Анотація до роботи:

Лобасов О. П. Моделі формування порових систем теригенних порід (на прикладі кам’яновугільних відкладів ДДз. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 04.00.21 – літологія. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2003.

Робота присвячена розробці математичних моделей порових систем та кількісних методів аналізу інформації в контексті проблеми прогнозу неантиклинальних пасток вуглеводнів.

Запропоновано математичну модель порового середовища гранулярного колектора та методику оцінки його параметрів за гранулометричним складом для прогнозу фільтраційно–ємнісних властивостей та палеофаціальних умов утворення пасток.

Розроблено комп’ютерну методику палеоструктурного аналізу з урахуванням ущільнення порід. Зроблено кількісну оцінку ефекту ущільнення в платформеному структуроутворенні. Розроблено комп’ютерну методику оцінки неотектонічної активності порушень.

Розроблено математичну модель масопереносу з перерозподілом пористості в процесі водної фільтрації в межах тектонічних блоків та виконано кількісну оцінку її впливу на утворення та просторовий розподіл вториннопорових резервуарів.

В результаті проведених досліджень:

1. Розроблена і пройшла перевірку на реальному матеріалі математична модель порового середовища, яка дозволяє оцінювати такі його параметри, як “скелетна”, первинна та вторинна пористість, радіус і площа поверхні пор, та параметри їх розподілів. Встановлено регресійні зв’язки між ними та між ними і параметрами гранулометричного складу, які несуть нову літологічну інформацію і мають перспективу застосування в палеогеографії та при оцінці ємнісно-фільтраційних властивостей параметрів порового середовища.

2. Розглянуто існуючі моделі фізичного ущільнення теригенних порід, здійснено вибір моделі, її вдосконалення та випробовування. Зроблена математична постановка задачі і запропонована методика палеоструктурного аналізу з урахуванням ущільнення порід. Розроблено окремі літологічні задачі моделюванні палеотовщин та початкових палеотовщин горизонтів, які мають важливе палеогеографічне значення. Методика дозволяє оцінити вклад ущільнення порід в процес структуроутворення та вплив на фізичні властивості шарів (акустичні швидкості) і макровластивості осадових комплексів, такі як швидкість осадконакопичення, горизонтальні палеоструктурні градієнти. Методика використана для розрахунку палеорозрізів свердловин за даними їх детальних літологічних розрізів.

3. Проведено просторовий статистичний аналіз систем диз’юнктивних порушень Дніпровсько-Донецької западини, запропонована методика оцінки ступенів неотектонічної активності та успадкованості порушень і картування просторової щільності порушень в програмному середовищі Геоінформаційних Систем. Методика може бути використана для оцінки флюїдопровідності порушень при визначенні областей латеральної фільтрації, ступеню дислокованості території та її впливу на розвиток тріщинуватості колекторів і покришок.

4. Виконана оцінка швидкості осадконакопичення по великій кількості свердловин Дніпровсько-Донецької западини та знайдено вид її залежності від часу. Дана функція може використовуватися при палеотектонічних, палеотемпературних та палеогідродинамічних реконструкціях.

5. Одержана залежність пластової палеотемператури від швидкості осадконакопичення, сучасного геотемпературного градієнту, віку пласта та часу, що минув з моменту його утворення. Вид функції визначається з фізичних міркувань, її параметри - на емпіричному матеріалі палеотемпературних досліджень. Запропонована методика реконструкції регіональних палеотеплових потоків та палеотемпературних градієнтів. Методика може використовуватися для побудови палеокарт теплових потоків, пластових палеотемператур, які, в свою чергу, знаходять застосування при моделюванні фізико-хімічних процесів літогенезу, зокрема, генерації вуглеводнів і СО₂ з розсіяної органічної речовини та формування хімічної системи теригенного колектора.

6. За даними про елементний склад вугілля, сапропеліто-гумітів та сапропелітів на різних стадіях метаморфізму органічної речовини розраховано склад летких продуктів реакцій її розкладу для кожної стадії за методикою В.А. Успенського. Знайдено аналітичні залежності концентрацій СО₂ та СН₄ від температури.

7. Виходячи з припущення про те, що літогенез відкладів в Дніпровсько-Донецькій западині, принаймні до часу утворення соленосної товщі нижньої пермі, проходив в умовах низької мінералізації, знайдені аналітичні залежності концентрацій іонів Са²⁺ (розчинність СаСО₃) та Н⁺ (рН) від температури та концентрації СО₂ в поровому розчині. Показано, що характер зміни концентрації кальциту в розчині при зростанні температури в процесі літогенезу залежить від концентрації СО₂ : при низьких концентраціях останнього (що означає низький вміст розсіяної органічної речовини в породі) його концентрація зменшується, при високих (високий вміст розсіяної органічної речовини в породі) – збільшується. В останньому випадку концентрація кальциту в розчині набагато більша, що робить процес перерозподілу пористості і утворення вториннопорових резервуарів в потенційно нафтогазоносних товщах набагато інтенсивнішим.

8. Виходячи з припущення про те, що головним чинником лужно-кислотних властивостей пластового середовища є концентрація СО₂, за результатами пп. 6, 7 знайдені аналітичні залежності розчинності СаСО₃ та рН від швидкості осадконакопичення і палеоградієнту температури. Побудовані графіки залежності розчинності СаСО₃ та рН від глибини для різних швидкості осадконакопичення і палеоградієнту температури. По рН на них виділені інтервали, сприятливі для розпаду колоїдного розчину кремнезему (5

9. Виконана постановка задачі моделювання масопереносу в теригенному колекторі в процесі водної фільтрації в межах тектонічних блоків довільної конфігурації з внутрішніми границями. Розв’язана задача формування вториннопорових резервуарів для двох тектонічних блоків, виділених по порушеннях в кристалічному фундаменту Дніпровсько-Донецької западини. Оцінено масштаб перерозподілу пористості за різних геологічних умов. Показано, що величина перерозподілу пористості може досягати 4%. Оскільки процес перерозподілу пористості при латеральній водній фільтрації є випереджаючим по відношенню до основної фази нафтогазоутворення, утворення вториннопорових резервуарів на одних ділянках і цементація пор на інших могли суттєво впливати на просторову локалізацію цього процесу.

Методики, запропоновані в даній роботі, дозволяють прогнозувати зони, сприятливі для утворення порових резервуарів вуглеводнів з позицій палеогеографії, палеотектоніки та палеогідродинаміки на обмеженій відомостями про літологію виборці даних. Інформація про структуру представлена стратиграфічними розбивками для невеликої кількості свердловин і сейсмоструктурними картами, літологічні дані – гранулометрією та аналізами керну в цих же свердловинах.

Всі задачі програмно реалізовані автором в середовищі ArcView – Fortran Power Station.

Публікації автора:

1. Волков В.А., Гребенников С.Е., Лобасов А.П., Мироненко В.И. Моделирование геологического строения объектов, осложненных нарушениями с наклонными поверхностями сместителей // Математические методы и автоматизированные системы в геологии. Отечественный производственный опыт. Экспресс-информация. – М.: ВИЭМС, 1985. – Вып. 9. – С. 1-7.

2. Гребенніков С.Є., Лобасов О.П., Жуков М.Н. Концепція геолого-математичного моделювання в середовищі ГІС // Вісник Київського національного університету. Геологія. – 2000р. – Вип. 17. –С. 68-69.

3. Гребенніков С.Є. Лобасов О.П. Геолого–математичне моделювання і географічні інформаційні системи в задачі моніторингу седиментаційних басейнів // Вісник Київського національного університету. Геологія. – 2001р. – Вип. 19. – С. 28–31.

4. Лобасов А.П., Гребенников С.Е., Мироненко В.И. Опыт разработки иинтерфейса с картографической базой данных в среде ArcView (на примере геоинформационной системы “Нефть и газ Украины”) // Сб. тезисов семинара “Компъютерные технологии в региональных геолого-съемочных, поисковых, и разведочных работах на твердые полезные ископаемые”, 30 марта – 2 апреля 1998 г. – Киев.

5. Лобасов А.П., Гребенников С.Е., Мироненко В.И. Геоинформационная система “нефть и газ Украины”. Состояние и перспективы развития // Материалы 5-й Междунар. конф. ”Нефть и газ Украины-98”, 15-17 сентября 1998 г. – Полтава. – Т. 1. – С. 79-80.

6. Лобасов О.П. Гребенніков С.Є. Геоінформаційна система аналізу даних у нафтогазовій геології // Мінеральні ресурси України. – 2000. – №3 – С. 34-36.

7. Лобасов О.П. Можливості просторового аналізу інформації в ArcView-системі “Нафта і газ України” // Сб. науч. тр. национальной горной академии Украины. – 2000. – 1, №9. – С. 226-230.

8. Лобасов О.П. Новий метод кількісної оцінки параметрів порового середовища за даними гранулометричного аналізу // Зб. тез Міжнар. наук. конф. “Геофізичний моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища”, 10–12 жовтня 2000 р. – Київ.

9. Лобасов О.П. Метод оцінки параметрів порового середовища за гранулометричним складом // Мінеральні ресурси України. – 2001. – №2. – С. 24–25.

10. Волков В.А., Гребенников С.Е., Иванов С.А., Кац В.В., Лаптев А.А., Лобасов А.П., Мироненко В.И. Система обработки данных для решения задач разведки нефтяных и газовых месторождений “Горизонт-83” // Разработка и создание АСУ-Геология. – М.: ВИЭМС, 1983. – Вып. 9(49) – 63 с.

11. Шехунова С.Б., Лобасов О.П. Просторовий статистичний аналіз систем тектонічних порушень Дніпровсько-Донецької западини та його застосування // Геологія і геохімія горючих копалин. – 2001. – №1. – С. 73–79.