Потемка А.К., Токарев М.Ю., Буланова И.А., Кудинов А.А., Яковенко А.Д., Бабушкина К.В. «Эффективность мультичастотных сейсмоакустических наблюдений для изучения разреза четвертичных отложений в северной части Карского моря» Геофизика, № 2, с. 2-9 (2023)

Запрос индустрии на комплексные морские исследования верхней части геологического разреза дополняется требованием к максимальной экономической эффективности выполнения полевых изысканий, особенно в Арктическом регионе. Мультичастотные сейсмоакустические исследования – это один из инструментов решения поставленной задачи, позволяющий извлекать информацию о разрезе в различных диапазонах частот с высокой детальностью, а также с высокой степенью достоверности интерпретировать сложные геологические объекты, такие как палеоврезы сложной морфологии, газонасыщенные толщи, ледниковые и мерзлотные образования, склоновые процессы. В данной статье будет описан опыт выполнения мультичастотных сейсмоакустических исследований в северной части Карского моря в рамках морской экспедиции TTR-21.

Токарев М.Ю., Рыбалко А.Е., Терехина Я.Е., Росляков А.Г. «Опасные геологические процессы и явления в Баренцевом и Карском морях по данным сейсмоакустического профилирования» Геофизика, № 2, с. 10-20 (2023)

Рассматриваются вопросы опасных геологических процессов и явлений (ОГПЯ) применительно к морям Западно-Арктического шельфа РФ – Баренцеву и Карскому. Изучению этих процессов в настоящее время придается большое значение в связи с активным инженерным освоением морского дна и разведкой целого ряда подводных нефтегазовых месторождений. Рассматривается роль в изучении ОГПЯ геофизических методов, в том числе сейсморазведки высокого и сверхвысокого разрешения (СВР и ССВР), акустического профилирования (АПр), гидролокации бокового обзора (ГЛБО) и многолучевого эхолотирования (МЛЭ). Последовательно рассматриваются особенности выделения по геофизическим данным скоплений газов различного происхождения в донных отложениях. Распространение локальных неоднородностей дна как следствие проявления ледниковых процессов, эрозии морского дна потоками талых и речных вод и т.д. Особое внимание уделено вопросам нахождения на шельфе указанных морей многолетних мерзлых пород. Сделан вывод, что комплексное использование геофизических методов для выявления ОГПЯ должно являться необходимым при инженерно-геофизических изысканиях.

Аксенов А.О., Пирогова А.С., Рыбалко А.Е., Токарев М.Ю., Потемка А.К., Дудков И.Ю., Бирюк М.А. «Признаки сартанского оледенения южной части Северо-Карского шельфа по данным геофизических исследований в рейсе TTR-21» Геофизика, № 2, с. 21-28 (2023)

В ходе экспедиции плавучего университета ЮНЕСКО – МГУ TTR-21 (21-й экспедиции по программе Training Through Research) в северной части Карского моря по геофизическим данным были диагностированы признаки последнего сартанского оледенения (МИС-2 – морская изотопная стадия 2, поздний неоплейстоцен). Геофизические исследования включали в себя мультичастотную сейсморазведку сверхвысокого разрешения в диапазоне 150–1000 Гц, трехчастотное акустическое профилирование (7, 17,5 и 42 кГц) и многолучевое эхолотирование. В данной статье охарактеризованы обнаруженные ледниковые формы рельефа, их морфология и строение. Рассмотрены такие формы, как конусы выноса талых ледниковых вод, напорные гряды, озы, гряды отступания, аккумулятивные валы зоны всплывания. Подтверждена приуроченность оледенения к Центрально-Карской возвышенности.

Замотина З.С., Хлебникова О.А., Терехина Я.Е., Росляков А.Г., Репкина Т.Ю., Рыбалко А.Е., Колюбакин А.А. «Определение границы максимального распространения последнего оледенения по данным сейсмоакустики и многолучевого эхолотирования (юго-западная часть Карского моря)» Геофизика, № 2, с. 29-39 (2023)

Представлены результаты анализа данных сейсморазведки в нескольких частотных диапазонах, полученных в разные годы компаниями, занимающимися освоением Арктики, в юго-западной части Карского моря. По данным 2D-сейсморазведки стандартного (СР), высокого (СВР), сверхвысокого (ССВР) разрешения, а также акустического профилирования (АПр) и многолучевого эхолотирования (МЛЭ) прослежены основные закономерности в строении верхнечетвертичного разреза и идентифицированы формы рельефа различного генезиса. На западе района работ (в пределах Восточно-Новоземельского желоба) обнаружены морены Де Гира, мегамасштабная ледниковая штриховка, западины, связанные с вытаиванием «мертвого» льда. Восточнее (в районе Западно-Карской ступени) выделены мелкохолмистые равнины, сформировавшиеся, вероятно, при деградации многолетнемерзлых пород; термокарстовые котловины, пингообразные структуры, оползни, складки гравитационного оползания и нагнетания. На востоке района работ (в зоне Ямало-Гыданской отмели) найдены термокарстовые котловины, останцы дочетвертичных отложений, покмарки, пингообразные формы рельефа, а также эрозионные врезы. В результате выделены три области распространения комплексов форм различного генезиса: гляциальная (преобладание денудационных, в том числе экзарационных и эрозионных, процессов), переходная (распространение приледниковых эрозионных форм и аккумулятивных тел и флювиальных конусов выноса), перигляциальная (распространение субаэрального рельефа). Уточнено положение границы максимального распространения ледникового покрова последнего оледенения (МИС-2).

Хлебникова О.А., Соловьева М.А., Терехина Я.Е., Репкина Т.Ю., Горбачев С.В., Гончарова А.М. «Комплексный анализ геолого-геофизических данных для уточнения границы максимального распространения последнего покровного оледенения в Печорском море» Геофизика, № 2, с. 40-48 (2023)

Комплексный анализ доступных геофизических данных (сейсморазведки разного разрешения, сейсмоакустики, многолучевого эхолотирования), данных малоглубинного бурения, а также опубликованных материалов по распространению на шельфе форм ледникового рельефа позволил уточнить границу максимального распространения на шельфе Печорского моря последнего неоплейстоценового (валдайского) оледенения, а также охарактеризовать процессы, происходившие в перигляциальной зоне. Для поиска объектов в приповерхностной части разреза в региональном масштабе необходимо использовать все имеющиеся материалы, в том числе данные стандартной сейсморазведки 2D/3D, с применением специальной обработки для верхней части разреза.

Яковенко А.Д., Замотина З.С., Пирогова А.С., Токарев М.Ю. «Возможности применения спектрально-временного анализа для оценки частотно-зависимого затухания по данным мультичастотной сейсморазведки» Геофизика, № 2, с. 49-54 (2023)

Показаны результаты спектрально-временного анализа 3D сейсмоакустических данных МОГТ (метода отраженных волн в модификации общей глубинной точки) стандартного (СР) (частотный диапазон – 5–120 Гц), высокого (СВР) (90–500 Гц) и сверхвысокого (ССВР) (150–750 Гц) разрешения. Спектрально-временной анализ включал разложение сейсмических трасс на спектрограммы с использованием спектрально-временного преобразования Стоквелла. По полученным спектрограммам выявлены области интерференции, которые были учтены при выборе интервалов разреза для количественной оценки затухания. Анализ частотно-зависимого затухания сейсмических сигналов был основан на использовании метода сдвига центральной частоты.

Пирогова А.С., Щуплов П.А., Понимаскин А.И., Хлебникова О.А., Хортов А.В., Мятчин К.М. «Мониторинг опасных геологических процессов и явлений в верхней части разреза Черноморского шельфа при помощи акустической инверсии данных 3D инженерной сейсморазведки МОВ-ОГТ разных лет» Геофизика, № 2, с. 55-64 (2023)

Представлена оценка изменения интенсивности и пространственного распределения сейсмоакустических аномалий на шельфе Черного моря, связанных с повышенной газонасыщенностью отложений в верхней части разреза и представляющих потенциальные риски для проведения буровых работ. Изменения рассматриваются на временном промежутке в 2,5 года, с сентября 2019 по февраль 2022 г. Оценка проводилась по двум наборам данных 3D-сейсморазведки МОВ-ОГТ (метода отраженных волн в модификации общей глубинной точки) сверхвысокого разрешения (ССВР), полученным в 2019 и 2022 гг. Указанные сейсмические съемки из-за различий в параметрах методики нельзя отнести к классической 4D мониторинговой съемке. В первую очередь различия связаны с параметрами используемых источников возбуждаемых колебаний и, соответственно, частотным составом двух наборов данных 2019 и 2022 гг. Для оценки изменения свойств среды с течением времени по этим наборам данных предлагается выполнять амплитудную инверсию. Амплитудная сейсмическая инверсия учитывает форму импульса сейсмических данных при оценке моделей акустических (или упругих) свойств среды. Таким образом, влияние отличий в частотном составе сейсмических данных разных лет на результаты интерпретации минимизируется. Синтетические исследования показали целесообразность проведения мониторинга по моделям акустического импеданса, полученным в результате инверсии данных 3D ССВР, характеризующихся различным частотным составом и различной формой импульса. Применение акустической инверсии на полевых данных 3D СсВр 2019 и 2022 гг. позволило оценить изменения в пространственном положении и интенсивности проявления аномалий, связанных с газонасыщенностью в приповерхностном слое, с течением времени, а также определить возможные пути миграции флюида.

Пирогова А.С., Чегодаева А.Е., Миронюк С.Г. «Изучение газовых гидратов в глубоководной части Охотского моря по данным мультичастотной 3D-сейсморазведки: Часть 1. Методика» Геофизика, № 2, с. 65-75 (2023)

В глубоководной части Охотского моря вблизи о. Сахалин на глубинах более 380 м в верхней части разреза распространены газовые гидраты, что было неоднократно подтверждено пробоотбором. Наряду с газонасыщенными отложениями газовые гидраты представляют потенциальную опасность для строительства морских сооружений нефтегазового комплекса и проведения буровых работ. Для детальной характеристики верхней части разреза и выявления интервалов разреза, осложненных присутствием газовых гидратов, на шельфе Охотского моря необходимо проводить полный комплекс геолого-геофизических исследований, включающий в себя донное опробование грунтов и инженерно-геологическое бурение. Однако в глубоководных условиях проведение таких исследований затруднено. При отсутствии инженерно-геологических скважин и выработок глубокого бурения основным источником информации о строении среды является трехмерная (3D) сейсморазведка по методу отраженных волн (МОВ) в модификации общей глубинной точки (МОГТ). В настоящей работе представлена методика изучения газовых гидратов в глубоководной части Охотского моря до данным сейсморазведки МОВ-ОГТ в трех частотных диапазонах от 5 до 1200 Гц. Предложенная методика включает визуальный анализ волнового поля (поиск так называемых отражающих границ BSR (bottom simulated reflectors), соответствующих нижней границе зоны стабильности газовых гидратов) на сейсмических изображениях различного частотного состава, моделирование границы стабильности газовых гидратов с учетом термобарических условий, анализ кинематических и динамических характеристик отраженных волн. Предложенный подход к анализу отраженных продольных упругих волн, включающий в себя AVO-моделирование, AVO-анализ и динамические инверсионные преобразования, можно рекомендовать для изучения газовых гидратов на шельфе Сахалина по данным сейсморазведки.

Чегодаева А.Е., Пирогова А.С. «Изучение газовых гидратов в глубоководной части Охотского моря по данным мультичастотной сейсморазведки: Часть 2. Результаты» Геофизика, № 2, с. 76-85 (2023)

Скопления газогидратов в верхней части разреза на шельфе Охотского моря представляют потенциальные риски для морского строительства и бурения. Одной из задач инженерно-геофизических изысканий является картирование и характеристика опасных геологических процессов и явлений, с которыми связаны потенциальные риски. В работе приводятся результаты интерпретации сейсмоакустической аномалии, предположительно связанной с интервалом распространения газовых гидратов в верхней части разреза в районе работ в глубоководной части Охотского моря (глубина моря 375–505 м). Изучение строения верхней части разреза в районе работ проводилось по данным мультичастотной 3D-сейсморазведки МОВ-ОГТ: стандартной сейсморазведки (СР), сейсморазведки высокого разрешения (СВР) и сейсморазведки сверхвысокого разрешения (ССВР). Сейсмическая интерпретация проводилась как на качественном, так и на количественном уровне по разработанной методике. В первую очередь был проведен визуальный анализ волнового поля и поиск характерных признаков границы BSR (bottom simulated reflector, нижняя граница зоны стабильности газогидратов). Далее было выполнено моделирование глубины распространения нижней границы зоны стабильности газовых гидратов с учетом термобарических условий района работ и проведено сопоставление расчетной глубины с глубиной распространения аномалии. Количественная интерпретация в интервале распространения аномалии выполнялась с целью оценки упругих свойств отложений верхней части разреза, по которым можно провести дифференциацию гидратоносной толщи относительно вмещающих отложений. Количественная интерпретация включала скоростной анализ продольных волн по сейсмограммам 3D СР, последовательную акустическую инверсию трех наборов разно частотных данных 3D СР, 3D СВР и 3D ССВР, AVO-моделирование и AVO-анализ отраженных продольных волн по сейсмограммам 3D СР. В результате были получены повышенные значения скоростей продольных волн над сейсмоакустической аномалией. Полученные оценки упругих свойств позволяют предположить, что изучаемая аномалия, зафиксированная на глубинах 45–65 м от морского дна при глубинах воды 375–475 м, соответствует границе BSR и выше нее распространены скопления газогидратов в относительно небольших концентрациях. Однако стоит иметь в виду, что количественный анализ данных сейсморазведки в отсутствие скважинных данных обладает высокой степенью неопределенности. Наиболее убедительным признаком того, что изучаемая аномалия соответствует BSR, является тот факт, что глубина распространения аномалии полностью совпадает с предсказанной глубиной распространения BSR для термобарических условий района работ.