Ученые отправляются в космос и погружаются на морское дно, но недра нашей планеты изучают почти вслепую: ракеты, батискафа или лифта под землю, способного доставить исследователей на многокилометровую глубину, пока не придумали. Как специалисты ориентируются в подземелье, как составляют его 3D-карты в поисках древних залежей нефти и природного газа и кто служит их «проводником», «Энергии+» рассказала эксперт-геолог «Газпром нефти» Флорида Грабовская.
Я изучаю строение недр, в которых могут скрываться залежи нефти и газа, исследую действующие месторождения и помогаю искать новые. От того, насколько достоверно мы сможем построить трехмерные модели геологических объектов, скрытых на глубине 3–5 километров, зависит точность прогнозов: сколько углеводородов можно найти и добыть, где пробурить поисково-разведочные скважины?
Прежде чем «спуститься» на километры в глубь Земли, мы проводим анализы керна. Для нас это единственный прямой, а не косвенный источник информации о недрах. Керн — это камертон для геофизика: с ним сопоставляют другие данные, полученные при изучении недр, — например, данные сейсморазведки, с помощью которой геофизики вместе с геологами пытаются воссоздать трехмерный портрет того, что скрыто в глубине. Сейсмические данные получают, используя специальную аппаратуру, которая вибрацией или импульсом возбуждает упругие волны в породе. Ее ставят на землю или опускают в поисковую скважину, а датчики считывают преломление и отражение этих волн от разных слоев пород.
Распространяясь в породах, упругие волны вызывают в них колебания. Скорость распространения волны зависит от состава, структуры и других характеристик недр. На границе слоев горных пород с разными свойствами волна может изменить направление, амплитуду и скорость, а также частично отразиться, образовав новые волны.
В результате обработки и интерпретации сейсморазведочных данных в комплексе с остальной информацией, собранной геологами и геофизиками, мы создаем цифровые модели геологических объектов. Они визуализируют подземное пространство. На основе моделей геологи прогнозируют местоположение залежей нефти и подсказывают, как до них лучше добраться.
Исследовательский проект, в котором я участвую, называется «Палеозой» — в честь эры, которая началась 539 миллионов и завершилась 252 миллиона лет назад . В нее образовались сложные и трудноизвлекаемые запасы углеводородов в Западной Сибири. В этом регионе обнаружено много месторождений, но они в основном сосредоточены на меньшей глубине — в осадочных породах времен мезозоя (66–225 миллионов лет назад), залегающих на палеозойском фундаменте. В цифровых моделях это напоминает пирог из слоев осадочных пород (песчаников, алевролитов, аргиллитов), лежащий на плотной палеозойской «тарелке».
Геологи считают, что с палеозойским фундаментом могут быть связаны большие запасы нефти и газа, но найти их трудно из-за большой глубины залегания — 3–5 километров. Строение этого фундамента сложное: в нем много складок и разломов, а толщи разных пород могут располагаться практически вертикально.
Почему палеозой такой сложный пазл
Формирование фундамента Западно-Сибирской плиты связано с развитием в палеозойское время океанических бассейнов между тремя древними континентами. Этот фундамент сложен породами разного типа и строения: осадочными, магматическими, метаморфическими. Впоследствии он стал основанием для крупного шельфового моря. В пределах него из переотложившихся пород (песчаников, алевролитов, аргиллитов) сформировался осадочный чехол — верхний структурный этаж плиты.
Разрабатывая подходы к изучению фундамента Западно-Сибирской плиты, мы стремились учесть влияние мезозойского чехла на данные, полученные разными геофизическими методами разведки. Так, при гравиразведке изначально мы получаем единый поток данных — о плотности пород осадочного чехла и фундамента. Чтобы вычислить значения для фундамента, мы в том числе усовершенствовали методики вычислений.
Также мы определили параметры полевых систем сейсмических наблюдений — это позволяет получить больше полезной информации для изучения фундамента.
Помощь из прошлого и задел на будущее
Работая над проектом, мы оцифровали много данных, которые хранились в геологических фондах на бумажных носителях и ленточных кассетах. Благодаря этому удалось пересмотреть результаты прежних разведок, проанализировать их заново и учесть их при создании методик.
У исследовательского проекта «Палеозой» есть 13 результатов интеллектуальной деятельности: изобретений, научных разработок, патентов. Все они связаны с геологоразведкой залежей углеводородов в Западной Сибири.
Я родилась и выросла в нефтяном крае — в Татарстане. Окончила Казанский федеральный университет и аспирантуру в Санкт-Петербургском горном институте. Ни капли не жалею о своем выборе. Порой работа так захватывает, что продолжаю прокручивать в голове идеи и варианты решений даже дома.
Самое большое счастье для геолога — это когда по составленному тобой прогнозу пробурили скважину и она дала много нефти. Чувствуешь, что работаешь не зря. Тем более что сегодня добывать нефть все сложнее — остались только труднонаходимые и трудноизвлекаемые запасы. Я вижу свою миссию в том, чтобы облегчить поиск месторождений углеводородов, которые дадут много энергии и полезных продуктов для всех нас.
