104,50;

ширина, м - 16,03;

высота борта, м - 10,20;

осадка гвл, м - 5,90.

. Т/Х «Быхов».

Судно-источник предназначено для размещения на борту пневматического комплекса и осуществления возбуждения сейсмических колебаний.

Общие сведения о судне:

количество гл. двигателей - 1;

мощность гл. двигателя, кВт - 970;

количествово вспом. двигателей - 3;

мощность вспом. двигателя, кВт - 200;

кол-во, об\мин вспом. двигателя - 750;

запас топлива на судне, т - 200;

запас масла на судне, т - 10.

. Т/Х «Анграпа».

Судно-раскладчик приемного устройства предназначено для раскладки, сборки, хранения приемного устройства и зарядки полевых модулей.

Общие сведения о судне:

тип судна - траулер М-0309;

назначение - рыболовное;

длина, м - 54,8;

ширина, м - 9,8;

высота борта, м - 5,0;

осадка по грузовую марку - 4,14;

. Т/Х «Миргород».

Судно - раскладчик приемного устройства предназначено для раскладки, сборки, хранения приемного устройства и зарядки полевых модулей.

Общие сведения о судне:

назначение - рыболовное;

длина, м - 54,8;

ширина, м - 9,8;

высота борта, м - 5,0;

осадка по грузовую марку - 4,14;

. Т/х «Остров Анзер».

Судно - раскладчик приемного устройства предназначено для раскладки, сборки, хранения приемного устройства и зарядки полевых модулей.

Общие сведения о судне:

назначение - рыболовное, траулер М-0333

длина, м. - 53,74;

ширина, м - 10,71;

высота борта, м. - 6,0;

осадка по грузовую марку, м. - 4,4;

. Т/х «Бриг».

Судно - пингеровщик обеспечивает акустическое позиционирование разложенного приемного устройства с помощью, установленного на борту судна дистанционного трансдьюсора (приемо-передатчика) и установленных на приемном устройстве транспондеров.

Общие сведения о судне:

общая длина - 22,0 м;

ширина - 6,80 м;

максимальная осадка - 2,39 м;

Маломерные суда

Для соединения линий приема с базовой линией и в качестве дежурной лодки использовались маломерные плавсредства NARWHAL RIB FAST-1000 (Рис. 2.16.). Тип корпуса данной лодки - комбинированный:

надувные борта - 7 баллонов;

жесткое днище, заполненное внутри специальной гидрофильной пеной обеспечивающее непотопляемость даже при повреждении всех семи надувных баллонов.

Использовалось две лодки этого типа с четырьмя экипажами.

Технические характеристики мотолодки представлены в Таблице 8.

Рис. 2.16. - Маломерное плавсредство NARWHAL RIB FAST-1000

Таблица 8 - Технические характеристики мотолодки NARWHAL RIB FAST-1000

ПараметрХарактеристика параметраДлина, м9,99Ширина, м2,77Высота борта, м1,5Минимальная высота надводного борта, м1Пассажировместимость, чел.12Грузоподъемность, кг1725

2.1.5 Методика полевых работ

2.1.5.1 Система наблюдений

Проектные параметры и объемы морских сейсморазведочных работ на южной части моря Лаптевых в Таблице 9

Схема отработки морских профилей представлена на Рисунке 2.17.

Таблица 9 - Проектные параметры и объемы морских сейсморазведочных работ

Проектные параметры методики работВеличина параметров1. Вид работМОВ ОГТ 3D / 2CСистема расположения взрывных и приемных профилейвзаимно-перпендикулярная, «прямой крест»2. Основные параметрысистема наблюденийцентральная, симметричнаянаправление ЛПВСЗ - ЮВнаправление ЛППЮЗ - СВноминальная кратность (в зоне полнократного накопления)80по оси Х (вдоль ЛПВ)8по оси Y (вдоль ЛПП)10максимальная разрешенная кратность в зоне полнократного накопления72максимальное удаление «взрыв-прием», м5468соотношение полуосей шаблона0.65размер бина, м25 Ч 12.5размер полуосей единичной расстановки, м2975 Ч 4587.5дирекционный угол ЛПП33°дирекционный угол ЛПВ123°3. Геометрия линий приема в шаблонеколичество ЛПП в полосе8интервал между ЛПП, м400количество ПП на ЛПП120количество активных каналов в шаблоне (геофон + гидрофон)1920 (960 Ч2)шаг ПП на ЛПП, м504. Геометрия линий возбуждения в шаблонеколичество ЛПВ 1интервал между ЛПВ, м300количество ПВ на линии256шаг ПВ на ЛПВ, м255. Аппаратура и оборудованиесейсмостанцияARAM ARIES IIколичество 2-х компонентных датчиков2220 шт.тип полевых регистрирующих модулейRAMколичество модулей RAM в морском корпусе 600 шт.канальность регистрирующих модулей8тип межлинейных модулей TAPколичество модулей TAP в морском корпусе20 щт.тип аккумулятораионно-литиевыйколичество ионно-литиевых аккумуляторов620количество приборных секций (265 м)540 шт.количество межлинейных секций26 шт.зарядное устройствоSMART Changerтип тестирующего прибораANTсистема синхронизацииPelton Shot Pro II6. Параметры перемещения шаблонаперемещение шаблона вдоль полосы в количестве интервалов между ЛПВ1перемещение шаблона на смежную полосу в количестве интервалов между ЛПП87. Параметры регистрациишаг дискретизации, с0.002длина записи, с6ФНЧ, Гц3ФВЧ, Гц0,82 Nyquistрежекторный фильтр, Гцвыключентип магнитного носителяКартридж ,CD, DVD, дискформат записиSEG-D , SEG-Y8. Объемы работобщая площадь съемки, км2512площадь съемки с номинальной кратностью (У 80), км2340общая длина ЛПП, км1227.20общее количество ПП49248 (24624Ч2)общая длина ЛПВ, км1721.75общее количество ПВ 125888общее количество физ. набл.251776 (геофон+гидрофон)плотность пунктов взрыва на 1 км2266,67плотность пунктов приема на 1 км2100количество шаблонов на площади503

Рисунок 2.17. Схема отработки морских профилей

2.1.5.2 Технологическая схема выполнения работ на южной части моря Лаптевых

Рассмотрим технологическую схему отработки площади.

. Раскладка приемного устройства (ПУ) ведется тремя судами-раскладчиками (Рис. 2.18.). Два судна-раскладчика размещают на борту по 36 км приемного устройства, что соответствует 720 каналам, а третье судно-раскладчик размещает на борту 24 км ПУ и секции базовой линии общей длиной 13 км. Соответственно, два судна-раскладчика раскладывают по три линии приема, а третье судно-раскладчик - две линии приема и базовую линию. Сейсмический кабель сбрасывается с борта судна-раскладчика вручную. ПУ раскладывается на 8-ми линиях ПП. Таким образом, раскладывается ПУ из 1440 каналов (8 ЛПП по 180 каналов или 8 ЛПП по 9 км). Затем полученную расстановку соединяют поперечным кабелем базовой линии, который подсоединяется к сейсмостанции, установленной на базовое судно. Соединение приемных линий с базовой линией осуществляется с маломерного судна RIB FAST-1000. Базовое судно с сейсмостанцией устанавливается в 300-800 м от разложенного ПУ для исключения наводок и шумов на каналы от работающих механизмов судна. При разложенном приемном устройстве в 1440 каналов можно отработать 18 шаблонов.

2. По готовности первых линий с разложенным ПУ, проводится пингерование приемного устройства (Рис. 2.19.). Судно-пингеровщик, оборудованное системой акустического позиционирования, проходит между ЛПП, тем самым осуществляя контроль позиционирования разложенного приемного устройства [4].

Рис. 2.18. - Схема раскладки приемного устройства

3. По окончании раскладки ПУ проводится тестирование приемной расстановки. В случае неудовлетворительных результатов тестирования, выполняется устранение неполадок ПУ с заменой неисправных элементов.

Рис. 2.19. - Схема пингеровки приемного устройства

4. После завершения пингерования активной расстановки, при удовлетворительной геометрии ПУ, проводится отстрел линий ПВ с регистрацией сейсмических данных (Рис. 2.20). Каждая из ЛПВ состоит из 256 ПВ.

5. В процессе отстрела шаблонов, оставшееся на борту судов-раскладчиков ПУ, раскладывается далее на первой полосе. Проводится пингеровка вновь разложенного ПУ на ЛПП.

Рис. 2.20. - Схема отстрела одного шаблона с регистрацией данных

6. При переходе от предыдущего шаблона к последующему происходит коммутация пунктов приема на линиях, с отключением 6-ти каналов в начале расстановки и подключением 6-ти каналов в конце расстановки (Рис. 2.21. и Рис. 2.22.) [5].

Рис. 2.21. - Схема перемещения активной расстановки в начале линии

. В процессе отстрела шаблонов, высвободившиеся каналы с ПП каждой линии приема поднимаются и перекладываются в конец разложенного приемного устройства, тем самым подготавливая к отстрелу ПУ до конца полосы. Сборка может происходить одновременно с отстрелом, при условии сохранения судами-раскладчиками необходимой дистанции до первых активных каналов отрабатываемой расстановки, во избежание их зашумления. Сборка приемного устройства производится с помощью гидравлических подъемных машин [6].

. Вновь разложенное приемное оборудование пингеруется и тестируется.

. В процессе отстрела первой полосы, высвободившиеся каналы с ПП поднимаются и перекладываются на следующую полосу, соединяются поперечным кабелем базовой линии. Подготовленные шаблоны пингеруются судном-пингеровщиком, проходящим между ЛПП.

. Закончив отстрел первой полосы, судно-источник и судно с сейсмостанцией переходят на вторую полосу. В это время суда-раскладчики собирают оставшееся ПУ и раскладывают на следующие ЛПП.

Каждая полоса (8 линий ПП) на площади отрабатывается по вышеприведенному сценарию.

Рис. 2.22. - Схемы перемещения активной расстановки при коммутации ПП на линии

.2 Гравиметрическая съемка

.2.1 Технические средства гравиметрической съемки

Гравиметрическая съемка на суше

Гравиметры CG-5 AutoGrav компании Scintrex (Рис. 2.23).

Рис. 2.23. Автоматический гравиметр Scintrex CG-5 «AutoGrav»

Автоматический гравиметр Scintrex CG-5 обеспечивает точность измерений порядка 0,001 мГал. Ошибка оператора сведена к минимуму, благодаря тому, что показания снимаются автоматически, и непрерывно производится их дискретизация для выделения сигнала в режиме реального времени и проведения статистического анализа, после чего результаты сохраняются в твердотельном запоминающем устройстве. Этот гравиметр имеет прочную конструкцию и может перевозиться без специального закрепления, кроме того, его можно свободно носить в руке или на спине. Модель CG-5 может эксплуатироваться в течение 8 часов, без необходимости периодического замыкания контуров, с целью внесения поправок на смещение нуль-пункта и лунно-солнечное притяжение, хотя целесообразно производить замыкание контуров через каждые несколько часов.

Гравиметр CG-5 автоматически вносит поправку на лунно-солнечное притяжение, на наклон прибора, и удаляет зашумленные показания.

Таблица 10. Основные технические характеристики гравиметра CG-5 AutoGrav

Тип датчика плавленый кварц с электростатической компенсациейТочность измерения1мкГал Стандартное отклонение< 5мкГал Рабочий диапазон8000 мГал, без переустановки Остаточный долговременный дрейф (статический)менее 0,02 мГал в деньДиапазон автоматической компенсации наклона+/- 200 угловых секундСкачок измеренийтипично - меньше 5мкГал для удара в 20 GАвтоматическая коррекция прилив, наклон прибора, температура, шумоподавление, сейсмический фильтрРазмеры30 Ч 21 Ч 22 смВес с аккумуляторами8 кгЕмкость батарей2х 6АЧ (10.8 В) литиевые аккумуляторыПотребление4,5 Вт при 25 градусахРабочая температура от -40 до +45 Температурный коэффициент0,2 мкГал /Цельсия (обычно)Коэффициент атмосферного давления0,15 мкГал/кПа (обычно)Коэффициент магнитного поля1 мкГал/Гаусс (обычно) Память Flash технология, 1 МБ (стандартно) - расширяется до 12 МБЧасы реального временивнутренние: выдают день, месяц, год, часы, минуты, секунды Цифровой выход последовательный интерфейс RS-232 и USBФормат данныхScintrex, text, CG-3, xyzАналоговый выход данныхЛенточный регистраторДисплей1/4 VGA 320x240Клавиатура27 клавиш

Гравиметры Prospector 200T компании W. Sodin (Рис. 2.24.)

Рис. 2.24. Геофизик-оператор с гравиметрами Prospector 200T компании W. Sodin

Гравиметры изготовлены по специальному заказу ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» для проведения штативных съемок. Гравиметр Prospector 200T обеспечивает точность измерений порядка 0,01мГал.

Таблица 11. Основные технические характеристики гравиметра Prospector 200T

Тип датчика плавленый кварц с электростатической компенсациейЧувствительность1мкГал Стандартное отклонение10мкГал Рабочий диапазон200 мГал, без переустановки диапазона Дрейф менее 0,1 мГал в деньЦена деления0.09-0.11мГал/делТермостабилизация+0,1оСДиапазон термостатирования5,15,25,35 и 45 оРазмерыВысота 30см., ширина 17см.Вес с аккумуляторами5 кг (без контейнера для транспортировки)Источник питания10,8 В литиевые аккумуляторыВремя работы при температуре 20 оСМинимум 10часовРабочая температура от -40 до +45

Аппаратура для геодезического и навигационного обеспечения

Геодезическое обеспечение гравиметрических работ осуществляется для определения планового и высотного положения гравиметрических пунктов. Для обеспечения геодезической привязки пунктов гравиметрических наблюдений применяется, как правило, 24-канальный двухчастотный GPS-приемник Trimble Total Station 5700 (фирмы Trimble Navigation LTD, США).

Таблица 12. Точностные характеристики приемника 5700

ПозиционированиеГоризонт. СКОВертик. СКОСтатика / Быстрая Статика+/- 5мм+0,5 мм/км+/- 5мм+1,0 мм/км

Планируемая точность определения сухопутных съемки в плане 3,0 м, по высоте 0,25 м.

Таблица 12. Технические характеристики

Морская гравиметрическая съемка

Морской гравиметрический комплекс МГК «Чекан-АМ» (Рис. 2.25.).

Рис. 2.25. МГК «Чекан-АМ»

В состав МГК «Чекан-АМ» входят:

-прибор ЧЭГ - чувствительный элемент гравиметра;

ГСП - гиростабилизированная платформа;

Прибор ЧЭГ построен на основе двойной сильно демпфированной кварцевой системы крутильного типа.

Таблица 14. Технические характеристики гравиметра «Чекан-АМ»

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений на неподвижном основании +/- 0,5 мГал Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений в морских условиях +/- 1,0 мГал Динамический диапазон измерений, не менее 15 Гал Потребляемая мощность, не более 700 Вт Отсчетная точность 0,01 мГал Цикл измерений 1 сек. Диапазон измерений не менее 10 Гал. Чувствительность (цена деления) 0,01 мГал. Постоянная времени гравиметра от 35 до 100 с Скорость смещения нуль-пункта гравиметра, не более 3 мГал/сут. Погрешность определения скорости смещения нуль-пункта априорная оценка апостериорная оценка 0,1 мГал/сут 0,05 мГал/сут Погрешность гироплатформы статическая, не более динамическая, не более 30" 15" Рабочая температура (+)10-(+)30 °С Интерфейс RS- 232/RS-485 Время готовности 24 ч Габаритные размеры 430Ч638 мм Масса 72 кг

2.2.2 Методика гравиметрической съемки

Съемка на суше

Съемку предлагается выполнять по следующей методике.

Рядовая гравиметрическая съемка на суше выполняется шагом 200м с расстоянием между профилями в среднем 120 км в зимнее время на местности IV категории трудности одним оператором с одним гравиметром. Согласно ССН-3-3, табл. 7 норма 147 за одну отрядо/смену выполняется 6,85 км. Съёмка проводится в дневное время звеньями, замкнутыми на опорных пунктах, с максимальной погрешностью 0,01 мГал. Поправки на смещение нуль-пункта гравиметра и лунно-солнечные вариации вводятся по завершении каждого дня исследований.

Для оценки качества данных, проводятся контрольные измерения (10%, § 88 «Инструкция по гравиразведке», 1980, М.) на гравиметрических/геодезических пунктах.

Гравиметрические измерения представляют собой как минимум 3 отдельных замера, выполняемых с помощью гравиметра Prospector 200T, или среднее значение для 120 выборок, с применением гравиметра Scintrex CG-5.

Опорные пункты будут выставлены через 7 км. Таким образом, звенья гравиметрической съемки от одной опорной точки до другой по времени отработки будут сопоставимы с нормой дневной выработки. Контрольные измерения будут выполнены в объеме 10% от общего количества гравиметрических пунктов. Каждый пункт наблюдается дважды в двух независимых рейсах. Работы выполняются одним оператором с двумя гравиметрами с применением вертолета МИ-8 в условиях болотистой тундры в незамерзшем состоянии. Подбор посадочных площадок ограничен. Посадка воздушного судна вблизи намеченного пункта возможна после предварительной высадки члена экипажа воздушного судна для проверки состояния грунта и удаления отдельных препятствий, мешающих посадке. Все это определяет II-а категорию трудности выполнения работ (ССН-3-3), V категория - для топографо-геодезических работ (ССН-9).

Таблица 15. Основные параметры методики полевых наблюдений сухопутной гравиразведки

Марка гравиметраCG-5 AutoGrav фирмы Scintrex, Prospector 200T компании W. Sodin.Шаг наблюдений по профилю200 мТочность наблюдений0,07 мГалКоличество приборов, не менееCG-5 AutoGrav - 2 шт., Prospector 200T - 2 шт.Точность планово-высотной привязки10 м в плане, 25 см по высоте

Гравиметрические измерения и измерения в системе GPS

Перечень задач, решаемых при проведении сухопутной гравиметрической съемки с применением системы GPS и последовательность их выполнения, сводится к следующему:

-калибровка гравиметрического оборудования;

-развертывание сети опорных пунктов системы GPS;

-развертывание сети опорных гравиметрических пунктов;

− проведение профильной гравиметрической съемки с расстоянием между пунктами наблюдений, определенном в Техническом задании;

-измерения в системе GPS на соответствующей сетке гравиметрических пунктов;

-контроль качества и предварительный анализ данных;

-окончательная обработка данных, их интерпретация и составление отчета.

Калибровка гравиметров

Калибровка гравиметров CG-5 в начале гравиметрической съемки заключается в выполнении следующих операций:

-компенсация температурного воздействия;

-настройка поправки на наклон прибора;

-поправка на смещение нуль-пункта.

Все эти действия подробно описаны в руководстве по эксплуатации гравиметра Scintrex CG-5.

Поверка на эталонном гравиметрическом полигоне проводится перед началом полевого сезона и после окончания. Калибровка гравиметров Prospector 200T проводится методом наклона на установках УЭГП3 перед началом работ.

Развертывание сети опорных пунктов системы GPS

Рис. 2.26. Базовая станция Trimble 5700

В соответствии с Техническим заданием на всех гравиметрических пунктах определения координат и высот проводятся с применением системы GPS, которая используется в режиме «Postprocessing kinematic». При использовании этого метода точность геодезических измерений зависит от длины базовой линии GPS до каждой измеряемой точки. Поэтому опорные пункты системы GPS размещаются таким образом, чтобы ни один гравиметрический пункт не был удален от опорного пункта системы GPS дальше, чем на 30 км. Сеть опорных пунктов GPS разбивается от пунктов ГГС с максимально возможной степенью совмещения. Исследования на пунктах наблюдения с системой GPS проводятся с применением стандартной методики статической съемки.

Высота приборов (высота гравиметра над землей будет точно измерена на каждом пункте наблюдения) записывается вручную вместе с данными гравиметрических измерений.

Для составляющей Z ожидаемая точность составляет +0,5 см + 0,1 см/км. 30-километровая сетка опорных пунктов GPS обеспечивает точность измерения составляющей Z, и связанных с ней значений силы тяжести.

Контроль качества и предварительный анализ данных

Контроль качества данных включает в себя следующие операции:

-контроль точности гравиметрических данных;

-контроль качества координат гравиметрических пунктов;

-контроль качества данных GPS;

-контроль точности аномалия силы тяжести в редукции Буге.

Контроль точности гравиметрических данных осуществляется путем снятия независимых повторных замеров в каждом звене.

Морская гравиметрическая съемка

Набортная гравиметрическая съемка проводится в глубоководной части акватории с борта судна, а в мелководной части (от 5-метровой изобаты) с борта катера на воздушной подушке «Хивус-10», с использованием судна в качестве базы. Работы проводятся в соответствии с инструкциями ИГ-78 и ИМ-86.

Набортная гравиметрическая съемка проводится звеньями продолжительностью до 20 суток.

Таблица 15. Основные параметры методики полевых наблюдений морской гравиразведки

Тип гравиметра«Чекан - АМ» производства ЦНИИ «Электроприбор»Шаг дискретизации, с1Точность наблюдений0,3 мГалКоличество приборов2 шт.Точность плановой привязки10 м в плане

Набортная гравиметрическая съемка в глубоководной части акватории проводится с помощью гравиметрического комплекса «Чекан-АМ», установленного в лаборатории на борту судна. Съемка проводиться на скорости до 8 узлов при волнении моря не более 3 баллов. Период регистрации при проведении съемки - 1с. Для работы на предельном мелководье используется судно на воздушной подушке, на котором устанавливается гравиметрический комплекс «Чекан-АМ», магнитометрическая аппаратура и эхолот. В соответствии с п.п. 47-49 инструкции ИГ-78 перед началом и по окончании полевого сезона проводится эталонирование гравиметров. Опорные наблюдения проводятся в соответствии с п.п. 86-88 инструкции ИГ-78:

-перед началом и по окончании полевых работ не менее 3 суток;

в промежутках между звеньями не менее 2 суток.

Оценка качества съемки производится по независимым контрольным пунктам в соответствии с п. 128 инструкции ИГ-78, повторным контрольным пунктам в соответствии с п. 129 инструкции ИГ-78 и возвратным контрольным пунктам в соответствии с п. 130 инструкции ИГ-78.

.3 Магнитная съемка

Схема организации полевых магнитометрических работ на суше и на море такая же, как при организации гравиметрических работ.

.3.1 Технические средства магнитной съемки

Магнитная съёмка на суше

На суше будет применяться портативный протонный магнитометр МИНИМАГ производства ФГУГП «Геологоразведка», предназначенный для измерения модуля геомагнитного поля (Т) при выполнении наземных магниторазведочных работ (Рис. 2.27.).

Отличительная особенность этого магнитометра состоит в том, что каждому измерению присваивается порядковый номер, по которому он будет привязываться к пункту наблюдения на местности. Это позволяет упростить схему и конструкцию магнитометра и тем самым улучшить его основные эксплуатационные параметры - надежность, массу, габариты и энергопотребление, а также существенно понизить требования к квалификации оператора.

Магнитометр может быть использован для записи вариаций значения модуля индукции магнитного поля Земли.

Рис. 2.27. Геофизик-оператор с магнитометром «Минимаг»

Основные технические характеристики магнитометра «МИНИМАГ»:

-диапазон измерения модуля магнитной индукции - (20000 - 100000) нТл с погрешностью отсчитывания 0,01 нТл;

-предел основной систематической погрешности измерения модуля магнитной индукции во всём диапазоне не более ±2 нТл;

-предел средней квадратической погрешности магнитометра (S) при измерении магнитной индукции не превышает 0,03 нТл в диапазоне от 30000 до 100000 нТл и 0,09 нТл в диапазоне от 20000 до 30000 нТл.

-среднеквадратичный уровень шума не более 0,1 нТл;

-магнитометр имеет режим ручного управления и режим автоматических измерений с программируемым циклом работы от 2 c до 24 ч с шагом 1 с; время одного измерения не более 2 с;

-время установления рабочего режима магнитометра - не более 5 мин.;

-погрешность хода внутренних часов - не более 1 с за сутки;

-магнитометр питается от внешнего источника постоянного тока (аккумуляторной батареи) напряжением (13±2) В; изменение показания магнитометра при изменении напряжения источника питания от 11 В до 15 В не более ±0,2 нТл; средняя потребляемая мощность при периодичности измерений 10 с - не более 1,0 Вт;

-угловая рабочая зона работы ПП составляет ± 45°° от оптимального положения (когда ось НЧ-катушки ПП ортогональна вектору Т); дополнительная погрешность при изменении ориентации ПП от оптимального положения на угол ±45°° - не более ±1 нТл;

-в памяти магнитометра хранится следующая информация:

− значение магнитной индукции в каждой точке измерения, сопровождаемое параметром достоверности измерения Д (Д - условный параметр, характеризующий разброс периода сигнала прецессии или соотношение сигнал/ шум; выражается в цифрах от 0 до 9 (при Д от 0 до 2 - сигнал нормальный, при Д от 3 до 8 - сигнал ухудшенный, при Д = 9 - сигнал отсутствует),

− порядковый номер измерения,

− время каждого измерения,

− служебная информация, введённая оператором (дата, номер участка, начальный номер);

-емкость памяти обеспечивает регистрацию порядка 62000 измерений в режиме пешеходной съемки и не менее 125000 измерений в режиме записи вариаций;

-диапазон рабочих температур- от минус 20° С до +50° С; изменение показаний магнитометра в диапазоне рабочих температур не превышает ±0,5 нТл;

-масса рабочего комплекта - не более 5,0 кг.

Магнитовариационная станция SENTINEL - станция для долгосрочных автономных магнитных наблюдений. В герметически упакованном блоке размещены: аккумуляторная батарея и всенаправленный магнитометр с датчиком Оверхаузера низкого потребления (Рис. 2.28.)

Рис. 2.28. Магнитовариационная станция SENTINEL

Таблица 17. Технические характеристики и рабочие параметры магнитовариационнойстанции SENTINEL

Технические характеристики Рабочие параметры. Чувствительность: 0,015 нТл Разрешение: 0,001 нТл Предельный градиент > 10 000 нТл/м Рабочий диапазон: т 18 000 до 120 000 нТл Внешний запуск: через RS 232 Абсолютная точность: 0,2 нТл Температурный дрейф: отсутствует Мертвые зоны: отсутствуют Ориентационная погрешность: отсутствует Частота измерений: от 1 в мин. до 1 Гц. Связь с компьютером: RS232,9600 bps Вес цилиндра магнитометра 14 кг Размеры цилиндра 113 см высота, 13 см диаметр Вес док-станции (тренога) 5 кг Макс. угол размещения треноги 40° Глубина погружения цилиндра 1000 м Рабочая температура от - 25°С до +60°С Температура хранения от - 60°С до +70°С Коммуникация: полный дуплекс, три провода, RS-232, 9600 bps. Емкость памяти 1 000 000 отсчетов Аккумулятор: гелевые ячейки, 12 В, 7 А/час Время зарядки 5 часов - 80 %, полный заряд - 10 часов, может заряжаться в процессе измерений.

Морская магнитная съемка

На море будет применяться морской магнитометр «300М Sea Spy Marine Magnetics» (Рис. 2.28.) фирмы Marine Magnetics (Канада), предназначенный для высокоточных магнитных измерений в дифференциальном режиме в целях картирования магнитного поля Земли, поисков малоразмерных металлических объектов, проведения разведочных работ на нефть и газ, а также для поиска затонувших объектов. Магнитометр разработан с использованием эффекта Оверхаузера.

Рис. 2.28. Морской магнитометр 300М Sea Spy Marine Magnetics

Основные технические характеристики:

-чувствительность - 0,01 нТл;

абсолютная погрешность - 0,2 нТл;

частота опроса - 4 Гц - 0,1Гц;

отсутствие мертвой зоны;

отсутствие меридианной зависимости;

отсутствие температурной зависимости

потребление мощности - 1 Вт резервный, 3 Вт максимум;

диапазон - 18000 нТл до 120000 нТл;

градиентоустойчивость - 10000 нТл /м;

передача данных тип - RS-232;

скорость передачи - RS-232, 9600 bps;

электропитание - 15VDC-35VDC или 100-240VAC;

рабочая температура -45єC - +60єC;

датчик давления - 100 psi.

.3.2 Методика магнитной съемки

Работы на суше

Магнитная съемка на суше будет выполняться в комплексе с гравиметрической съемкой, шаг наблюдений по профилю 200 м, в качестве транспортного средства будет использоваться снегоход или вездеход.

Для учета вариаций магнитного поля Земли будет развернута магнитовариационная станция в п. Хатанга.

Таблица 17. Основные параметры методики полевых наблюдений сухопутной магниторазведки

Основные параметры методики полевых наблюдений сухопутной магниторазведкиПараметрыМарка магнитометраМагнитометры G-859 Mineral Mag или «Минимаг» п-во ФГУГП «Геологоразведка», магнитовариационная станция «Sentinel» фирмы Marine Magnetics.Шаг наблюдения по профилю200 мТочность наблюдений5 нТлКоличество приборовМагнитометры- 2 шт., магнитовариационная станция- 1 шт.

Работы на море

Набортная магнитометрическая съемка выполняется в комплексе с набортной гравиметрической съемкой в соответствии с инструкцией ИМ-86 морским магнитометром SEA SPY с периодом регистрации 1 с.

Предусматривается измерение вариаций геомагнитного поля. Измерения вариаций МПЗ проводятся с помощью магнитовариационной станции Sentinel, либо морского магнитометра Sea Spy с периодом регистрации 1 с.

Магнитометр буксируется на расстоянии не менее 2-3 длин судна.

Таблица 18. Основные параметры методики полевых наблюдений морской магниторазведки

Основные параметры методики полевых наблюдений морской магниторазведкиПараметрыМарка магнитометраМагнитометр «Sea Spy - 300М» фирмы Marine Magnetics.Шаг дискретизации, с1Точность наблюдений10 нТлКоличество приборовМагнитометры «Sea Spy - 300М» - 2 шт.

3. Предварительная обработка геофезических данных

Предварительная обработка данных на полевом ВЦ выполняется с целью контроля качества полевых материалов и включает:

контроль соответствия проекту методики работ (гидрографических, условиям возбуждения, условиям приема и регистрации);

контроль качества топографо-геодезических (гидрографических) работ;

контроль над соблюдением технологии расстановки приемных линий;

контроль над соблюдением технологии работ на отстреле;

контроль над технологией регистрации полевых наблюдений;

контроль над полевой технической документацией.

Оценку качества полевых материалов осуществляет Супервайзер совместно с Представителями Подрядчика, они же принимают решение о необходимости дублирования гидрографических или сейсмических наблюдений.

Оперативную обработку полевого материала выполняют представители Подрядчика в присутствии Супервайзера.

3.1 Краткая характеристика полученного материала

При отработке профилей на южной части моря Лаптевых был получен набор сейсмограмм, пример одной из них представлен на Рис. 3.1.

Большинство волн-помех обусловлены влиянием верхней части разреза (ВЧР). На временах первых вступлений до 1200 мс наблюдается интенсивный цуг помех, состоящий из сложно интерферирующих между собой прямой и преломленных волн. Также присутствует техногенный шум. Волны-помехи при обработке данных достаточно эффективно подавлялись полосовым фильтром, фильтрацией в f-k или ф-p областях. Анализ структуры волнового поля проводился по сейсмограммам ОГТ. На сейсмограмме ОГТ (Рис. 3.2.) можно выделить два типа волн: полезные и волны-помехи [7].

Рис 3.1. - Исходная сейсмограмма

К полезным волнам относятся отраженные волны, оси синфазности которых имеют явно выраженную гиперболическую форму, скорость таких волн варьируется от 2217 до 2454 м/с, а частотный состав до 50 Гц. К сожалению, эти волны плохо выражены на исходных сейсмограммах из-за наложения на них волн помех.

К волнам-помехам относятся: прямая, преломленные, поверхностная волны, а так же техногенный шум, вызванный судном-отстрельщиком. Преломленные волны на исходной сейсмограмме можно выделить начиная от 100 мс, их кажущиеся скорости изменяются от 1718 до 2000 м/с, частотный состав 11-29 Гц. Прямая волна хорошо выделяется и на исходных сеймограммах, ее скорость изменяется от 1460 до 1510 м/с, такой диапазон обусловлен влиянием низкой температуры на морскую воду, частотный состав 43-79 Гц. Поверхностная волна является низкоскоростной низкочастотной волной, её кажущаяся скорость имеет значение около 128-167 м/с, частотный состав 1-9 Гц.

Рис.3.2. - Сейсмограмма ОГТ после оператора АРУ

.2 Обработка данных

Предварительная обработка сейсмических данных выполнялась на персональном компьютере с установленным пакетом обработки GEDCO VISTA. Обрабатывающий пакет VISTA компании Geophysical Exploration & Development Corporation (GEDCO, Канада). - анализ выполнялся с применением программного продукта SeisWinQC (разработка ООО «ГСД») по исходным сейсмограммам во временных окнах, согласованных с представителем Заказчика. Все результаты расчетов выводятся на бумажном носителе в виде графиков.

Предварительная обработка (QC-анализ) выполнялась по сейсмограммам с гидрофонными датчиками (Р-волны) по всему объему полученного материала.

Граф предварительной полевой обработки в обрабатывающем пакете VISTA:

ввод, демультиплексация полевых данных;

оценка качества привязки ПП и ПВ по SPS-файлам;

присвоение геометрии;

контроль качества присвоения геометрии;

ввод поправок по данным акустического позиционирования (при необходимости);

контроль вспомогательных каналов;

подавление регулярных и случайных помех;

редактирование;

регулировка усиления;

расчет и применение априорной статики;

деконволюция и полосовая фильтрация;

расчет спектров скоростей;

коррекция остаточной статики ;

ослабление кратных волн;

суммирование по ОГТ по линиям Inline & Crossline;

фильтрация, подавление случайного шума по временному разрезу;

вывод временных разрезов Inline, Crossline (визуализация куба данных).

Обработка сейсмического материала производилась ежедневно по каждому завершенному циклу полевых исследований в течение рабочего дня (не менее 10 линий ПВ) с выводом на бумажный носитель временного разреза ОГТ по направлению InLine, которое должно совпадать с одной из линий приема. Вывод временного разреза по направлению CrossLine предоставляется по требованию Заказчика.

В период технологических перерывов выполняется обработка сейсмических материалов по всей отработанной полосе, а по окончании работ по всему выполненному объему.

По сейсмограммам с геофонными датчиками (Z-компонента), по рассмотренному выше графу, выполнялась выборочно обработка. Так же выборочно производилось PZ-суммирование.

В результате предварительной обработки данных по вышеописанному графу был получен предварительный временной разрез (Рис. 3.3.).

Рис. 3.3. - Предварительный временной разрез

анализ в обрабатывающем пакете SeisWinQC

Оценка качества каждого физического наблюдения выполняется по сейсмограммам с гидрофонными датчиками (Р-волны):

По исходным сейсмограммам вычисляются следующие атрибуты сейсмической записи:

отношение сигнал/нерегулярный шум;

медианная амплитуда;

нижняя частота спектра;

верхняя частота спектра;

ширина спектра;

доминантная частота.

Определяется комплексный коэффициент качества, рассчитываемый для каждой сейсмограммы, который представляет собой интегральную оценку качества отдельной полевой записи, объединяющую в себе значения трех независимых атрибутов - отношение сигнал/помеха, ширина спектра и частота максимума.

По сейсмограммам с геофонными датчиками (Z-компонента) QC-анализ выполнялся выборочно.

нефтегазоносность сейсморазведочный шельф

Заключение

Настоящая дипломная работа написана по материалам ГНЦ ФГУП «ЮЖМОРГЕОЛОГИЯ» полученными в ходе производственной практики на южной части моря Лаптевых.

Целью дипломной работы было изучение технологии магниторазведочных, гравиразведочных, а так же сейсморазведочных работ МОГТ 3D, на примере результатов ГНЦ ФГУП «ЮЖМОРГЕОЛОГИЯ», полученных на транзитных зонах моря Лаптевых с 20 июня 2013 г. по 14 октября 2013 г. В ходе написания дипломной работы были решены следующие задачи:

. Изучено геологическое строение района работ.

. Описан применяемый аппаратурно-методический комплекс.

. Изучена технология предварительной обработки полученного материала.

Производственными планами ГНЦ ФГУП «ЮЖМОРГЕОЛОГИЯ» предусмотрено продолжение изучений на акватории моря Лаптевых.

Список использованных источников

1. Белякова Л.Т. Строение фундамента Тимано-Печорской провинции и его отражение в палеоструктурах осадочного чехла. Геотектоника Северо-Востока СССР. / Л.Т. Белякова // Труды Х геологической конференции Коми АССР, Сыктывкар, 1988 г.

. Нефтегазоносные провинции СССР / И.М. Алиев [и др.]. - М.: Недра, 1983. - 272 с.

. Гуленко В.И. Пневматические источники упругих волн для морской сейсморазведки: Монография / В.И. Гуленко. - Краснодар: Изд-во КубГУ, 2003. - 313 с.

. Урупов, А.К. Основы трёхмерной сейсморазведки: Учебное пособие для вузов / А.К. Урупов. - М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. - 584 с.: ил.

. Боганик, Г.И. Сейсморазведка: Учебник для вузов / Г.И. Боганик, И.И. Гурвич. - Тверь: Издательство АИС, 2006. - 744 с.: ил.

. Бондарев В.И. Основы сейсморазведки: Учебное пособие для вузов / В.И. Бондарев. - Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2003. - 332 с.

. Бондарев В.И. Основы обработки и интерпретации данных сейсморазведки: Учебник для вузов / В.И. Бондарев, С.М. Крылатков - Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2001. - 198 с.