Геодинаміка. – 2015. – №1(18)

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/31626

Науковий журнал

Науковий журнал “Геодинаміка” містить і наукові розділи – “Геодезія”, “Геологія”, “Геофізика”. У ньому опубліковано українською, російською та англійською мовами статті українських та зарубіжних вчених з зазначених дисциплін, які стосуються проблем геодинаміки та суміжних питань. Для спеціалістів - геодезистів, геологів та геофізиків, науковців академічних і галузевих установ, викладачів, аспірантів та студентів вищих навчальних закладів, які займаються проблемами геодинаміки та дослідженнями в суміжних галузях наук. Номери журналу “Геодинаміка”, починаючи з 2014 p., внесені в базу “Index Copernicus”. Статті, опубліковані в журналі “Геодинаміка”, визнаються ДАК України для захисту кандидатських та докторських дисертацій як наукометричні.

Геодинаміка : науковий журнал / Міністерство освіти і науки України, Національний університет "Львівська політехніка", Державна служба геодезії, картографії та кадастру України, Національна академія наук України, Інститут геофізики ім. С. І. Субботіна, Інститут геології і геохімії горючих копалин, Львівське астрономо-геодезичне товариство ; головний редактор К. Р. Третяк. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2015. – № 1(18). – 131 с. : іл.

Browse

Now showing 1 - 13 of 13

Монографія «Нетрадиційні джерела вуглеводнів України»
(Видавництво Львівської політехніки, 2015)
Використання даних інфразвукових вимірювань в Україні для ідентифікації вибухів та землетрусів
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Лящук, О. І.
Мета. Метою досліджень є визначення можливості використання інфразвукових вимірювань, що проводяться в Україні для верифікації зареєстрованих сейсмічних подій, та застосування інфразвукового методу як одного з критеріїв їх ідентифікації. Методика. Реєстрація сейсмічних та інфразвукових сигналів проводилася за допомогою геофізичної мережі Головного центру спеціального контролю (ГЦСК). Для реєстрації інфразвуку використовувалися малоапертурні акустичні системи групування, що дозволяють проводити направлений моніторинг явищ. Обробка сейсмічних сигналів велася із застосуванням стандартних процедур, прийнятих у сейсмології для визначення параметрів джерела сигналу. Для оброблення інфразвукових сигналів використовувався метод прогресивної мультиканальної кореляції. Зарахування сейсмічного та інфразвукового сигналу до одного явища проводилося на основі розрахованих за допомогою сейсмічних даних параметрів джерела сигналу, часу поширення від нього інфразвукових хвиль, азимуту на джерело та форми інфразвукових сигналів. У разі реєстрації інфразвукових сигналів двома акустичними групами, порівнявши визначні координати та час в джерелі з даним сейсмічного моніторингу. Результати. Отримано дані про параметри 699 сейсмічних подій - промислових вибухів, що відбулися впродовж серпня 2014 - березня 2015 року на території України. Зареєстровано 124 інфразвукових відгуків на зазначені події. Виявлено межі чутливості та дальності застосування інфразвукового методу для такого типу подій. Показано можливість застосування двох і більше малоапертурних акустичних груп для локації джерела сигналу, коли сейсмічної інформації недостатньо для оцінки його параметрів. Визначено відмінності у формі інфразвукового сигналу від промислового вибуху та землетрусу. Наукова новизна. На базі наявних технічних засобів ГЦСК запропоновано нову технологію реєстрації сигналів від сейсмічних подій сейсмо-акустичним комплексом, що дає змогу реєструвати наземні промислові вибухи на відстані до 200 кілометрів, виявлено характеристики основних джерел збурень, що дають можливість класифікувати ці збурення. Практична значущість. Інфразвукові спостереження разом зі сейсмічними дають змогу ідентифікувати подію, а у низці випадків додатково визначити параметри джерела сигналу. Використання даних інфразвукових вимірювань у режимі, близькому до реального часу, дає змогу застосовувати метод для моніторингу навколишнього середовища, оперативної оцінки події, що відбулася, надання інформації у випадку надзвичайних подій (вибухів складів, газопроводів тощо) для служб швидкого реагування. Пізніше планують оцінити енергію події інфразвуковим методом, визначити особливості поширення інфразвуку, визначити амплітудно-частотні характеристики інфразвукових та сейсмічних сигналів. Цель. Целью исследований является определение возможности использования инфразвуковых измерений, проводимых в Украине, для верификации зарегистрированных сейсмических событий, и применение иифразвукового метода как одного из критериев их идентификации. Методика. Регистрация сейсмических и инфразвуковых сигналов проводилась с помощью геофизической сети Главного центра специального контроля (ГЦСК). Для регистрации инфразвука использовались малоапертурные акустические системы группирования, позволяющие проводить направленный мониторинг явлений. Обработка сейсмических сигналов велась с применением стандартных процедур, принятых в сейсмологии для определения параметров источника сигнала. Для обработки инфразвуковых сигналов использовался метод прогрессивной мультиканальной корреляции. Отнесение сейсмического и иифразвукового сигнала к одному явлению проводилось на основе рассчитанного с помощью сейсмических данных параметров источника сигнала, времени распространения от него инфразвуковых волн, азимута на источник и формы инфразвуковых сигналов. В случае регистрации инфразвуковых сигналов двумя акустическими группами, проводилось сравнение выдающихся координат и времени в источнике с данным сейсмического мониторинга. Результаты. Полученные данные о параметрах 699 сейсмических событий от промышленных взрывов, которые произошли в августе 2014 - марте 2015 года на территории Украины. Зарегистрировано 124 инфразвуковых отзывы иа указанные события. Обнаруженные пределы чувствительности и дальности применения иифразвукового метода для такого типа событий. Показана возможность применения двух и более малоапертурних акустических групп для локации источника сигнала, когда сейсмической информации недостаточно для оценки его параметров. Определенная разница в форме иифразвукового сигнала от промышленного взрыва и землетрясения. Научная новизна. На базе существующих технических средств ГЦСК предложена новая технология регистрации сигналов от сейсмических событий сейсмо-акустическим комплексом, что позволяет регистрировать наземные промышленные взрывы на расстоянии до 200 километров, обнаружены характеристики основных источников возмущений, позволяют провести классификацию возмущений. Практическая значимость. Инфразвуковые наблюдения вместе с сейсмическими позволяют идентифицировать событие, а в ряде случаев дополнительно определить параметры источника сигнала. Использование данных инфразвуковых измерений в режиме близком к реальному позволяет применять метод для мониторинга окружающей среды, оперативной оценки происшедшего события, предоставление информации в случае чрезвычайных событий (взрывов складов, газопроводов и т.п.) для служб быстрого реагирования. В дальнейшем планируется на оценить энергию события инфразвуковой методом, определить особенности распространения инфразвука, определить амплитудно-частотные характеристики инфразвуковых и сейсмических сигналов. Purpose. The purpose of research is to determine the possibility of using of infrasound measurements that carried out in Ukraine for verification of registered seismic events and using of infrasound method as one of the criteria for their identification. Methodology. Registration of seismic and infrasonic signals carried out with using of geophysical networks of Main Center of Special Monitoring (MCSM). To register infrasound the small aperture acoustic group systems are used, allowing directional monitoring of events. Processing of seismic signals was carried out using standard procedures adopted in seismology to determine the parameters of the signal source. To handle infrasonic signals method of multi-progressive correlation is used. The assignment of seismic and infrasonic signals to one phenomenon was based on estimated by seismic data source parameters, propagation time of infrasonic waves from it, azimuth to the source and form of infrasonic signals. In case of registration of infrasonic signals by two acoustic groups, the coordinates and time at source compared with data 4of seismic monitoring . Results . The data on the parameters of 699 seismic events from mining explosions that took place in August 2014 - March 2015 in Ukraine were received . 124 infrasonic response of these events were registered. The limits of sensitivity and range of using of infrasound method for this type of event were determined . The possibility of using of two or more acoustic groups for location of signal source where seismic data is not enough to evaluate its options was described. The difference in the form of infrasound signals from mining explosion and earthquake was determined . Originality On the basis of existing facilities MCSM propose new technology of registering signals from seismic events by seismic-acoustic complex that allows you to record ground industrial explosions at a distance of 200 kilometers, identified characteristics of the main sources of perturbations that allow classification of these disturbances . Practical significance. Infrasound observations together with seismic enable to identify the event, and in some cases further define the parameters of the source . Using these infrasonic measurements in near real mode allows you to use this method for environmental monitoring, rapid assessment of the events that took place, the provision of information in case of emergencies (explosive depots, pipelines, etc . ) for rapid response services . In future it is planned to evaluate energy developments by infrasound method to define the features of infrasound propagation, determine the frequency response of seismic and infrasonic signals .
Моделювання пружно-динамічних ефектів земної кори під атомними електростанціями (на прикладі Чорнобильської АЕС)
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Стародуб, Ю. П.; Кендзера, О. В.; Купльовський, Б. Є.; Брич, Т. Б.; Прокопишин, В. І.; Олещук, О. П.; Олещук, Є. І.
Мета. Метою роботи є створення методики моделювання сейсмічних хвильових полів для широкого класу вертикально- і горизонтально-неоднорідних шаруватих середовищ. Моделювання дасть змогу точніше оцінити характеристики осадових товщ під час дослідження передаточних характеристик середовища під інженерними спорудами. Методика. Моделювання в області інженерної сейсміки потребує використовувати широкий частотний діапазон (у межах частот від 0 до 200 Гц) для дослідження всіх можливих впливів на інженерні споруди. Для розв’язання прямої задачі необхідно використовувати математичні методи моделювання, які дають змогу враховувати різні види і форми неоднорідностей, а також враховувати складну будову осадового шару. Дослідження проводилося через розв’язання прямої динамічної задачі сейсміки методом скінчених елементів. Цей метод математичного моделювання дає можливість проводити розрахунки для моделей, які є складні за своєю будовою. Під час розв’язання прямої динамічної задачі сейсміки вказаним методом коливання середовища розраховуються для кожного моменту часу, тому не втрачається можливість врахування різних обмінних ефектів всередині моделі, а також розраховуємо моделі з різною складною геометричною будовою середовища та різноманітними включеннями. Для моделювання використовувалися наявні двомірні моделі середовища. Під час завдання сигналу у вигляді, близькому до дельта-імпульсу, отримано відклик середовища у повному можливому діапазоні частот коливання моделі, без додаткового оброблення вихідних результатів. Результати. Створений програмний пакет для математичного моделювання сейсмічного хвильового поля. Результатом моделювання є отримане поле переміщень, швидкостей переміщень, прискорення, а також відповідні частотні характеристики для цієї моделі. Наукова новизна. Отриманий у результаті досліджень програмний пакет дає змогу в інтерактивному режимі досліджувати динамічні характеристики і резонансні частоти осадового шару. Практична значущість. У результаті досліджень отримане хвильове поле і частотна характеристика осадового шару під інженерною спорудою. Аналіз частотних характеристик середовища дає можливість отримати резонансні частоти, які потрібно враховувати при проектуванні великих інженерних конструкцій. Цель. Целью работы является создание методики моделирования сейсмических волновых полей для широкого класса вертикально- и горизонтально-неоднородных слоистых сред. Моделирование позволит более точно оценить характеристики осадочных толщ при исследовании передаточных характеристик среды под инженерными сооружениями. Методика. При моделировании в области инженерной сейсмики нужно использовать широкий частотный диапазон (в пределах частот от 0 до 200 Гц) для исследования всех возможных воздействий на инженерные сооружения. При решении прямой задачи необходимо использовать математические методы моделирования позволяющие учитывать различные виды и формы неоднородностей, а также учитывать сложное строение осадочного слоя. Исследования проводились путем решения прямой динамической задачи сейсмики методом конечных элементов. Данный метод математического моделирования позволяет проводить расчеты для сложных по своему строению моделей. При решении прямой динамической задачи сейсмики этим методом колебания среды рассчитываются как одно целое для каждого момента времени, поэтому не теряется возможность учета различных обменных эффектов внутри модели, а также мы можем рассчитывать модели разной сложности геометрического строения среды и различными включениями. Для моделирования использовались существующие двумерные модели среды. При задании сигнала в виде близком к дельта импульса мы получаем отклик среды в полном возможном диапазоне частот колебания модели, без дополнительной обработки исходных результатов. Результаты. Созданный программный пакет для математического моделирования сейсмического волнового поля. Результатом моделирования является полученное поле перемещений, скоростей перемещений, ускорений а также соответствующие частотные характеристики для данной модели. Научная новизна. Полученный в результате исследований программный пакет позволяет в интерактивном режиме исследовать динамические характеристики и резонансные частоты осадочного слоя. Практическая значимость. В результате исследований получено волновое поле и частотная характеристика осадочного слоя под инженерным сооружением. Анализ частотных характеристик среды позволяет получить резонансные частоты, которые нужно учитывать при проектировании крупных инженерных конструкций. Purpose. The aim of study is to create the method of seismic wave fields modeling for a broad class of vertically and horizontally inhomogeneous layered media. Simulation will make it possible to more precisely assess the characteristics of sedimentary strata in the study of the transmission characteristics of the environment under the engineering structures. Methodology. At modeling in engineering seismology should be used a wide frequency range (from 0 to 200 Hz) to study all possible effects on engineering structures. While solving the direct problem need to use mathematical modeling techniques that allow taking into account the different types and forms of inhomogeneities, as well as the complex structure of the sedimentary layer. The research was conducted by solving the direct dynamic problem of seismic with finite element method. This method of mathematical modeling allows calculations for models which are complicated in their structure. When solvingthe direct dynamic problem of seismicity with this method, wave propagation are calculated for each time point, so do not lose the ability to consider different exchange effects inside the model and also we can calculate models with different complex geometric structure and various inclusions. For simulations were used existing two-dimensional models. When setting signal as close to the i -impulse, we get the response in full possible frequency range of model without additional processing output results. Results. The software package for mathematical modeling of seismic wave field was created. A result of modeling are obtained field of displacements, velocities of displacement, acceleration, as well as appropriate frequency characteristics for this model. Originality. The software package obtained allows investigating dynamic characteristics and resonance frequencies of the sedimentary layer in interactive mode. Practical significance. Based on the results of research, the wave field and the frequency response of the sedimentary layer under the engineering structure were obtained. Analysis of frequency characteristics of environment provides a resonant frequency to be considered in the design of large engineering structures.
Regional quasigeoid determination: an application to Arctic Gravity Project
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Marchenko, A. N.; Dzhuman, B. B.
Purpose. Investigation to study quasigeoid computations based on the regional gravimetric data and different types of nonorthogonal basis functions was assessed to be important. When measurements from only restricted regions of the Earth surface are available, global spherical harmonics loose their orthogonality in a limited region, so the determination of the coefficients of the model, usually by using the least squares method, is numerically unstable. In spite of this fact, there is a specific solution for Laplace equation for the situation of a spherical cap when the boundary conditions are appropriate. Methods. Our solution uses the gravity anomalies in the Arctic area taken from the Arctic Gravity Project (AGP). The method applied on this data set is adjusted spherical harmonic analysis (ASHA). Computation of the quasigeoid heights was performed by the “Remove - Restore” procedure in three steps. On the first step the free air gravity anomalies of the EGM 2008 model up to degree/order 360 were substracted from the initial gravity anomalies of the AGP to get rid of the low frequency gravity field content. On the second step the approximation of the residual gravity anomalies was based on the ASHA method. The construction of the normal equations matrix may lead to the time consuming procedure. For this reason the discrete orthogonality property in longitude for the chosen basis system was taken into account and led to the significant decrease of the computational time of the residual coefficients akm, bkm. On the last step the residual quasigeoid heights (high frequency components of the gravity field) were computed via the residual harmonic coefficients akm, bkm and added to the global contribution of quasigeoid heights taken from the EGM2008 model up to degree/order 360 (low frequency components of the gravity field). Results. Hence the gravity field model was constructed and compared with AGP gravity anomalies. Also the obtained model of quasigeoid heights was compared with quasigeoid heights from 49 GNSS/leveling points. Scientific novelty and practical significance. In this paper the modification of ASHA method was developed, which makes it possible to significantly accelerate the process of computing the unknown coefficients in the construction of local gravitational fields. This allows to compute local gravitational fields of higher orders. It is well known that quasigeoid accuracy depends on the order of model. Мета. В роботі побудовано поле висот квазігеоїда на територію регіону Арктики. Коли в наявності є дані з певного регіону Землі, глобальні сферичні функції втрачають свою ортогональність на даному регіоні, і визначення коефіцієнтів моделі, яке зазвичай проводиться за способом найменших квадратів, стає чисельно нестабільним. Проте є спеціальне рішення рівняння Лапласа для сферичного сегменту. Метод. В якості вихідних даних прийнято поле аномалії сили ваги на даний регіон з Арктичного проекту. Побудова квазігеоїда здійснювалася за допомогою процедури “Видалення - Відновлення” в три етапи. На першому етапі від поля аномалій сили ваги з Арктичного проекту віднімалися модельні значення аномалій сили ваги, обчислені за моделлю EGM2008 до 360-го порядку. На другому етапі виконувалося моделювання отриманих залишків аномалій сили ваги за допомогою методу adjusted spherical harmonic analysis (ASHA). Даний метод передбачає редукцію вихідних даних на півсферу і їх моделювання за допомогою системи неортогональних функцій, які задовільняють рівнянню Лапласа. При цьому під час побудови матриці нормальних рівнянь було використано дискретну ортогональність базової системи функцій по довготі, що призвело до значного скорочення часу обчислень невідомих коефіцієнтів. На третьому етапі, використовуючи попередньо знайдені коефіцієнти моделі, було побудовано залишки висот квазігеоїда (короткохвильові ефекти поля), також побудовано внесок квазігеоїда із моделі EGM2008 (довгохвильові ефекти поля), і відновлено повне поле квазігеоїда. Результати. Побудовано модель регіонального гравітаційного поля і порівняно її з аномаліями сили тяжіння з AGP. Також отримано модель висот квазігеоїда, яку порівняно з висотами квазігеоїда, взятими З 49 точок GNSS/нівелювання. Наукова новизна і практична значущість. В даній роботі розроблено модифікацію методу ASHA, яка дає можливість значно пришвидшити процес знаходження невідомих коефіцієнтів при побудові локальних гравітаційних полів. Це дає можливість будувати локальні гравітаційні поля вищих порядків. Добре відомо, що точність квазігеоїда залежить від порядку моделі. Цель. В работе построено поле высот квазигеоида на территорию региона Арктики. Когда в наличии данные из определенного региона Земли, глобальные сферические функции теряют свою ортогональность на данном регионе, и определение коэффициентов модели, которое обычно проводится по способу наименьших квадратов, становится численно нестабильным. Однако есть специальное решение уравнения Лапласа для сферического сегмента. Метод. В качестве исходных данных принято поле аномалии силы тяжести на данный регион с Арктического проекта. Построение квазигеоида осуществлялась с помощью процедуры “ Удаление - Восстановление” в три этапа. На первом этапе от поля аномалий силы тяжести с Арктического проекта отнимались модельные значения аномалий силы тяжести, вычисленные по модели EGM2008 до 360-го порядка. На втором этапе выполнялось моделирование полученных остатков аномалий силы тяжести с помощью метода adjusted spherical harmonic analysis (ASHA). Данный метод предусматривает редукцию исходных данных на полусферу и их моделирование с помощью системы неортогональных функций, которые удовлетворяют уравнению Лапласа. При этом при построении матрицы нормальных уравнений было использовано дискретную ортогональность базовой системы функций по долготе, что привело к значительному сокращению времени вычислений неизвестных коэффициентов. На третьем этапе, используя предварительно найдены коэффициенты модели, было построено остатки высот квазигеоида (коротковолновые эффекты поля), также построено вклад квазигеоида с модели EGM2008 (длинноволновые эффекты поля), и восстановлено полное поле квазигеоида. Результаты. Построена модель регионального гравитационного поля и сравнение ее с аномалиями силы тяжести с AGP. Также получена модель высот квазигеоида, которую по сравнению с высотами квазигеоида, взятыми 3 49 точек GNSS / нивелирования. Научная новизна и практическая значимость. В данной работе разработана модификация метода ASHA, которая позволяет значительно ускорить процесс нахождения неизвестных коэффициентов при постро¬ении локальных гравитационных полей. Это дает возможность строить локальные гравитационные поля высших порядков. Хорошо известно, что точность квазигеоида зависит от порядка модели.
The three-dimensional geoelectric model of earth crust and upper mantle of the Dobrudga region
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Burakhovych, T. K.; Kushnir, A. M.; Nikolaev, I. Yu.; Shurkov, B. I.
Purpose. The purpose of researches is to build a three-dimensional geoelectric model of the crust and upper mantle and to answer some questions of the deep structure and geodynamics of the North Dobrudga and PeriDobrudga depression. Methodology. The methodology includes a detailed analysis of the deep structure of the region based on the results of 3D modeling of electromagnetic experimental data and to search for the interrelation between conductivity anomalies in the Earth’s crust and upper mantle and foci of seismic events. Results. Anomalies of high electric conductivity from the surface of the Earth crust to the upper mantle are identified. Stretched for hundreds of kilometers conductors are associated with deep conductive fractures of different fractures: Frunze, Saratsky, Bolgrad, Cahul-Izmail, Chadyrlungsk and others. A highly conductive layer is identified on the southern side of PeriDobrudga depression which lies at the depth corresponding to the lower crust and the top part of upper mantle. North side of PeriDobrudga depression is characterized by the distribution of electrical conductivity in the upper mantle which is the same as that of EEP, while presence of conductive structure at the depths of 110 to 160 km differs the southern slope from the northern one. Earthquake sources as well as anomalies of high electric conductivity are mainly correlated with active deep tectonic fractures and juncture zones of geological structures such as different age zones of Precambrian EEP and Cimmerian Scythian plate on the territory of PeriDobrudga depression and North Dobrudga. Originality. Three-dimensional deep geoelectric model built on experimental results of modern MTS and MVP data reflects inhomogeneous distribution of electric conductivity in the depth on the territory of PeriDobrudga depression and North Dobrudga. Practical significance. The results will make it possible to estimate more reliably the peculiarities of seismic hazard for the Dobrudga region of Ukraine and certain seismically active zones and structures. Мета. Метою досліджень є створення тривимірної геоелектричної моделі земної кори та верхньої мантії та отримання відповідей на деякі питання глибинної будови і геодинаміки Північної Добруджі та Перед-Добрузького прогину. Методика. Методика включає в себе докладний аналіз глибинної будови регіону на основі результатів моделювання ЗD експериментальних електромагнітних даних і пошуку взаємозв'язків між аномаліями електропровідності в земній корі і верхній мантії та вогнищами сейсмічних подій. Результати. Виявлено аномалії високої електропровідності на глибинах від поверхні до вехньої мантії. Витягнуті на сотні кілометрів аномалії високої електропровідності приурочені до глибинних розломів різного рангу та їх перетинів: Фрунзенського, Саратського, Болградського, Кагуль ско-Ізмаїльського, Чадирлунгського та інших. Високопровідний шар складної конфігурації виділяється на Південному борті Перед-Добрузького прогину та залягає на глибинах, які відповідають нижній корі та верхам верхньої мантії. Північний борт Перед-Добрузького прогину характеризується розподілом електропровідності у верхній мантії таким же, як у надрах СЄП, в той час як Південний відрізняється від Північного наявністю високо провідної структури на глибинах від 110 до 160 км. Вогнища землетрусу, як і аномалії високої електропровідності, в основному, корелюють з активними глибинними тектонічними розломами та зонами зчленування геологічних структур, такими, якими є різновікові докембрійська СЄП та кіммерійська Скіфська плита на території Добрузького регіону. Наукова новизна. Тривимірна геоелектрична модель, побудована за сучасними експериментальними результатами МТЗ та МВП, відображає неоднорідний розподіл електричної провідності в глибині на території Перед- Добрузького прогину та Північної Добруджі. Практична значущість. Результати досліджень дадуть можливість більш надійно оцінювати особливості сейсмічної небезпеки для Добрузького регіону України та конкретних сейсмоактивних зон і структур. Цель. Целью исследований является создание трехмерной геоэлектрической модели земной коры и верхней мантии и получение ответов на некоторые вопросы глубинного строения и геодинамики Северной Добруджи и Преддобруджского прогиба. Методология. Методология включает в себя подробный анализ глубинного строения региона на основе результатов 3D моделирования электромагнитных экспериментальных данных и поиск взаимосвязи между аномалиями высокой электропроводности в земной коре и верхней мантии и очагами сейсмических событий. Результаты. Выделены аномалии высокой электропроводности от поверхности земной коры и до верхней мантии. Вытянутые на сотни километров проводники приурочены к глубинным проводящим разломам различного ранга и их пересечениям: Фрунзенскому, Саратскому, Болградскому, Кагульско-Измаильскому, Чадырлунгскому и другим. Высокопроводящий слой выделяется на Южном борту Преддобруджского прогиба и залегает на глубинах, соответствующих нижней коре и верхам верхней мантии. Северный борт Преддобруджского прогиба характеризуется распределением электропроводности в верхней мантии таким же как и ВЕП, в то время как Южный склон отличается от Северного проводящей структурой на глубинах от 110 до 160 км. Очаги землетрясений, как и аномалии высокой электропроводности, в основном, коррелируют с активными глубинными тектоническими разломами и зонами сочленения геологических структур, какими и являются разновозрастные докембрийская ВЕП и киммерийская Скифская плита на территории Добруджского региона. Научная новизна. Трехмерная геоэлектрическая модель, построенная по результатам современных экспериментальных данных МТЗ и МВП, отражает неоднородное распределение электрической проводимости в глубине на территории Преддобруджского прогиба и Северной Добруджи. Практическая значимость. Результаты исследований дадут возможность более надежно оценить особенности сейсмической опасности для Карпатского региона Украины и конкретных сейсмоактивных зон и структур.
Титульний аркуш до «Геодинаміка» № 1 (18)
(Видавництво Львівської політехніки, 2015)
Thermodynamic and hydrogeological conditions of forming the hydrocarbon deposits of the Pre-Black Sea aquiferous basin
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Lyubchak, O. V.; Kolodiy, I. V.; Khokha, Y. V.
Purpose. Finding the connection between the thermodynamic conditions of hydrocarbon mixtures synthesis and zones of oil and gas accumulation. Methodology. The thermodynamic eguilibrium depths of gas and gas- condensate deposits were fixed by the method of eguilibrium constants of independent reactions based on the chemical composition of hydrocarbons re-counted on chemical elements. The investigations of formation waters, natural gases and water-dissolved gases were based on the methods of chemical, elementary spectral, atomic absorption and gas chromatographic analysis. Results. Received data point to essential differences in depths of a thermodynamic equilibrium for the deposits of Eocene, Maikopian, and Neogene on the one hand, and Lower Paleocene and Cretaceous sediments on the other. The first ones are characterized by values of depths in boundaries from 30 to 50 km while the second ones show a similar parameters in the boundaries from 120 to150 km. The analysis of the geological, hydrogeological and geochemical circumstances of the Pre-Black Sea aquiferous basin (PBSAB) testified to that the gas-vapour mixtures that are the sources of the Upper Cretaceous, Paleocene and Maikopian gas deposits are formed in high-temperature zone (about 300 °C) of depth origin. We consider the Lower Paleocene fields as primary formed only if gases rapidly migrated vertically (in free phase) from high-temperature places of their generation. The ways of possible migration were sublatitudinal faults and zones of decompression. The hydrocarbon fields in Maikopian and even Miocene sediments show the further way of vertical migration of gas and its accumulation in the traps throughout the whole way. Based on the analysis of the hydrogeological, hydro-and gas-geochemical investigations and thermodynamic calculations the model of gas fields forming in PBSAB was carried out. Originality. Hydrogeological data and thermodynamic calculations indicate the depth of origin of hydrocarbons. We suppose that differences in equilibrium depths between the fields of various deposits are coherent with peculiarities of processes of their filling with fluids. The maximum localization of gas-condensate fields at depths of 1900-3000 m testifies not to hydrocarbons formation in this range of depths, but to optimum geology- hydrogeological conditions of forming and of preservation deposits. The migration and preservation of hydrocarbons demand essentially various geology-physical and hydrogeological circumstances: the first is favoured by dynamics of the hydrostatic pressure systems, active tectogenesis, high temperatures, low mineralization of waters; guasistagnat environment, moderate temperatures, presence of the reservoirs that overlapped by reliable seals are favourable for the other. The zone of oil and gas accumulation is related to elisional systems; and zone of through migration to thermohydrodynamic water drive systems. Practical significance. The received data allow forecasting composition of a hydrocarbonaceous component of a field proceeding from its proximity to a decompressions zone and depth of occurrence. We guess that with depth the amount of heavy alkanes will be incremented. The gas condensate fields, on depths more than 1900 m, have a plutonic genesisis. Цель. Установление взаимосвязи между термодинамическими условиями образования углеводородных смесей и зонами аккумуляции залежей углеводородов. Методика. Для расчета глубин равновесия нами использовался исключительно химический состав газов месторождений углеводородов, пересчитанный на элементы. В исследованиях подземных вод, свободных и растворенных в воде газов использовались методы химического, количественного спектрального и атомно-абсорбционного анализов, а также газовая хроматография. Результаты. Полученные результаты указывают на существенные отличия в глубинах термодинамического равновесия для месторождений в эоценовых, майкопских, и неогеновых отложениях с одной стороны и нижнепалеоценовых, меловых - с другой. Первые характеризуются значениями равновесных глубин в границах от 30 до 50 км, в то время как вторые показывают аналогичные параметры в границах от 120 до 150 км. Анализ геологических, гидрогеологических и геохимических условий Причерноморского водонапорного бассейна (ПВНБ) свидетельствует, что источники газопаровых систем, из которых образовались залежи газа в верхнемеловых, палеоценовых и майкопских отложениях, находились в высокотемпературной (около 300 °С) зоне глубоких впадин бассейна. Мы считаем, что нижнепалеоценовые залежи сформированы первично, вследствие быстротечной субвертикальной миграции гомогенной газопаровой смеси из высокотемпературных зон генерации. Путями возможной миграции были тектонические нарушения и зоны повышенной трещиноватости пород. Залежи в майкопских и миоценовых отложениях отражают дальнейший путь вертикальной миграции газа и его аккумуляции в ловушках. Гидрогеологические, гидро и газогеохимические исследования и термодинамические расчеты дали возможность обоснования модели формирования газовых месторождений ПВНБ. Научная новизна. Г идрогеологические исследования и термодинамические расчеты, проведенные нами согласуются с представлениями о высокотемпературном генезисе углеводородов. Мы полагаем, что отличия в равновесных глубинах между месторождениями различных отложений связаны с особенностями процессов их заполнения флюидом. Максимум локализации залежей в интервалах глубин 1900-3000 м свидетельствует не об образовании углеводородов в этом диапазоне глубин, а о наиболее благоприятных геолого¬гидрогеологических условиях формирования и сохранения залежей. Миграция и консервация углеводородов требует различных геолого-физических и гидрогеологических обстановок: миграции благоприятствует динамичность водонапорных систем, активный тектогенез, высокие температуры, невысокая минерализация вод; аккумуляции (консервации) углеводородов благоприятствует квазизастойная обстановка, умеренные температуры, наличие резервуаров, перекрытых надежными покрышками. Зона нефтегазонакопления связана с элизионными, а сквозной миграции - с термодинамическими водонапорными системами. Практическая значимость. Результаты позволяют прогнозировать состав углеводородной составляющей месторождения исходя из его местоположения, а именно - соседства с зоной разуплотнения пород (повышеной трещиноватости) и глубиной залегания. Мы полагаем, что с глубиной количество тяжёлых алканов будет увеличиваться. Газоконденсатные месторождения, находящиеся на глубинах более 1900 м, имеют глубинное происхождение.Гидрогеологические и термодинамические критерии газонефтеносности Причерноморского ВНБ могут использоваться для прогнозирования залежей в других нефтегазоносных регионах Украины. Мета. Встановлення зв’язку між термодинамічними умовами утворення вуглеводневих сумішей з зонами аккумуляції вуглеводневих відкладів. Методика. Для розрахунку рівноважних глибин ми використовували виключно хімічний склад газів родовищ вуглеводнів, перерахованих на елементи. В дослідженнях підземних вод, вільних і водорозчинених газів використовувались методи хімічного, кількісного спектрального і атомно-абсорбційного аналізів, а також газова хроматографія. Результати. Одержані результати вказують на існування суттєвої відмінності в глибинах термодинамічної рівноваги для родовищ в еоценових, майкопських і неогенових відкладах з одного боку та нижньопалеоценових, крейдових - з іншого. Перші характеризуються значеннями рівноважних глибин в межах від ЗО до 50 км, в той час як інші характеризуються аналогічними параметрами в межах від 120 дор 150 км. Аналіз геологічних, гідрогеологічних і геохімічних умов Причорноморського водонапірного басейна (ПВНБ) свідчить, що джерела газопарових систем, з яких утворились поклади газу в верхньокрейдових, палеоценових та майкопських відкладах, знаходились у високотемпературній (біля 300 °С) зоні глибоких западин басейна. Ми вважаємо, що нижньопалеоценові поклади первинно сформувались внаслідок швидкоплинної субвертикальної міграції гомогенної газопарової суміші з високотемпературних джерел генерації. Шляхами можливої міграції були тектонічні порушення і зони підвищеної тріщинуватості порід. Поклади в майкопських і міоценових відкладах відображають подальший шлях вертикальної міграції газу і його акумуляції в пастках. Гідрогеологічні, гідро і газогеохімічні дослідження і термодинамічні розрахунки дали змогу обгрунтувати модель формування газових родовищ ПВНБ. Наукова новизна. Гідрогеологічні дослідження і термодинамічні розрахунки, проведені нами, узгоджуються з уявленнями про високотемпературну генезу вуглеводнів. Ми вважаємо, що відмінності в рівноважних глибинах між родовищами різних відкладів пов’язані з особливостями процесів їх заповнення флюїдом. Максимум локалізації покладів в інтервалах глибин 1900-3000 м свідчить не про утворення вуглеводнів в цьому діапазоні глибин, а про найбільш сприятливі геолого-гідрогеологічні умови формування і збереження покладів. Міграція і консервація вуглеводнів потребує різних геолого- фізичних і гідрогеологічних обстановок: міграції сприяє динамічність водонапірних систем, активний тектогенез, високі температури, невисока мінералізація вод; акумуляції (консервації) вуглеводнів сприяє квазізастійна обстановка, помірні температури, наявність резервуарів, перекритих надійними покришками. Зона нафтогазонагромадження пов’язана з елізійними, а наскрізної міграції - з термодинамічними водонапірними системами. Практична значущість. Результати дозволяють прогнозувати склад вуглеводневої складової родовищ, виходячи з їх місцеположення, а саме - близькості до зон розущільнення порід (підвищеної тріщинуватості) та глибини залягання. Ми вважаємо , що з глибиною кількість тяжких алканів буде збільшуватись. Газоконденсатні родовища на глибинах понад 1900 м мають глибинне походження. Гідрогеологічні та термодинамічні критерії газонафтоносності Причорноморського ВНБ можуть застосовуватись для інших нафтогазоносних регіонів України.
Вимоги до оформлення статей журналу “Геодинаміка”
(Видавництво Львівської політехніки, 2015)
Зміст до «Геодинаміка» № 1 (18)
(Видавництво Львівської політехніки, 2015)
Периодичность изменений нефтедобычи наместорождениях как результат влияния природных факторов
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Гадиров, В. Г.
Цель. Целью исследований является выявление наличия периодичности нефтедобычи на место¬рождениях, связываемое с природными факторами, влияющими на флюидный режим коры и на нефтеотдачу в том числе. Методика. Методика основывается на анализе флюидного режима коры, изучении динамики изменения дебитов скважин, выявлении периодических во времени составляющих дебита при добыче нефти по имеющимся фактическим и литературным данным. Результаты. Проанализирован характер изменений добычи нефти на месторождениях Азербайджана и России. Оказывается, что в отдельные периоды почти на всех месторождениях в Азербайджане и в России, проанализированных в пределах этих исследований, наблюдаются одновременные изменения дебитов. Показано, что локальное изменение дебитов нефти носит пульсационный характер относительно общего хода изменения дебита во времени. Эти изменения связываются с геодинамическими процессами (в частности, с глобальными сжатиями и растяжениями), протекающими в земной коре. Периодичность в изменениях дебитов, корреляция изменений между отдельными месторождениями говорит о неслу¬чайности происходящих процессов. Показано наличие естественных ритмов нефтеотдачи месторож¬дений нефти, расположенных на расстояниях в тысячи километров, которое может рассматриваться как результат воздействия природных факторов. Появление похожих изменений дебитов нефти на обширном пространстве говорит о связи их с глобальными процессами, протекающими в земной коре. На неко¬торых месторождениях (напр. Бибиэйбат) наблюдается периодичность локальных изменений дебитов нефти, соответствующая 5-6 годам. Установлено, что интенсивность нефтеотдачи на месторождениях носит колебательный характер и причиной этого является влияние природных факторов, не связанных с человеческой деятельностью. Научная новизна. Установлено, что в изменениях годовой добычи нефти на отдаленных между собой месторождениях имеется квазипериодическая составляющая, приводящая к коррелируемым во времени флуктуациям тренда убывания добычи и это связано с изменениями напряженно-деформированного состояния земной коры как регионального, так и глобального масштаба. Практическая значимость. Изучая колебательные процессы нефтеотдачи для каждого месторождения в отдельности, можно находить благоприятное время для искусственного воздействия на пласт. Мета. Метою досліджень є виявлення наявності періодичності нафтовидобутку на родовищах, яке пов’язується з природними факторами, що впливають на флюїдний режим Землі і на нафтовіддачу в тому числі. Методика. Методика грунтується на аналізі флюїдного режиму Землі, вивченні динаміки змін дебітів свердловин, виявленні періодичних у часі складових дебіту при видобутку нафти за наявними фактичними та літературними даними. Результати. Проаналізовано характер змін видобутку нафти на родовищах Азербайджану та Росії. Виявляється, що в окремі періоди майже на всіх родовищах в Азербайджані і в Росії, проаналізованих у межах цих досліджень, спостерігаються одночасні зміни дебітів. Показано, що локальна зміна дебітів нафти носить пульсаційний характер щодо загального ходу зміни дебіту в часі. Ці зміни пов’язуються з геодинамічними процесами (зокрема, з глобальним стиском і розтягом), що протікають у земній корі. Періодичність у змінах дебітів, кореляція змін між окремими родовищами говорить про невипадковість таких змін. Показано наявність природних ритмів нафтовіддачі родовищ нафти, розташованих на відстанях у тисячі кілометрів, яка може розглядатися як результат впливу природних факторів. Поява схожих змін дебітів нафти на великому просторі говорить про зв’язок їх з глобальними процесами, що протікають у земній корі. На деяких родовищах (напр. Бібіейбат) спостерігається періодичність локальних змін дебітів нафти, відповідна 5-6 рокам. Встановлено, що інтенсивність нафтовіддачі на родовищах носить коливальний характер і причиною цього є вплив природних факторів, не пов’язаних з людською діяльністю. Наукова новизна. Встановлено, що у змінах річного видобутку нафти на віддалених між собою родовищах наявна квазіперіодичних складова, яка призводить до корельованих у часі флуктуацій тренду зменшення видобутку і це пов’язано зі змінами напружено-деформованого стану земної кори як регіонального, так і глобального масштабу. Практична значущість. Вивчаючи коливальні процеси нафтовіддачі для кожного родовища окремо, можна знаходити сприятливий час для штучного впливу на пласт. Purpose. The purpose of research is to detect the presence of periodicity of oil recovery from reservoirs, related to natural factors which affecting on the fluid regime of crust and on oil recovery too. Methodology. The method is based on the analysis of the fluid regime of crust, study the dynamics of changes of the flow rates, identifying periodic components over time in the oil production on the actual and literature data. Results. We analyzed the nature of changes of oil production in fields of Azerbaijan and Russia. It is revealed that in some periods in almost all fields in Azerbaijan and in Russia which are analyzed within this research, there are simultaneous changes of the production. It is shown that the local change in oil output is pulsating in nature relatively to the overall course of changes in flow rate over time. These changes are associated with geodynamic processes (in particular, the global compression and extension) occurring in the Earth's crust. The periodicity of changes in flow rates, matching changes in individual deposits suggests no chance of occurring processes. It is demonstrated the presence of the natural rhythms of oil fields, located thousands of kilometers away, which can be considered as a result of influence of natural factors. The appearance of similar changes in oil flow in the vast expanse means of their connection with the global processes occurring in the Earth's crust. In some fields (eg. Bibiheybat months-I) observed periodicity of local changes in flow rates of oil, corresponding to 5-6 years. It was found that the volume of oil recovery at the fields is oscillatory and in is conditioned by influence of natural factors that are not associated with human activity. Originality. It was found that in the change in the nature of the annual oil production a quasi-periodic component is present, lead to correlated in time fluctuations in the trend of decreasing production and this is due to changes of the stress-strain state of the earth's crust, both regional and global scale. The practical significance. By studying oscillatory processes of oil recovery for each field separately, you can find a good time to artificially influence on the formation.
Структура, динаміка і сейсмотектоніка скидових зон (за результатами фізичного моделювання та польових досліджень) Частина 1: Фізичне моделювання
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Назаревич, А. В.; Бокун, О. М.; Назаревич, Л. Є.
Мета. Метою роботи є представити та проаналізувати результати фізичного моделювання і польових досліджень процесів утворення, розвитку, а також сучасної геодинамічної та сейсмотектонічної активності зон субвертикального зсуву (ЗСВЗ), зокрема, скидової кінематики. Методика. Фізичне моделювання проведено на спеціальній моделювальній установці для кутів падіння розриву 75°, 60° і 45°. Як пластично-в’язкі модельні матеріали для нього використано спеціальні пасти на основі глини. Польові дослідження містити геоакустоемісійний, ПІЕМПЗ, деформографічний, нахиломірний та сейсмологічні методи. Результати. У частині 1 (фізичне моделювання) відтворено закономірності розвитку процесів субвертикального розривоутворення в осадових товщах у часі та з глибиною в модельних експериментах, проаналізовано розвиток різних систем тріщин залежно від швидкості зміщення та кута падіння розриву. Простежено розвиток приповерхневих тріщинуватих зон (як по латералі, так і з глибиною) над зонами СВЗ. У частині 2 (польові дослідження) наведено приклади зон такого типу в реальних геологічних структурах, зокрема, у зоні Берегівського горбогір’я в Закарпатті та деякі результати геофізичного моніторингу їх сучасного геодинамічного режиму, зокрема, деформо- метричним та параметричним геоакустичним методами, а також методами природних геоакус- тоемісійного та імпульсного геоелектромагнітноемісійного (метод ПІЕМПЗ) полів. За сейсмологічними даними, простежено особливості сейсмотектонічного процесу в одній з характерних сейсмогенних зон скидової кінематики в районі Берегівського горбогір’я в Українському Закарпатті. Наукова новизна. За даними фізичного моделювання, встановлено характерні часово-просторові закономірності розвитку процесів субвертикального розривоутворення, їх залежність від кута падіння розриву та швидкості зміщення блоку основи. За даними багаторічних польових геоакустичних, деформографічних і нахиломірних досліджень на мережі пунктів спостережень у зоні Берегівського горбогір’я в Україн¬ському Закарпатті виявлено підвищену геодинамічну активність таких субвертикальних тріщинуватих зон та зв’язок деформаційних процесів у них з геодинамікою земної кори Закарпаття та усієї Землі. За комплексом сейсмологічних, геологічних та геодезичних даних на прикладі характерних землетрусів Берегівської сейсмогенної зони в Українському Закарпатті (зони на перетині Припанонського (захід - північно-західного простягання) і Берегівського меридіонального розломів - зони розвитку горст- грабенової (“клавішної”) тектоніки) простежено характерні особливості сейсмотектоніки скидових зон. Практична значущість. Результати досліджень дають можливість, з одного боку, надійніше прогнозувати (а значить, і моніторити) зони проявів приповерхневих ефектів від глибинних ЗСВЗ, а з іншого, за результатами поверхневих досліджень прогнозувати наявність, локалізацію та характеристики глибинних ЗСВЗ, а також характер і характеристики геодинамічних та сейсмотектонічних процесів у таких зонах. Це є важливим для сейсмології та геодинамічного моніторингу, для пошуків нафти і газу та інших корисних копалин, для інженерної геології і геофізики, для геоекології та ін. Цель. Целью работы является представить и проанализировать результаты физического моделирова¬ния и полевых исследований процессов образования, развития, а также современной геодинамической и сейсмотектонической активности зон субвертикального сдвига (ЗСВС), в частности, сбросовой кинематики. Методика. Физическое моделирование проведено на специальной моделирующей установке для углов падения разрыва 75°, 60° и 45°. Как пластично-вязкие модельные материалы для него использованы специальные пасты на основе глины. Полевые исследования включали геоакустоемиссионный, ЕИЭМПЗ, деформографический, наклономерный и сейсмологические методы. Результаты. В части 1 (физическое моделирование) воспроизведены закономерности развития процессов субвертикального разрывообразования в осадочных толщах во времени и с глубиной в модельных экспериментах, проанализировано развитие различных систем трещин в зависимости от скорости смещения и угла падения разрыва. Прослежено развитие приповерхностных трещиноватых зон (как по латерали, так и с глубиной) над зонами СВС. В части 2 (полевые исследования) приведены примеры зон такого типа в реальных геологических структурах, в частности, в зоне Береговского холмогорья в Закарпатье и некоторые результаты геофизического мониторинга их современного геодинамического режима деформометрическим и параметрическим геоакустическим методами, а также методами естественных геоакустоэмиссионного и импульсного геоелектромагнитноэмиссионного (метод ЕИЭМПЗ) полей. По сейсмологическим данным прослежены особенности сейсмотектонического процесса в одной из характерных сейсмогенных зон сбросовой кинематики в районе Береговского холмогорья в Украинском Закарпатье. Научная новизна. По данным физического моделирования установлены характерные пространственно-временные закономерности развития процессов субвертикального разрывообразования, их зависимость от угла падения разрыва и скорости смещения блока основания. По данным многолетних полевых геоакустических, деформографических и наклономерных исследований на сети пунктов наблюдений в зоне Береговского холмогорья в Украинском Закарпатье обнаружена повышенная геодинамическая активность таких субвертикальных трещиноватых зон и связь деформационных процессов в них с геодинамикой земной коры Закарпатья и всей Земли. По комплексу сейсмологических, геологических и геодезических данных на примере характерных землетрясений Береговской сейсмогенной зоны в Украинском Закарпатье (зоны на пересечении Припаннонского (запад - северо-западного простирания) и Береговского меридионального разломов - зоны развития горст-грабеновой (“клавишной”) тектоники) прослежены характерные особенности сейсмотектоники сбросовых зон. Практическая значимость. Результаты исследований дают возможность, с одной стороны, более надежно прогнозировать (а значит, и мониторить) зоны проявлений приповерхностных эффектов от глубинных ЗСВС, а с другой, по результатам поверхностных исследований прогнозировать наличие, локализацию и характеристики глубинных ЗСВС, а также характер и характеристики геодинамических и сейсмотектонических процессов в таких зонах. Это важно для сейсмологии и геодинамического мониторинга, для поисков нефти и газа и других полезных ископаемых, для инженерной геологии и геофизики, для геоэкологии и др. Purpose. The aim of the work is to present and to analyze the results of physical modeling and field studies of processes of formation, evolution and modern geodynamic and seismotectonic activity of subvertical shear zones (SVShZ), in particular of faulting kinematics. Methods. Physical modeling was conducted on the special modeling machine for break dip angle 75°, 60° and 45°. As a plastic-viscous modeling materials for this were used a special paste which are based on clay. Field researches included geoacoustic emission, PIEMPZ, extenzometric, tiltmetric and seismological methods. Results. In the parth 1 (physical modelling) the regularities of evolution of processes of subvertical ruptures formations in sedimentary strata in time and on the depth in modeling experiments was reproduced, the evolution of different systems of crack depending from the speed of displacement and break dip angle was analyzes. Evolution of subsurface fractured zones (as on lateral as in depth) over zones of the SVSh was traced. In the parth 2 (field studies) examples of this type zones in the real geological structures, particularly in the area of Beregovo hill-land in Transcarpathians and some results of geophysical monitoring of its modern geodynamic regime by extenzometric and parametric geoacoustic methods and also by methods of natural geoacoustic emission and impulse geoelectromagnetic emission (method PIEMPZ (NIEMFE)) fields. By seismological data the features of seismotectonic process in one of the typical seismogenic zones of faulting kinematics in the Beregovo hill-land area in Ukrainian Transcarpathians were traced. Originality. By the data of the physical modeling the typical time-spatial regularities of evolution of processes of subvertical ruptures formations and their dependence from the break dip angle and speed of displacement of basis unit were determined. By the data of long-term field geoacoustic, extenzometric and tiltmetric researchec on observation points network in the area of Beregovo hill-land in Ukrainian Transcarpathians high geodynamic activity of such subvertical fractured zones and the relationship of deformation processes in them with the geodynamics of the crust of Transcarpathians and all the Earth was found. By complex of seismological, geological and geodetic data on example of typical earthquakes of Beregovo seismogenic zone in the Ukrainian Transcarpathians (zone at the intersection of Perypannonian (west - northwest direction) and Beregovo meridional fault - zone of horst-graben (“keyboard”) tectonics distribution) the features of faulting zones seismotectonics was traced. Practical significance. The researches results make it possible, on the one hand, more reliably predict (and therefore monitor) zone of near-surface effects display from deep SVShZ, and on the other hand, on the results of surface studies to predict the presence, location and characteristics of deep SVShZ and the nature and characteristics of geodynamic and seismotectonic processes in these zones. It is important for seismology and geodynamic monitoring, for searching for oil and gas and other minerals, for engineering geology and geophysics, for geoecology and others.
Прогнозування нафтогазоперспективних ділянок у межах південно-західної частини Срібненської депресії Дніпровсько-Донецької западини за даними гравірозвідки
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Анікеєв, С. Г.; Шуровський, О. Д.
Мета. Метою роботи є інтерпретація гравіметричних матеріалів з використанням даних сейсморозвідки для виявлення зон розущільнення у товщах візейських карбонатів Срібненської депресії Дніпровсько-Донецької западини. Ці зони ймовірно пов’язані з розвитком перспективних на поклади вуглеводнів масивів органогенних вапняків. Методика. Методика досліджень полягає в інтерпретації локальних аномалій поля сили тяжіння масштабу 1:50000, матеріалів детального високоточного гравітаційного знімання та у моделюванні розподілу густин у межах товщ візейських карбонатів по профілях і ділянках, де проведено сейсмічну розвідку. Гравітаційне моделювання виконано за допомогою авторських комп’ютерних технологій рішення 2D і 3D обернених задач гравірозвідки. Результати. За фондовими гравіметричними матеріалами побудовано карти локальних аномалій поля сили тяжіння. Виявлено низку від’ємних локальних аномалій, пов’язаних з пастками вуглеводнів. За матеріалами профільних високоточних гравіметричних спостережень по сейсмічних профілях виконано моделювання розподілу густин у межах карбонатної “плити”. За результатами комп’ютерної інтерпретації детальних площинних гравіметричних спостережень масштабу 1:10000, які проведено на Гнідинсько-Білоусівській площі, побудовано тривимірну модель розподілу густини у межах візейських карбонатів. За результатами 2D і 3D гравітаційного моделювання виявлено зони розущільнених карбонатів, які тяжіють до піднятих ділянок поверхні карбонатної “плити” і до ділянок підвищеної товщини карбонатів, у межах яких, за даними сейсморозвідки, прогнозовано розвиток біогермних споруд. У тривимірній детальній густинній моделі, крім зон розущільнення ізометричної або складної форми, виявлено кільцеві аномалії розущільнення, що оточують ущільнені карбонати. Результати моделювання використано для дослідження перспектив Гнідинсько-Білоусівської площі ДДЗ на нафтогазоносність. Наукова новизна. Показано, що у складних геолого-геофізичних умовах засто¬сування високоточної гравірозвідки і комп’ютерних технологій інтерпретації її матеріалів є недорогим і геологічно ефективним інструментом вирішення завдань детального розчленування за густиною об’єктів незначної потужності в об’ємі і по розрізу, навіть, на великих глибинах (більше ніж 4000 м). Практична значущість. Встановлено, що комп’ютерна переінтерпретація фондових кондиційних гравіметричних карт масштабу 1:50000 значно підвищує їх інформативність та може бути основою для виявлення нових ділянок, перспективних на пошуки і розвідку родовищ нафти і газу. Детальне тривимірне гравітаційне моделювання дало змогу окреслити перспективні густинні аномалії: локальні зони розущільнення та зони ущільнення, що обрамлені аномаліями розущільнення. Цель. Целью работы является интерпретация гравиметрических материалов с использованием данных сейсморазведки для выявления зон разуплотнения в толщи визейских карбонатов Сребненской депрессии Днепровско-Донецкой впадины. Эти зоны могут быть связаны с развитием перспективных на месторождения углеводородов массивов органогенных известняков. Методика. Методика исследований заключается в интерпретации локальных аномалий поля силы тяжести масштаба 1:50000, материалов детальной высокоточной гравитационной съемки и моделировании распределения плотностей в пределах толщ визейских карбонатов по профилям и участкам, где проведена сейсмическая разведка. Гравитационное моделирование выполнено с помощью авторских компьютерных технологий решения 2D и 3D обратных задач гравиразведки. Результаты. По фондовым гравиметрическим материалам построены карты локальных аномалий поля силы тяжести. Выявлен ряд отрицательных локальных аномалий, связанных с залежами углеводородов. По материалам профильных высокоточных гравиметрических наблюдений по сейсмическим профилям выполнено моделирование распределения плотностей в пределах карбонатной “плиты”. По результатам компьютерной интерпретации детальных площадных гравиметрических наблюдений масштаба 1:10000, проведенных на Гнидинско-Белоусовской площади, построена трехмерная модель распределения плотностей в пределах визейских карбонатов. По результатам 2D и 3D гравитационного моделирования выявлены зоны разуплотнения карбонатов, которые тяготеют к приподнятым участкам поверхности карбонатной “плиты” и к участкам повышенной толщины карбонатов, в пределах которых по данным сейсморазведки прогнозировались биогермные постройки. В трехмерной детальной штотностной модели кроме зон разуплотнения изометрической или сложной форм выявлены кольцевые аномалии разуплотнения, которые обрамляют уплотненные карбонаты. Результаты моделирования использованы для исследования перспектив Гнидинско-Белоусовской площади ДДВ на нефтегазоносность. Научная новизна. Доказано, что в сложных геолого-геофизических условиях применение высокоточной гравиразведки и компьютерных технологий интерпретации ее материалов является недорогим и геологически эффективным инструментом решения задачи детального расчленения по плотности объектов незначительной мощности в объеме и в разрезе, даже, на больших глубинах (более 4000 м). Практичекая значимость. Практика свидетельствует, что компьютерная переинтерпретация фондовых кондиционных гравиметрических карт масштаба 1:50000 значительно повышает их информативность и может быть основой для выявления новых участков, перспективных на поиски и разведку месторождений нефти и газа. По данным детального трехмерного гравитационного моделирования оконтурены перспективные плотностные аномалии: локальные зоны разуплотнения и зоны уплотнения, которые обрамлены аномалиями разуплотнения. Purpose. The purpose of the article is the interpretation of the gravity data with using the seismic data for revealing of zones of decompression with high porosity in the Visean carbonate of the Srebnenska depression (within Dnepro-Donetsk Basin). These zones may be associated with the development of organic Limestone massives, which are promising for hydrocarbon deposits. Methodology. The studying methods include a interpretation of local anomalies of the Gravity field of Scale 1:50 000, data of the detailed and precise gravity survey and modeling of the distribution of densities within the Visean carbonate thickness on zones and along profiles, where a seismic research has been done. The gravity modelling has been done with the help of some copyrights computer technology in 2D and 3D direct and inverse problems of gravity. Results. Local anomaly maps of the gravity field have been designed with the help of stock gravimetric materials. Identified a number of negative local anomalies are associated with the hydrocarbon deposits. According to the materials of specialized precision gravity observations from seismic profiles modeled density distribution within the carbonate "plate". According to the results of computer interpretation of detailed gravimetric observations of scale of 1:10,000, carried out in the region of Gnidynsko-Belousivska square, built a three-dimensional model of the density distribution within the Visean carbonate. According to the results of 2D and 3D gravity modeling there were zones of carbonate decompression revealed, which tend to the elevated surface areas of the carbonate "plate" and to the areas with increased carbonate thickness within which bioherm constructions were predicted by seismic data to be situated. In this detailed three-dimensional density model in addition to the decompression of isometric zones or complex forms there are also circle anomalies of decompression, which cover sealed carbonates, has been revealed. The simulation results are used to study the prospects Gnidynsko-Belousivska Square of DDB for petroleum potential. Originality. It’s proved that in complex geological-geophysical conditions the use of high-precized gravity research and computer technology of interpretation of its materials is actually inexpensive and geologically effective instrument of solving of a detailed discomposition task for low power density of objects in the volume and in the section, even in the depths more than 4000 m. Practical significance. On practice its shown that the computer re-interpretation of its conditioning stock gravimetric maps of scale 1:50 000 significantly increases its informative value and it can be the basis for the identifying of new sites, that are promising for the prospecting and exploration of oil and gas. According to of three-dimensional detailed model has allowed outlining prospective density anomalies: local zones and decompression zones, which are framed by the anomalies of decompression.
Прогнозування нафтогазоводонасиченості порід різної літології та геодинамічного генезису у розрізах свердловин
(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Скакальська, Л. В.; Назаревич, А. В.
Мета. Метою роботи є розробка методики прогнозування нафтогазоводонасиченості порід у розрізах свердловин за даними акустичного (сейсмічного) каротажу (АК, СК) і кернових досліджень (КД) та апробація її для дослідження геологічних розрізів свердловин з породами різної літології та геодинамічного генезису. Методика. Основою методики є теоретично встановлені співвідношення між пружними параметрами порід, що враховують вплив діючого тиску (глибини), пористості, нелінійної пружності відповідно до структурних і розсіювальних особливостей гірських порід (шаруватості, мікро-пористості). З використанням параметричної бази даних для порід-колекторів конкретних територій та геологічних структур встановлюються емпіричні залежності між фізичними та колекторськими властивостями породи. Порівнюючи результати обчислення швидкостей за теоретичними та емпіричними залежностями зі фактичними даними АК прогнозується тип заповнювача пор. Для випадків відсутності даних АК (СК) для досліджуваних свердловин чи окремих інтервалів їх розрізів розроблено варіант методики з встановленням і використанням кореляційних співвідношень та даних гамма-каротажу (ГК). Програмне забезпечення для реалізації методики розроблено в середовищі Fortran i Excel. Результати. Розроблена методика апробована на даних сверловин ряду структур Західного нафтогазоносного регіону України (Залужанської, Ліщинської, Бучачської, Лудинської). Для окремих свердловин виявлено не зафіксовані попередніми дослідженнями тонкі (від 0,1 м) прошарки зі суттєвою пористістю і заповненням газом, водою, нафтою, а також прошарки з практично нульовою пористістю, які можуть слугувати екранами. Простежено зміни пружних (швидкостей пружних хвиль, модуля зсуву, стисливості, модуля об’ємного стиску, густини тощо) та колекторських (пористості) характеристик наявних у розрізах досліджуваних свердловин порід (глин, мергелів, алевролітів, вапняків, пісковиків, сланцевих товщ) в залежності від тиску (глибини). На основі цих даних спрогнозовано нафтогазоводонасиченість (пористість та тип заповнювача пор) досліджених горизонтів розрізів. Простежено відмінності у пружних та колекторських характеристиках порід різного віку, типу та геодинамічного генезису - теригенно-карбонатних (карбон, девон), карбонатних (девон, силур, кембрій), теригенних (девон, силур). Наукова новизна. Новизною дослідження є методичні підходи до математичного моделювання порід- колекторів як пористого пружного геофізичного середовища з використанням у теоретичних розрахунках параметра стисливості порід та емпіричних кореляційних співвідношень між пружними параметрами, пористістю та флюїдонасиченістю порід за даними АК і ГК. Новими є самі емпіричні кореляційні співвідношення, що пов’язують ефективний тиск, пористість і стисливість для сухої та насиченої рідиною породи. Вони придатні для дослідження геологічних розрізів конкретних свердловин, для порід різного типу та геодинамічного генезису. Також новим результатом є вперше спрогнозовані у розрізах низки свердловин тонкі нафто-, водо-, газонасичені шари і прошарки. За розрахунками також відстежуються зони низьких швидкостей. Практична значущість. Методика забезпечує надійне прогнозування фізичних характеристик і нафтогазоводонасиченості пластів порід різної товщини (включаючи тонкі пласти - від 0,1-0,2 м) у розрізах свердловин: коефіцієнта пористості, пружних модулів, виявлення за даними АК (СК, ГК) типу флюїдонасичення, виявлення пасток неструктурного типу. Побудовано вирази для обчислення коефіцієнтів до відповідних емпіричних співвідношень, справедливих для довільного геологічного регіону з наявною параметричною базою даних. Цель. Цель работы - разработка методики прогнозирования нефтегазоводонасыщения пород в разрезе скважин по данным акустического (сейсмического) каротажа (АК, СК) и кернових исследований (КД) и апробация ее для исследования геологических разрезов с породами разной литологии и геодинамического генезиса. Методика. Основой методики являются теоретически установленные соотношения между упругими параметрами пород, учитывающие влияние давления (глубины), пористости, нелинейной упругости с учетом структурных и рассеивающих особенностей горных пород (слоистость, микропористость). С использованием параметрической базы данных для пород-коллекторов конкретных территорий и геологических структур строятся эмпирические зависимости между физическими и коллекторскими свойствами породы. Сравнением результатов вычисления скоростей по теоретическим и эмпирическим зависимостям с фактическими данными каротажа прогнозируется тип заполнителя пор. Для случаев отсутствия данных АК (СК) для скважин или отдельных интервалов их разрезов разработан вариант методики с установлением и использованием корреляционных соотношений и данных гамма каротажа (ГК). Программное обеспечение для реализации методики разработано в среде Fortran и Excel. Результаты. Разработанная методика апробирована на данных скважин ряда структур Западного нефтегазоносного региона Украины (Залужанской, Лищинской, Бучачской, Лудинской). Для отдельных скважин выявлены не зафиксированные предыдущими исследованиями тонкие (от 0,1 м) прослойки с существенной пористостью и заполнением газом, водой, нефтью, а также прослойки с практически нулевой пористостью, которые могут служить экранами. Прослежены изменения упругих (скоростей упругих волн, сдвига, сжимаемости, объемного сжатия, плотности и т.п.) и коллекторских (пористости) характеристик имеющихся в разрезах исследуемых скважин пород (глин, мергелей, алевролитов, известняков, песчаников, сланцевых толщ) в зависимости от давления (глубины). По этим данным спрогнозировано нефтегазоводонасыщение (пористость и тип заполнителя пор) исследованных горизонтов разрезов. Прослежены отличия в упругих и коллекторских характеристиках пород разного возраста, типа и геодинамического генезиса - терригенно-карбонатных (карбон, девон), карбонатных (девон, силур, кембрий), терригенных (девон, силур). Научная новизна. Новизной этого исследования являются методические подходы с использованием в теоретических расчетах параметра сжимаемости пород и эмпирических корелляционных соотношений по данным АК и ГК. Новыми являются сами эмпирические корелляционные соотношения, связывающие эффективное давление, пористость и сжимаемость для сухой и насыщенной жидкостью породы для геологических разрезов конкретных скважин, для пород разного типа и геодинамического генезиса. Также новым результатом являются впервые спрогнозированные в разрезах ряда скважин тонкие нефте-водо- газонасыщенные слои и прослойки. По расчетам также отслеживаются зоны низких скоростей. Практическая значимость. Методика обеспечивает надежное прогнозирование физических характеристик и нефтегазоводонасы- щения пластов пород разной толщины (включая тонкие пласты - от 0,1-0,2 м) в разрезе скважин: коэффициента пористости, упругих модулей, выявления по данным АК (СК, ГК) типа флюидонасыщения, выявление ловушек неструктурного типа. Построены выражения для вычисления коэффициентов к соответствующим эмпирическим соотношениям, справедливым для любого геологического региона с имеющейся параметрической базой данных. Purpose. The aim of the work is developing the methodology of the prediction of oil-gas-water-saturation of rocks in open-casts of wells based on the data of acoustic (seismic) logging (AL, SL) and core research (CR) and its approbation for wells’ geological open-casts research of rocks of different lithology and geodynamic genesis. Methodology. The methodology is based on the theoretical relations between the elastic parameters of rocks, taking into account the influence of operating pressure (depth), porosity, nonlinear elasticity according to the structural and dispersive features of rocks (stratification, microporosity). The empiric dependences between physical and collector properties of rocks with the use of parametric database for rock-collectors of particular territories and geological structures are built. The type of rock pores is predicted by a comparison of the results of speed calculations according to theoretical and empiric dependences with the factual data of AL. In the case of AL (SL) data lack for the investigated wells or separate intervals of their open-casts, a version of the methodology with the establishment and use of correlation relations and gamma logging (GL) data has been developed. The software for the methodology realization is worked out in the Fortran and Excel environment. Results. The developed methodology has been tested on the well’s data of a number of structures of the Western oil-gas bearing region of Ukraine (Zaluzhans’ka, Lishchyns’ka, Buchachs’ka, Ludyns’ka). For separate wells there were detected not fixed by the previous research thin (from 0,1 m) layers with substantial porosity and filled with gas, water or oil, and also layers with practically zero porosity which can serve as screens. Changes of the elastic (the elastic waves’ velocities, the shear modulus, compressibility, the modulus of bulk compression, density, etc.) and collector (porosity) characteristics of the rocks in the open-casts of the investigated wells (clay, marl, siltstone, limestone, sandstone, shale strata) depending on the pressure were studied. On the basis of these data, oil-gas-water-saturation (porosity and the type of the pore filler) of the investigated horizons of the out¬casts has been predicted. The differences in elastic and collector characteristics of rocks of different age, type and geodynamic genesis, such as terrigenous-carbonous (Carbonian, Devonian), carbonous (Devonian, Silurian, Cambrian), terrigenous (Devonian, Silurian) were investigated. Originality. The novelty of the research consists in methodical approaches with the use of a compressibility parameter of rocks and empirical correlation relations in the theoretical calculations on the basis of the AL or GL data. New are the empiric correlation relations, linking effective pressure, porosity and compressibility for both types of rocks: dry and saturated by liquid for geological open-casts of particular wells, for rocks of different type and geodynamic genesis. Also the new results are thin oil-gas-water-saturated layers and interlayers which are predicted for the first time in the open- casts of a number of wells. By calculations zones of low velocity also are traced. Practical significance. The methodology ensures a reliable prediction of the physical characteristics and oil-gas-water-saturation of rocks layers of different thickness (including thin layers - from 0,1-0,2 m) by the data of AL (SL, GL) in wells’open- casts: the porosity coefficient, elastic modules; the type of pore saturation and detecting of nonstructural type traps. The expressions are built for the calculation of coefficients for the corresponding empiric relations which are good for any geological region with available parametric database.