Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований
Рассмотрены результаты сейсмических исследований, выполненных на НИС «Профессор Логачев» в 2001 г. и на НИС «Профессор Водяницкий» в 2011 г. Полученные результаты свидетельствуют о наличии газогидратной залежи на площади палеодельты Днепра. Розглянуто результати дослідно+методичних сейсмічних дослід...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Геология и полезные ископаемые Мирового океана |
|---|---|
| Datum: | 2014 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України
2014
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99293 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований / В.П. Коболев, А.О. Верпаховская // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2014. — № 1. — С. 81-93. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99293 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Коболев, В.П. Верпаховская, А.О. 2016-04-26T16:46:47Z 2016-04-26T16:46:47Z 2014 Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований / В.П. Коболев, А.О. Верпаховская // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2014. — № 1. — С. 81-93. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. 1999-7566 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99293 Рассмотрены результаты сейсмических исследований, выполненных на НИС «Профессор Логачев» в 2001 г. и на НИС «Профессор Водяницкий» в 2011 г. Полученные результаты свидетельствуют о наличии газогидратной залежи на площади палеодельты Днепра. Розглянуто результати дослідно+методичних сейсмічних досліджень, виконаних на НДС «Професор Логачов» в 2001р. і на НДС «Професор Водяницький» у 2011р. Отримані результати свідчать про наявність газогідратних покладів на площі палеодельти Дніпра. The results of seismic studies, carried out on the RV Professor Logatchev» in 2001 and on the RV Professor Vodyanitsky» in 2011, are considered. The results indicate the presence of gas hydrate deposits in the area of the Dnieper paleo-delta. ru Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України Геология и полезные ископаемые Мирового океана Полезные ископаемые Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований Скупчення газових гідратів у палеодельті Дніпра як об’єкт сейсмічних досліджень Accumulations of gas hydrates in the Dnieper paleo-delta area as an object of seismic studies Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований |
| spellingShingle |
Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований Коболев, В.П. Верпаховская, А.О. Полезные ископаемые |
| title_short |
Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований |
| title_full |
Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований |
| title_fullStr |
Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований |
| title_full_unstemmed |
Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований |
| title_sort |
скопления газовых гидратов в палеодельте днепра как объект сейсмических исследований |
| author |
Коболев, В.П. Верпаховская, А.О. |
| author_facet |
Коболев, В.П. Верпаховская, А.О. |
| topic |
Полезные ископаемые |
| topic_facet |
Полезные ископаемые |
| publishDate |
2014 |
| language |
Russian |
| container_title |
Геология и полезные ископаемые Мирового океана |
| publisher |
Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Скупчення газових гідратів у палеодельті Дніпра як об’єкт сейсмічних досліджень Accumulations of gas hydrates in the Dnieper paleo-delta area as an object of seismic studies |
| description |
Рассмотрены результаты сейсмических исследований, выполненных на НИС «Профессор Логачев» в 2001 г. и на НИС «Профессор Водяницкий» в 2011 г. Полученные результаты свидетельствуют о наличии газогидратной залежи на площади палеодельты Днепра.
Розглянуто результати дослідно+методичних сейсмічних досліджень, виконаних на НДС «Професор Логачов» в 2001р. і на НДС «Професор Водяницький» у 2011р. Отримані результати свідчать про наявність газогідратних покладів на площі палеодельти Дніпра.
The results of seismic studies, carried out on the RV Professor Logatchev» in 2001 and on the RV Professor Vodyanitsky» in 2011, are considered. The results indicate the presence of gas hydrate deposits in the area of the Dnieper paleo-delta.
|
| issn |
1999-7566 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99293 |
| citation_txt |
Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований / В.П. Коболев, А.О. Верпаховская // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2014. — № 1. — С. 81-93. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kobolevvp skopleniâgazovyhgidratovvpaleodelʹtedneprakakobʺektseismičeskihissledovanii AT verpahovskaâao skopleniâgazovyhgidratovvpaleodelʹtedneprakakobʺektseismičeskihissledovanii AT kobolevvp skupčennâgazovihgídratívupaleodelʹtídnípraâkobêktseismíčnihdoslídženʹ AT verpahovskaâao skupčennâgazovihgídratívupaleodelʹtídnípraâkobêktseismíčnihdoslídženʹ AT kobolevvp accumulationsofgashydratesinthednieperpaleodeltaareaasanobjectofseismicstudies AT verpahovskaâao accumulationsofgashydratesinthednieperpaleodeltaareaasanobjectofseismicstudies |
| first_indexed |
2025-11-27T03:03:20Z |
| last_indexed |
2025-11-27T03:03:20Z |
| _version_ |
1850795846215401472 |
| fulltext |
81ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 1
В.П. Коболев, А.О. Верпаховская
Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины
СКОПЛЕНИЯ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ
В ПАЛЕОДЕЛЬТЕ ДНЕПРА КАК ОБЪЕКТ
СЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Рассмотрены результаты сейсмических исследований, выполненных на НИС
«Профессор Логачев» в 2001 г. и на НИС «Профессор Водяницкий» в 2011 г. По�
лученные результаты свидетельствуют о наличии газогидратной залежи на
площади палеодельты Днепра.
Ключевые слова: метан, газогидратная залежь, подгидратный газ, глубинный
разлом.
Введение
Нефтегазоносные объекты в Черном море имеют сложное геоло+
гическое строение и залегают в разных термобарических условиях.
Одними из них являются скопления природных газогидратов, ко+
торые в обозримом будущем могут стать одной из перспективных
возможностей увеличения ресурсной базы Украины. Газогидраты —
наименее исследованный и наиболее проблемный тип газовых ре+
сурсов Черного моря, с точки зрения как оценки принципиаль+
ной возможности его вовлечения в промышленный оборот, так и
всесторонней характеристики ресурсной базы и, соответственно,
оценки масштабов предполагаемой добычи и определения вре+
менных рамок ее начала. По разным оценкам, прогнозные запасы
газа в газогидратах Черного моря могут варьировать от 20 до
49 трлн м3 (О.Д. Корсаков, С.Н. Ступак., Ю.А. Бяков, 1989, 1991;
А. Василев, Л. Димитров, 2002).
Впрочем, говорить о том, что Украина в обозримом будущем
сможет достичь энергетической независимости благодаря разра+
ботке черноморских газогидратов, было бы преждевременным.
Прежде всего, это касается необходимости целенаправленного
поиска и разведки месторождений газогидратов в исключительно
украинской экономической зоне Черного моря с целью определе+
ния реальных запасов метанового газа. Во+вторых, следует иметь
ввиду, что эффективные промышленные технологии добычи
© В.П. КОБОЛЕВ, А.О. ВЕРПАХОВСКАЯ, 2014
82 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 1
В.П. Коболев, А.О. Верпаховская
метана из аквамаринных газогидратов, разработкой которых сегодня интенсивно
занимаются ученые многих стран, появятся не раньше следующего десятилетия.
При этом созданные в будущем новые методы и технологии должны будут обес+
печить себестоимость добычи, сопоставимую с себестоимостью традиционного
газа. Уже сейчас можно предположить, как это повлияет на мировой газовый ры+
нок. Украина, рано или поздно, все равно обратится к этой проблеме. Однако к
тому времени должен быть создан подобающий фундамент, основы которого не+
обходимо закладывать сегодня.
Поэтому разработка и испытание различных аппаратурно+методических и
технологических приемов картирования газогидратных скоплений геофизичес+
кими методами и их внедрения в практику поисково+разведочных работ пред+
ставляется актуальным.
С этой целью в 2011 г. на континентальном склоне северо+западной части
Черного моря Институтом геофизики им. С.И. Субботина были выполнены
опытно+методические комплексные геофизические исследования на НИС
«Профессор Водяницкий». Работы проводились в рамках целевой комплексной
программы научных исследований НАН Украины «Комплексная оценка состо+
яния и прогнозирования динамики морской среды и ресурсов Азово+Черномо+
рского бассейна» (В.П. Коболев, 2011, В.П. Коболев, П.А. Буртный, С.Н. Дов+
быш и др., 2011 и др.).
Одной из главных задач работ являлась отработка методических приемов про+
ведения сейсмических, ориентированных на газогидратные залежи, исследова+
ний. Объектом опытно+методических сейсмических работ был выбран полигон
палеодельты Днепра, в пределах которого была оконтурена площадь возможного
залегания газогидратного скопления по данным предшествующих сейсмических
исследований (Ludmann et al., 2004).
Методика исследований
Работы проводились с использованием цифровой телеметричес+
кой системы XZone® Bottom Fish. Регистрация волнового поля осуществлялась
12+ти канальной косой с расстоянием между сейсмоприемниками 3 м. Для воз+
буждения упругих колебаний использовались пневмоисточники (пушки) объе+
мом 10, 20 и 40 куб. дюймов. Запись проводилась с дискретностью 0.0005 с и про+
должительностью 3 с. Работа сейсморазведочного комплекса осуществлялась по
«классической» технологии морских работ с фланговой системой наблюдений
(В.П. Коболев, П.А. Буртный, С.Ф.Михайлюк и др., 2011).
На полигоне Днепровского каньона было отработано 11 профилей, инфор+
мативные галсы которых вынесены на рис. 1.
Особенности и основные принципы построения графа обработки морских
сейсмических наблюдений с применением разработанного в Институте геофизи+
ки НАН Украины под руководством В.Н. Пилипенко оригинального метода ко+
нечно+разностной полноволновой миграции суммы общей глубинной точки
(ОГТ) детально изложены в статье (А.О. Верпаховская, В.Н. Пилипенко, В.П. Ко+
болев, 2013). Метод более устойчив при изучении сложных геологических разре+
зов. Эффективность метода конечно+разностной миграции подтверждается как
модельными, так и практическими примерами обработки материалов сейсмичес+
83ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 1
Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований
Рис. 1. Карта рельефа дна палеодельты Днепра с контуром распространения границы BSR по
(Ludmann et al., 2004, пунктирная линия) и расположение профилей сейсмических наблюде+
ний с нумерацией результативных галсов, выполненных Институтом геофизики в 2011г.
Рис. 2. Фрагмент временного разреза: а) сумма ОГТ; б) результат применения конечно+разно+
стной полноволновой миграции суммы ОГТ во временном масштабе глубин. Прямоугольни+
ком выделен участок склона с тектоническим нарушением (Верпаховская, Пилипенко, Ко+
болев, 2013)
84 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 1
В.П. Коболев, А.О. Верпаховская
ких наблюдений, в частности, 2011 года. На рис. 2 представлены увеличенные
фрагменты временных разрезов, полученных в результате суммы ОГТ (а) и ко+
нечно+разностной полноволновой миграции суммы ОГТ во временном масшта+
бе глубин (б). Здесь хорошо видна разница в изображении неоднородностей стро+
ения среды в результате суммы ОГТ и после применения конечно+разностной
миграции.
Результаты работ
Полигон палеодельты Днепра. Днепровский каньон начинается от
кромки шельфа, глубоко врезается в верхнюю часть склона и выходит на абис+
сальную равнину в виде конуса выноса. Борта Днепровского каньона асиммет+
ричны, левый борт более крутой, глубина вреза достигает сотен метров. В резуль+
тате эрозионных процессов в бортах обнажаются доголоценовые отложения.
Часто встречаются выходы глин новоэвксинского возраста. На отдельных участ+
ках вскрыты нижнечетвертичные и дочетвертичные отложения. Современные
Рис. 3. Морфологическая схема северо+западной части Черного моря. а — глубинные раз+
ломные зоны: 1 — Одесско+Синопская, 2 — Николаевская, 3 — Циркумчерноморская; б —
расположение площади исследований палеорусла Днепра
85ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 1
Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований
осадки в каньоне представлены турбидитами, которые распространены на участ+
ках тальвегов (Wong et al., 2002). Днепровский каньон трехступенчатый, что обус+
ловлено особенностями геологического строения континентального склона.
Первая ступень расположена между глубинами 150—550 м, вторая — 550—930 м,
а третья начинается с отметки 930 м. Углы наклона для каждой из них составля+
ют соответственно 1.3°, 2°, 0.3° (Lericolais et al., 2012).
Следует отметить, что Днепровский каньон пространственно совпадает с
Николаевским глубинным разломом субмеридионального простирания (рис. 3).
Последний в пределах континентального склона примыкает к Одесско+Синоп+
ской разломной зоне глубинного заложения, которая служит разделом двух типов
подводного рельефа: структурно+денудационного к востоку от нее и структурно+
аккумулятивного западнее. Характерной особенностью структурно+денудаци+
онного восточного склона является увеличение уклона поверхности с глубиной
до 120 и сильное расчленение рельефа.
На структурно+аккумулятивном более пологом западном склоне широко
развиты современные геологические процессы: подводные оползни, обвалы,
суспензионные потоки (Wong et al., 2002), в результате чего происходит перенос
и переотложение тонкодисперсного осадочного материала с материковой отме+
ли через континентальный склон на абиссальную равнину глубоководной части
моря (Lericolais et al., 2012).
Рис. 4. Обзорная батиметрических карта с расположением газовых сипов и газогидратной зо+
ны (Nauds et al., 2006)
86 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 1
В.П. Коболев, А.О. Верпаховская
В северо+западной части Черного моря северо+западный склон является, по+
жалуй, наиболее богатой по распространению сипов территорией, а по оценке
(Hornafius, Quigley, Luyendyk, 1999) — возможно самой активной в мире. В 2001—
2004 гг. на площади палеодельты Днепра были выполнены комплексные исследо+
вания с целью изучения связи между пространственным распределением метано+
вых сипов, морфологией морского дна и строением придонных структур
(Ludmann et al., 2004; Nauds et al., 2006). Комплекс работ включал: детальное мно+
голучевое эхолотирование, акустическое высокочастотное профилирование,
сейсмические исследования методом отраженных волн с использованием широ+
коугловых донных станций и гидроакустические наблюдения водной толщи.
Анализ полученных данных показал, что распределение метановых сипов по
площади не случайно. Для большей части обнаруженных сипов предельная
глубина, которая более или менее соответствует зоне стабильности для чистого
гидрата метана при придонной температуре (8,9 °C) в этой части Черного моря
(Nauds et al., 2006), составляет 725 м. Это позволяет говорить о том, что газовые
гидраты играют роль буфера для восходящей миграции газов и тем самым
предотвращают просачивание метана в толщу воды (рис. 4).
Выходы газа встречаются в местах, где сконцентрированные потоки флюи+
дов превышают вмещающий объем порового пространства, в результате чего метан
просачивается через донные осадки в толщу воды (Judd, 2003). При нормальных
Рис. 5. Фрагмент временного разреза по профилю, который пересекает Днеп+
ровский каньон (по Ludmann et al., 2004)
87ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 1
Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований
условиях большая часть метана
окисляется посредством консор+
циумов сульфатредуцирующих бак+
терий в анаэробных условиях или в
зоне их аэробной активности
(Reeburgh et al., 1993; Boetius et al.,
2000; Michaelis et al., 2002). Мигра+
ция флюидов осуществляется че+
рез тектонические нарушения в
придонных осадочных горизонтах,
зоны глубоких разломов и грязе+
вые диапиры путем диффузии рас+
творенного или свободного газа
(Hovland, Curzi, 1989; Moore et al.,
1991) или в виде геоморфологичес+
ких сфокусированных потоков (Orange, Breen, 1992; Orange, Anderson, Breen, 1994).
Частично этот газ может быть газогидратным (Kvenvolden, 1993). При изменении
давления и/или температуры газовые гидраты могут диссоциировать и тем самым
подпитывать газовые сипы на дне моря, что в результате приводит к дестабилизации
осадков (Bouriak, Vanneste, Saoutkine, 2000; Bunz et al., 2005).
Впервые об обнаружении в северо+западной части Черного моря газогидрат+
ных скоплений, а точнее — границы BSR сообщил Томас Лудман с коллегами
(Ludmann et al., 2004). Во время экспедиционных исследований на НИС «Про+
фессор Логачев» в июне+июле 2001 года были выполнены многоканальные сейс+
мические наблюдения на галсах общей протяженностью 1130 км, а также получе+
но три широкоугольных сейсмических разреза в северо+западной части Черного
моря с использованием донных океанических сейсмометров и океанических дон+
ных гидрофонов.
Путем сопоставления материалов многоканальных сейсмических исследова+
ний методом отраженных волн с данными широкоугольных донных станций были
обнаружены более или менее непрерывные границы BSR на пространственно+
ограниченной территории к западу от Днепровского каньона в интервале глубин
моря 700—1350 м. (см. рис. 1).
Фрагмент временного разреза с характерными для границы BSR отражения+
ми представлен на рис. 5. Эти отражения имитирует морское дно, но с противо+
положной полярностью. Коэффициент отражения границы BSR обычно на 30 %
выше такового для морского дна, и она пересекает границы осадочных слоев, в
Рис. 6. Рассчитанные (Ludmann et al.,
2004) скорости продольных волн по
данным донных наблюдений с донны+
ми станциями на профилях 1,2 (І) и
профиле 3 (ІІ). Для сравнения показана
эмпирическая зависимость по (Hamil+
ton, 1971) скорости от глубины для оса+
дочных отложений не содержащих га+
зогидраты (ІІІ)
88
данном случае под большим углом (Ludmann et al., 2004). Кроме того, под грани+
цей BSR фиксируется зона высокоамплитудных отражений, которые могут быть
связаны с наличием здесь свободного газа (Hyndman, Davis, 1992).
Прямо над BSR фиксируется зона примерно 100+метровой толщины низко+
амплитудных отражений, которой авторы приписывают наличие газогидратной
цементации. Эта зона характеризуется скоростью Р+волн 1,750—1,850 м/с (рис. 6).
У подошвы ЗСГ наблюдаемая инверсия скорости от 1850 до 1600 м/с свиде+
тельствует о наличии свободного газа ниже границы BSR. На профиле донных
станций в том же месте граница BSR, простирающаяся параллельно морскому дну
и секущая осадочные слои, четко определяется как отдельное отражение с глуби+
ны 1,44 км ниже уровня моря на юге до 1,35 км на севере. Превышение на 50 м/с
максимальной скорости в ЗСГ на профиле 3 по сравнению с аналогичными дан+
ными донных сейсмометров по профилям 1 и 2 указывает на более высокую кон+
центрацию газогидратов на примыкающей к Днепровскому каньону площади
(рис. 6). Кроме того, граница BSR в этом месте находится на глубине 1,48 км (рас+
стояние 2,3 км, профиль 3) при положительной полярности и низких амплитудах
которые, возможно, указывают на подошву ЗСГ (рис. 5) (Ludmann et al., 2004).
На рис. 7 приведен временной разрез по профилю, который пересекает об+
ласть грязевого диапиризма. Здесь несколько диапиров нарушили верхнюю толщу,
что возможно привело к неравномерному распределению свободного газа ниже
ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 1
В.П. Коболев, А.О. Верпаховская
Рис. 7. Фрагмент временного разреза по профилю, который пересекает об+
ласть грязевого диапиризма (по Ludmann et al., 2004 с изменениями)
89
подошвы ЗСГ. В зависимости от конце+
нтрации свободного газа, граница BSR
может не проявляться. На профиле наб+
людений донными станциями BSR пред+
ставлена дискретной отражающей гра+
ницей в диапазоне глубин 1,1—1,32 км.
Объем метана, связанный с прост+
ранственно ограниченным скоплением
газогидратов в палеорусле Днепра при
средней мощности газогидратного слоя
100 ± 5 м был оценен Т. Лудманом с кол+
легами (Ludmann et al., 2004). Этот объем
соответствует зоне, ограниченной пове+
рхностями, в которых скорость Р+волн
осадков соответствует отмеченным на
рис. 6 изменениям градиента. Эта зона
мощностью около 100 м простирается
под дном моря, где градиент скорости
уменьшается, но все же остается положительным до контакта гидрат—свободный
газ (175—200 м под дном моря), где этот градиент становится отрицательным и
скорость падает в конечном итоге до 1600 м/с на глубине 250 м под дном. Пос+
кольку область распространения газогидратов также характеризуется низкоамп+
литудными отражениями по данным многоканальной сейсморазведки (см. рис. 5),
авторы пришли к выводу, что газогидраты ограничены этой 100+м зоной и не дос+
тигают дна моря, хотя придонная область находится в ЗСГ. Этот вывод авторы
подтверждают отсутствием признаков газогидратов в образцах донных отложе+
ний (1—2 м под дном моря), которые неоднократно отбирались ударными грави+
тационными трубками различными экспедициями. Вместе с тем, в 1990 году экс+
педицией на НИС «Михаил Ломоносов» в пределах рассматриваемой площади с
глубины 950 м была поднята колонка, в которой наблюдались «быстро исчезаю+
щие белесые кристаллики» газогидратов (Е.Ф. Шнюков и др. 1990).
На рис. 8 показана рассчитанная средняя концентрация газогидратов, кроме
того, нанесена полученная по результатам глубоководного бурения в Черном мо+
ре (Ross, 1978) общая пористость в зависимости от глубины. Для расчета содер+
жания метана средняя пористость осадков и объем пор, заполненных газогидра+
тами, были приняты соответственно 55 и 15 ± 2 %. Мощность зоны свободного
газа под ЗСГ по данным широкоугольных сейсмических наблюдений составляет
100 ± 5 м, а поровое пространство, занимаемое газом в этой зоне — 1 ± 0,1 %. Об+
щая площадь, на которой выделена граница BSR, составляет 805 ± 20 км2 (см.
рис. 1). Если предположить, что газогидраты находятся в виде гидрат+сцементи+
ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 1
Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований
Рис. 8. Рассчитанные (Ludmann et al., 2004)
средние концентрации газогидратов (в % по+
рового пространства, прерывистая линия) и
полученная по результатам глубоководного
бурения в Черном море (Ross, 1978) общая по+
ристость (непрерывная линия) в зависимости
от глубины
90
рованного осадка выше BSR на всей этой площади, то вычисленное количество
метана, ограниченного этим слоем, составит (12 ± 3) H 1011 м3. Объем свободного
газа ниже BSR оценивается в (4 ± 1) H 108 м3. Таким образом, общий объем мета+
на, связанный с газогидратами и свободным газом, по оценкам наших немецких
коллег составляет (12 ± 3) H 1011м3 (Ludmann et al., 2004).
На рис. 9 представлен 10+километровый фрагмент временного разреза по
профилю VII+2, пересекающему Днепровский каньон в его верхней мелководной
части, полученный при проведении опытно+методических работ на НИС «Про+
фессор Водяницкий» в 2011 г. Как видно, восточный борт каньона ограничен тек+
ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 1
В.П. Коболев, А.О. Верпаховская
Рис. 9. Фрагмент времен+
ного разреза галса 1. Рас+
положение профиля
наблюдений показано на
врезке
� � � � � � � � � � � � � �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
� � � � � � � � � � �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
Рис. 10. Фрагмент вре+
менного разреза галса 2.
Расположение профиля
наблюдений показано
на врезке
Рис. 11. Фрагмент вре+
менного разреза галса 3.
Расположение профиля
наблюдений показано на
врезке
� � � � � � � � � � �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
91
тоническим нарушением, которое соответствует положению Николаевского глу+
бинного разлома. Примерно на глубине 600 м под дном моря к западу от Днепро+
вского каньона четко прослеживается граница фронта газонасыщенных осадков
(так называемый «газовый карман»), по отсутствию четких отражающих границ
выше которой можно предположить гидратсодержащие осадки.
На параллельном галсе 2, фрагмент временного разреза которого приведен
на рис. 10, в западной части появляются признаки более или менее протяженной
восточной границы BSR, которую мы отождествляем с западной окраиной воз+
можного расположения газогидратных залежей. Следует отметить, что галс 2 пере+
секает область грязевого диапира, который прорывает целостность вышележащих
слоев осадочных отложений. Над грязевым диапиром наблюдаются «провиса+
ния» отражающего горизонта, а с запада тяготеет зона локальных потоков рассе+
яния с высокими концентрациями газов в придонных водах.
Более четко грязевой диапир и нижняя граница газогидратонасыщенных от+
ложений прослеживается на фрагменте временного разреза галса 3 (рис. 11) за+
паднее разломной зоны Днепровского каньона. Грязевой диапир обнаруживает
непосредственную связь с процессом формирования газогидратов и, как след+
ствие, с неотектоническими нарушениями, которые служат главными факторами
инициации движения газоводяных флюидов.
Можно предположить, что накопление свободного газа происходит под газо+
гидратовмещающими осадками. Интересно, что о наличии свободного газа ниже
границы BSR локально свидетельствуют сегменты отражений, которые изменя+
ют амплитуду, пересекая BSR (рис. 11). Этот газ появляется, чтобы сосредото+
читься в конкретных отложениях, вероятно, в связи с их более высокой проница+
емостью.
Подтверждением достоверности идентификации границы BSR с газогидрат+
ными залежами является отрицательная полярность отраженного от BSR сейс+
мического сигнала, которая интерпретируется как следствие изменения на этой
границе фазового состояния газовой составляющей (выше BSR — более высо+
коскоростные осадки, сцементированные гидратами, ниже — несцементирован+
ные низкоскоростные осадки с растворенным в поровых водах газом). Прямо над
границей BSR наблюдается зона с низкими амплитудами отражения, которой мы
приписываем наличие газовых гидратов. Таким образом, остается актуальной за+
дачей разработка программно+алгоритмических приемов обработки сейсмичес+
ких материалов с целью поиска и оконтуривания сравнительно небольших газо+
гидратных тел, расположенных к тому же под мощным слоем воды.
Выводы
Полученные результаты сейсмических исследований на аквато+
рии палеодельты Днепра однозначно свидетельствуют о наличии газогидратной
залежи, размеры и мощность которой требуют уточнения последующими деталь+
ными исследованиями.
В целом локализация большинства газовых сипов в зоне Циркумчерноморс+
кой разломной зоны и, в частности, наличие газогидратной залежи в акватории
палеодельты Днепра, которая является отражением регионального Николаевско+
го глубинного разлома, свидетельствуют о глубинном источнике метана.
ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 1
Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований
92
Таким образом, полученный к настоящему времени фактический материал
позволяет с оптимизмом судить о перспективах газогидратных скоплений украи+
нской экономической зоны Черного моря, а также наметить акваторию палео+
дельты Днепра в качестве первоочередного объекта для постановки поисково+
разведочных работ и опытно+экспериментального бурения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Василев А., Димитров Л. Оценка пространственного распределения и запасов газогидратов
в Черном море // Геология и геофизика. — 2002. — 43, № 7. — С. 672 — 684.
2. Верпаховская А.О., Пилипенко В.Н., Коболев В.П. Особенности обработки морских сейсми+
ческих наблюдений с использованием конечно+разностной миграции // Геофизический
журнал — 2013. — 35, № 5. — С. 187—195.
3. Коболев В.П. Дослідно+методична комплексна геолого+геофізична експедиція 66+го рейсу
НДС «Професор Водяницький» в західній частині Чорного моря // Геолог України. — 2011. —
№ 1. — С. 40—61.
4. Коболев В.П., Буртный П.А., Довбыш С.Н., Михайлюк С.Ф. и др. Опытно+методические комп+
лексные геолого+геофизические исследования в 66+ом рейсе НИС «Профессор Водяниц+
кий» // Геология и полезные ископаемые Мирового океана — 2011. — №1. — С. 102—119.
5. Коболев В.П., Буртный П.А., Михайлюк С.Ф. и др. Аппаратурно+техническое обеспечение
морских геофизических исследований на НИС «Профессор Водяницкий» // Геофизичес+
кий журнал — 2011б. — 33 — № 5. — С. 90—99.
6. Корсаков О.Д., Бяков Ю.А., Ступак С.Н. Газовые гидраты Черноморской впадины // Сов. гео+
логия. — 1989. — № 12. — С. 3—10.
7. Корсаков О.Д., Ступак С.Н., Бяков Ю.А. Черноморские газогидраты — нетрадиционный вид
углеводородного сырья // Геол. журнал. — 1991. — № 5. — С. 67—75.
8. Шнюков Е.Ф., Иванников А.В., Безбородов А.А. и др. Результаты геологических исследований
51+го рейса в Черном море на НИС «Михаил Ломоносов». — К.: Препр. ИГН. — № 90—8. —
1990. — 49 с.
9. Boetius A., Revenschlag K., Schubert C.J., Rickert D., Widde, F.,Gieseke A., Armann R., Jrrgensen
B.B., Witte U., Pfannkuche O. A marine microbial consortium apparently mediatinganaerobic oxi+
dation of methane. // Nature 407, 2000. — Р. 623— 626.
10. Bouriak S., Vanneste M., Saoutkine A. Inferred gas hydrates and clay diapirs near the Storegga Slide on
the southern edge of the Vrring Plateau, offshore Norway. Mar. Geol. 2000. — 163 — P. — 125—148.
11. Bunz S., Mienert J., Bryn P., Berg K. Fluid flow impact on slope failure from 3D seismic data: a case
study in the Storegga Slide. // Basin Res. 2005. — T 17 — P. 109—122.
12. Hamilton EL (1971) Elastic properties of marine sediments. // J Geophys. Res. 76: — P. 579—604.
13. Hornafius J.S., Quigley D., Luyendyk B.P. The world's most spectacular marine hydrocarbon seeps
(Coal Oil Point, Santa Barbara Channel, California): quantification of emission // J. Geophys. Res. —
1999. — 104 — P. 20703— 20711.
14. Hovland M., Curzi, P. Gas seepage and assumed mud diapirism the Italian Central Adriatic Sea.
Mar. Pet. Geol. 1989. — 6 — P. 161—169.
15. Hyndman R.D., Davis E.E. A mechanism for the formation of methane hydrate and seafloor bot+
tom+simulating reflectors by vertical ?uid expulsion // J Geophys Res. 1992. — 97(B5) — P. 7025—
7041.
16. Judd A.G. The global importance and context of methane escape from the seabed. Geo Mar. Lett.
2003 — 23 — P. 147— 154.
17. Kvenvolden K.A. Gas Hydrates+Geological Perspective and Global Change // Reviews of
Geophysics, 1993. — 31 — PP. 173—187.
18. Lericolais G., Bourget J., Popescu I., Jermannaud P., Mulder T., Jorry S., Panin N. Late Quaternary
deep+sea sedimentation in the western Black Sea: New insights from recent coring and seismic data
in the deep basin // Global and Planetary Change, 2012. — doi:10.1016/j.gloplacha. — 2012. —
05.002.
ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 1
В.П. Коболев, А.О. Верпаховская
93
19. Ludmann T., Wong H.K., Konerding P., Zillmer M., Petersen J., Fluh E. Heat flow and quantity of
methane deduced from a gas hydrate field in the vicinity of the Dnieper Canyon, northwestern
Black Sea. // Geo Mar. Lett. 2004. — 24 — P. 182— 193.
20. Michaelis W., Seifert R., Nauhaus K., Treude T., Thiel V., Blumenberg M., Knittel K., Gieseke A.,
Peterknecht K., Pape T., Boetiu, A., Amann R., Jrrgensen B.B., Widdel F., Peckmann J., Pimenov N.V.,
Gulin M.B. Microbial reefs in the Black Sea fuelled by anaerobic oxidation of methane. Science,
2002. — 297 — Pp. 1013—1015.
21. Moore J.C., Brown K.M., Horath F., Cochrane G., MacKay M., Moore G. 1991. Plumbing accre+
tionary prisms. In: Tarney, J., Pickering, K.T., Knipe, R.J., Dewey, J.F. (Eds.), The Behavior and
Influence of Fluids in Subduction Zones. // The Royal Society, London, P. 49—62.
22. Nauds L., Greinert J, Artemov Yu, Staelens P, Poort J., Van Rensbergen P, De Datist M. Geological
and morphological setting of 2778 methane seeps in the Dniepr paleo+delta, northwestern Black
Sea // Marine Geology. — 2006. — 227. — P. 177—199.
23. Orange D.L., Anderson R.S., Breen N.A. 1994. Regular canyon spacing in the submarine environ+
ment: the link between hydrology and geomorphology. // GSA Today 4 — P. 29— 39.
24. Orange D.L., Breen N.A. The effects of fluid escape on accretionary wedges: 2. Seepage force, slope
failure, headless submarine canyons, and vents. J. Geophys. Res. 1992. — 97 — P. 9277—9295.
25. Reeburgh W.S., Whalen S.C., Alperin A.J. The role of methylotrophy in the global methane budget.
In: Murrel J.A., Kelle, D.P. (Eds.), Microbial Growth on C+1 Compounds. Intercept, Andover,
UK. — 1993. — P. 1 — 14.
26. Ross D.A. 1978. Summary of results of Black Sea drilling. In: Ross D.A., Neprochnov Y.P., et al.
(Eds.), Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, vol. 42/2. US Government Printing Office,
Washington — P. 1149—1178.
27. Wong H.K., Ludmann T., Panin N., Konerding P., Dinu C. 2002. Northwestern Black Sea: Upper
Quaternary water level and sedimentation. In: Briand, F. (Ed.), Turbidite Systems and Deep+Sea
Fans of the Mediterranean and the Black Seas, CIESM Workshop series, vol. 17. — P. 85—89.
Статья поступила 14.11.2013
В.П. Коболєв, О.О. Верпаховська
СКУПЧЕННЯ ГАЗОВИХ ГІДРАТІВ У ПАЛЕОДЕЛЬТІ ДНІПРА
ЯК ОБ’ЄКТ СЕЙСМІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
Розглянуто результати дослідно+методичних сейсмічних досліджень, виконаних на НДС «Про+
фесор Логачов» в 2001р. і на НДС «Професор Водяницький» у 2011р. Отримані результати
свідчать про наявність газогідратних покладів на площі палеодельти Дніпра.
Ключові слова: метан, газогідрат ний поклад, під гідратний газ, глибинний розлом
V. P. Kobolev, A. O. Verpakhovskaya
ACCUMULATIONS OF GAS HYDRATES IN THE DNIEPER
PALEO+DELTA AREA AS AN OBJECT OF SEISMIC STUDIES
The results of seismic studies, carried out on the RV Professor Logatchev» in 2001 and on the RV
Professor Vodyanitsky» in 2011, are considered. The results indicate the presence of gas hydrate deposits
in the area of the Dnieper paleo+delta.
Key words: methan, gas�gidrate pool, undergidrate gas, deep fault
ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 1
Скопления газовых гидратов в палеодельте Днепра как объект сейсмических исследований
|