27РАСПРОСТРАНЕНИЕ И РЕСУРСЫ МЕТАНА ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ
А.Н. Дмитриевский, Б.М. Валяев Институт проблем нефти и. газа РАН, e-mail: [email protected]
Последние двадцать лет характеризовались нарастанием интенсивности исследований по газогидратной тематике, включая ее ресурсный аспект. Основные усилия были сосредоточены на поисково-оценочных работах в Мировом океане, поскольку по предварительным прогнозам в приповерхностных осадках дна океана сосредоточены основные глобальные ресурсы газогидратов - 98 % [1]. Дальнейший прогресс в изучении природных газогидратов (ГГ) в океане был связан, прежде всего, с результатами глубоководного бурения, а также с использованием новых геофизических технологий и более сложных способов интерпретации получаемых данных. Выполненные исследования принесли колоссальный объем новых данных. Однако и их недостаточно для однозначных построений и ответов на вопросы, связанные с глобальными и региональными ресурсами метана в газогидратах. Помимо разнобоя в современных оценках глобальных ресурсов, достигающего двух порядков величин (2-1014 ^ 2-1016 м3), прослеживается и тенденция к последовательному уменьшению величины этих оценок (7,6-1018 ^ 2-1016 ^ 2-1014 м3) по мере поступления новых, более детальных данных [2, 3].
Представляется, что возникшая неоднозначность в оценке глобальных ресурсов метана может быть сокращена. Для этого необходимо преодолеть расхождения между результатами интерпретации геологических данных, с одной стороны, и изотопно-геохимических, с другой [4]. При анализе материалов газогидратных исследований в Мировом океане продолжается, в основном, использование нефтегеологических построений и концепций, сформулированных по результатам изучения осадочных палеобассейнов современных континентов. Данные методические подходы нуждаются в пересмотре, обусловленном прежде всего тем, что нефтегазообразование и нефтегазонакопление на дне океанов связаны со специфическими геодинамическими процессами [5, 6]. При таком пересмотре раскрываются масштабы вклада в формирование скоплений газогидратов глубинного метана разного генезиса (зон субдукции, процессов серпентинизации, других абиогенных синтезов). Выявляется необходимость дальнейших специальных исследований роли глубинных процессов и структур в формировании локализованных потоков глубинных углеводородов, которые вносят, видимо, существенный вклад в образование скоплений природных газогидратов [7].
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ГАЗОГИДРАТОВ В РАЗРЕЗЕ ОСАДКОВ ДНА МИРОВОГО ОКЕАНА Первые прогнозы гидратоносности осадков и пород базировались на предположениях о решающем вкладе в образование ГГ биохимического метана. Предполагалось почти повсеместное распространение газогидратов в Мировом океане при глубине дна более 300-600 м. Но уже десять лет назад было установлено не сплошное, а спорадическое, зонально-пятнистое распространение газогидратов (подошвы их залегания - bottom simulating reflector (BSR), трассируемой по результатам сейсмоакустических работ). Данные глубоководного бурения подтвердили результаты геофизических исследований о спорадическом и неравномерном насыщении газогидратами разреза верхних слоев осадков дна океана, обособляемых по термодинамическим параметрам (Т, Р) в качестве зоны стабильности газогидратов (ЗСГ). Последующие детальные геофизические исследования и новые данные глубоководного бурения принесли дальнейшие свидетельства высокой неравномерности заполнения порового пространства осадков газогидратами.
В практическом отношении выявление и прослеживание характера гидратонасыщенности осадков выходят на первый план. Остановимся на анализе некоторых наиболее важных аспектов, способных серьезно повлиять на оценку ресурсов метана в ГГ в пределах отдельных регионов и крупных скоплений.
Результаты бурения нескольких десятков глубоководных скважин, в керне которых обнаружены газогидраты или признаки их нахождения, сами по себе добавляют не много данных о пространственном распространении ГГ. Однако эталонирование данных каротажа скважин расширяет возможности интерпретаций геофизических исследований. Основной вклад в изучение площадного распространения ГГ в океанах до сих пор вносят сейсмоакустические исследования. Именно их результаты позволяют выделять в разрезе осадков специфическую отражающую границу BSR, отождествляемую с подошвой газогидратонасыщенных осадков в подошве ЗСГ. Скачок (инверсия) скоростей на разделе BSR объясняется резким снижением скоростей (на сотни метров в секунду) при переходе сверху вниз от интервала (в подошве ЗСГ), насыщенного газогидратами, к нижележащему интервалу разреза осадков, заполненному свободным газом. Предполагалось, что ниже раздела BSR, под покрышкой из газогидратов во многих случаях могут присутствовать залежи газа (free gas). Степень контрастности границы BSR связывалась с увеличением
высоты залежи газов. Однако данные глубоководного бурения в ряде регионов (хребет Блейк Аутер на Атлантическом склоне США, Гвинейский залив и др.) показали, что резко выраженный раздел BSR возникает и в случае присутствия в поровом пространстве всего нескольких процентов свободного газа и при низкой (2-3 %) гидратонасыщенности порового пространства осадков над разделом BSR [8, 9]. По данным глубоководного бурения оказалось, что непосредственно выше раздела BSR - в низах разреза ЗСГ -прослои осадков, существенно обогащенные газогидратами (десятки процентов), встречаются редко. По всей видимости, это объясняется минимальным уровнем термодинамических параметров для образования и сохранности газогидратов вблизи подошвы ЗСГ. Возникающая в связи с этим миграция метана (углеводородов) вверх может приводить к смещению вверх и раздела BSR, появлению вблизи подошвы ЗСГ сдвоенных разделов BSR [10, 11].
Как известно, значительная часть водной толщи над дном океана теоретически входит в состав верхней части ЗСГ. В этой связи придонная часть разреза осадков в ЗСГ по термодинамическим условиям является наиболее благоприятной для образования и сохранности газогидратов. Однако в разрезах глубоководных скважин до глубин 70-150 м от дна газогидраты обнаруживаются редко. Эта ситуация, на первый взгляд, кажется удивительной, поскольку в колонках донных отложений, отобранных трубками, включения газогидратов многочисленны. Но эти включения приурочены лишь к локальным участкам разгрузок углеводородных газов на дне Мирового океана, как к сравнительно небольшим (seepages), так и к наиболее интенсивным - грязевым вулканам. Наибольшая же обогащенность газогидратами кернов глубоководных скважин, а также наибольшая гидратонасыщенность порового пространства морских осадков по геофизическим данным приурочена к средней части разреза ЗСГ. Так, по данным каротажа глубоководной скважины 995 на хребте Блейк Аутер, по изменениям скорости сейсмических волн и росту сопротивления фиксируется высокая изменчивость гидратонасыщенности осадков в средней части разреза ЗСГ и обособляются горизонты с высокой гидратонасыщенностью [12]. Исследования, выполненные по хребту Блейк Аутер, показали четкую приуроченность высоких содержаний газогидратов в поровом пространстве к более грубозернистым прослоям [13]. Верхняя часть интервала ЗСГ здесь, до глубины 195 м от дна, не содержит газогидратов.
По данным каротажа глубоководных скважин [14], пробуренных на Газогидратном хребте (континентальная окраина Каскадия у Тихоокеанского побережья Канады), гидратонасыщенность ЗСГ зафиксирована на глубинах 125-225 м ниже дна. Геофизические и геохимические данные фиксировали и ранее гидратонасыщенность интервала ЗСГ. Она нашла подтверждение в результатах отбора керна с газогидратами или следами их разложения в соответствующих интервалах разреза. По данным [15], ЗСГ пронизана целым рядом сквозных каналов разгрузки водно-газовых флюидов и мощные истечения (plumes) метана (аномалии) зафиксированы в океанической воде на расстоянии более 100 м от дна с горизонтальной протяженностью более 1 км [16]. В донных осадках, в местах разгрузки метана, отмечены многочисленные и разнообразные включения газогидратов, однако в разрезах глубоководных скважин, не попавших в каналы разгрузки, в верхней части разреза ЗСГ до глубины 125 м от дна газогидраты не обнаружены. Аналогичный характер гидратонасыщенности отмечен и в желобе Нансей, с обособлением нескольких высоконасыщенных газогидратами прослоев в низах средней части ЗСГ при отсутствии их вверху.
Совершенно иная картина газогидратонасыщенности была установлена по большому комплексу сейсмоакустических исследований для глубоководной (3,7-4 км) части Берингова моря (Алеутская котловина). «Пятна» гидратосодержащих пород здесь выявлены только в пределах (внутри) своеобразных вертикальных цилиндрических структур диаметром 1,5-2 км, сейсмические отражения в пределах которых характеризуются аномалиями скоростей (V) и амплитуд (AMP) волн (VAMP). Ниже подошвы ЗСГ по снижению скоростей сейсмических волн предполагается газонасыщенность осадков, а выше подошвы ЗСГ по аномальному росту скоростей в пределах VAMP ожидается заполнение порового пространства осадков газогидратами [17]. В глубоководной части Берингова моря уже обнаружено свыше 12 000 VAMP. С учетом сейсмической информации о мощности гидратосодержащих пород и степени их гидратонасыщенности подсчитаны запасы метана в газогидратах для крупных VAMP. Они составили около 8 млрд м на одну структуру, а в общем свыше 26 трлн м3. Следует отметить, что гидратонасыщенность осадков в пределах VAMP увеличивается вниз по разрезу и у подошвы ЗСГ в некоторых VAMP достигает 45-55 %, что предполагает образование массивных скоплений газогидратов. При этом в пределах ареала распространения VAMP в этом регионе специфических границ BSR в подошве ЗСГ не зафиксировано. Структуры типа VAMP, но в
ограниченном количестве и меньшего диаметра, встречаются во многих других гидратоносных провинциях океана. Эти структуры контролируют вертикальные перетоки углеводородных и углеводородно-водных флюидов, но они не столь интенсивны. Во всяком случае, с ними в разрезе осадков не ассоциируются диапировые и грязевулканиче-ские структуры. Исследования последнего десятилетия принесли большой объем новых данных о проявлении грязевулканических процессов в Мировом океане. Как и на суше, грязевые вулканы оказались специфическими структурами, контролирующими наиболее интенсивные разгрузки (потоки) УВ. В рамках тематики данной статьи важен еще один аспект: выявление ассоциации скоплений ГГ с кратерами (выходами) каналов грязевых вулканов на дне глубоководных участков Мирового океана.
ИСТОЧНИКИ МЕТАНА В ГАЗОГИДРАТНЫХ СКОПЛЕНИЯХ Первые обнаружения газогидратов в кратерах грязевых вулканов Каспия [2], хотя и были ожидаемыми, но в то же время оказались сенсационными. К настоящему времени грязевулканическая деятельность на дне морей и океанов известна уже в пределах более 30 провинций. При глубинах морского дна более 500 м в кратерах грязевых вулканов многих провинций выявлено или предполагается распространение газогидратов [18]. Крупнейшая грязевулканическая провинция на дне океана, связанная с аккреционной призмой Барбадос в Центральной Атлантике, во много раз превосходит по площади и числу грязевых вулканов грязевулканический регион Восточного Азербайджана, считавшийся ранее самым крупным на Земле. Как выяснилось по данным геофизических исследований и глубоководного бурения, корни грязевых вулканов призмы Барбадос пронизывают насквозь ее осадочный разрез, достигая зон субгоризонтальных срывов (деколлемента и протодеколлемента) в океанической коре [19]. Связанные с этими срывами грязевые вулканы прослеживаются с запада на восток при уменьшении толщины осадочного разреза от 4-7 км до нескольких сотен метров. Для таких участков возникают затруднения с нахождением источника флюидов (углеводородных газов), задействованных в грязевулканической деятельности. Маломощный разрез молодых рыхлых осадков и осадочных пород недостаточен для массовой генерации УВ. Гранитно-метаморфический слой в разрезе земной коры здесь отсутствует, и былые осадочные породы не могут генерировать дополнительные количества углеводородов. Приходится допускать их латеральную миграцию по деколлементу из зон его погружения до 15 км и более [20].
Аналогичная ситуация характерна для аккреционных призм глубоководных желобов в Тихом океане. В работе [21] отдано предпочтение коровому, а возможно, и мантийному генезису флюидов, разгружающихся по зонам деколлемента, особенно в желобах Японии. К краям аккреционных призм, в наибольшей мере пронизанных разгрузками глубинных флюидов, приурочены проявления вторжения мантийных серпентинитовых диапиров. В данном случае имеется выбор из двух вариантов генезиса углеводородных флюидов, участвующих в грязевулканической деятельности и формировании скоплений газогидратов. Возможна генерация УВ из органического вещества осадочных пород, затягиваемых на мантийные глубины в зоне субдукции. С другой стороны, в последние годы появляется все больше публикаций, в которых разрабатываются механизмы абиогенного синтеза метана в связи с процессами серпентинизации ультрабазитов на дне океана [5, 6]. Получили подтверждение и построения [22] о глубинной природе метана, выносимого грязевыми вулканами Восточного Азербайджана, включая впадину Южного Каспия. Сейсморазведочные работы, выполненные в Южно-Каспийской впадине, показали приуроченность грязевых вулканов к супердиапирам. Субвертикальные геологические тела пронизывают насквозь весь осадочный разрез толщиной более 20 км [23]. С недрами этих грязевых вулканов связаны крупнейшие морские газоконденсатные месторождения Азербайджана, а к донным осадкам в кратерах грязевых вулканов приурочены обнаружения газогидратов, выходы нефти и углеводородных газов.
Специфика грязевулканических регионов - чрезвычайно высокая интенсивность разгрузок углеводородно-водных флюидов и высокая доля глинистых пород в их осадочном разрезе. В связи с этим при возникновении аномально высоких пластовых давлений в перетоки вовлекаются не только флюиды, но и флюидизированные осадки и породы с формированием разного рода диапировых структур. Каналы разгрузки флюидов при этом цементируются, а сами разгрузки становятся сосредоточенными, сфокусированными [24], часто сквозными. При этом при отсутствии в разрезе хороших коллекторов и ловушек залежи нефти и газа в пределах диапировых структур могут и отсутствовать. Сквозные разгрузки через грязевулканические аппараты также не являются оптимальным вариантом для формирования газогидратных скоплений. Температура воды, участвующей в перетоках, может достигать 15-20 °С, что резко ухудшает термодинамическую обстановку для образования газогидратов вблизи грязевулканических каналов. В
этом отношении менее интенсивные разгрузки и перетоки УВ, типа VAMP, «газовых труб» (chimneys), благоприятнее для формирования углеводородных скоплений, включая скопления газогидратов.
Даже из приведенного краткого обзора можно увидеть, что гидратоносные провинции в Мировом океане отличаются по степени и характеру гидратонасыщенности порового пространства осадков в разрезе ЗСГ. Высокая насыщенность ГГ пористого пространства (> 50 %) достигается лишь в отдельных грубозернистых прослоях и горизонтах, которые подпитываются интенсивными подтоками углеводородов по разного рода каналам. Однако образование и сохранность газогидратов в осадках в ЗСГ зависит от целого ряда факторов [25], помимо термодинамических условий. Формирование же крупных скоплений газогидратов возможно только при подтоке огромных количеств метана по системам каналов, контролирующих локализованные потоки УВ [7, 26].
Это заключение можно с большей детальностью проиллюстрировать на примере лучше изученных (разбуренных) скоплений газогидратов в приполярных регионах на суше. Одно из таких крупных месторождений ГГ выявлено на северном побережье Аляски (США). Здесь при изучении разреза 445 скважин в 50 из них предполагается нахождение газогидратов в шести горизонтах песчаников и конгломератов, залегающих на глубинах 300-700 м. Прогнозная территория распространения горизонтов с газогидратами находится между нефтяными месторождениями Купарук Ривер и Прадхо Бей. Ниже по разрезу выявлены также две крупные залежи свободного газа, причем верхняя непосредственно подстилает нижний горизонт с газогидратами и их контакт маркирует уровень термической неустойчивости газогидратов — подошву ЗСГ. Площадь распространения отдельных горизонтов ГГ 3-404 км2, а пористость вмещающих отложений 37-42 %. Средняя гидратонасыщенность пористого пространства 85 %, а их запасы 1-1,2 трлн м . Гидратонасыщенность отдельных горизонтов подтверждена изучением газогидратов в герметично отобранных кернах скважин. Эти результаты позволили сделать более прецизионными данные каротажа скважин, скоррелировать их с результатами сейсмических исследований 3D.
В юго-западной части газогидратного скопления (Купарук Ривер) верхние пласты с газогидратами расположены уже в пределах толщи многолетнемерзлых пород, а нижние — у подошвы ЗСГ. На северо-восточном погружении нижние газогидратные пласты переходят в газоносные (free gas), а верхние располагаются ниже подошвы многолетне-
мерзлых пород. Эти особенности во многом определяются тем, что формирование скоплений газогидратов произошло за счет УВ, мигрировавших из группы БаШегосЫ! (пермо-триас), в которой размещаются гигантские нефтяные залежи Прадхо-Бей и Купарук Ривер
[27]. Подтверждение этого заключения состоит в том, что сброс Эйлин контролирует не только размещение газогидратов в формации 8а§ауашгк1ок, но и подгидратных скоплений свободного газа, а также залежи тяжелой нефти в низах этой формации. По всей видимости, залежь тяжелой нефти в приповерхностных отложениях формации 8а§ауашгк1ок образовалась за счет жидких углеводородов, выпавших из восходящего потока углеводородных флюидов в процессе формирования скоплений газогидратов.
Таким образом, и по материалам исследований газогидратного скопления Купарук Ривер — Прадхо-Бей оказалось, что основным источником его газогидратного метана были катагенетические или еще более глубинные УВ. Изотопный состав углерода (513С от -37 до -80 %о) и водорода (5Б от -260 до -150 %о) не укладывается в диапазоны, которые в традиционных представлениях соответствуют биохимическому метану. Для такого метана, генерированного из ОВ, характерен экстремально изотопно-легкий состав либо по углероду (до -110 %), либо по водороду (до -350 %о). Газогидратный метан характеризуется большей изотопной утяжеленностью, и, как нами было ранее показано
[28], метан с изотопно-легким составом углерода и водорода может быть генерирован в глубинных процессах или сформирован при трансформации химического состава углеводородных флюидов в процессе восходящей миграции через осадочный разрез, в том числе с участием бактериальных воздействий. Но основное подтверждение глубинной природы метана в ГГ приносит комплекс данных по геологическим условиям формирования и нахождения газогидратных скоплений. Более подробно они рассмотрены в работах [7, 26, 29, 30].
Газогидратный резервуар углерода метана (1 • 1019 г) оказался сопоставим с резервуарами углерода в биосфере (5-1018 г) и гидросфере (4-1019 г). По изменениям концентрации метана в атмосфере Земли в прошлом (по кернам льдов Антарктиды и Гренландии) и другим критериям, восполнение газогидратного резервуара при вариациях климата и эндогенной активности происходило со скоростью более 1-1012 г/год. С учетом процессов потребления, рассеивания и окисления метана в водах и осадках темпы поступления метана к подошве ЗСГ были на один-два порядка величин больше (1013-1014 г/год). По данным мониторинга атмосферы, с учетом изотопного состава углерода (13С,
14С) современный сброс глубинного метана в атмосферу составляет от 2-1014 до 5-1014 г/год. Скорость глобальной генерации метана в осадочной оболочке, по оценкам В.А. Успенского, составляет и-1011 г/год (в рассеянном состоянии по всему объему осадочных пород). Как видно, количество метана, генерированного из ОВ осадочных пород в катагенезе, в сотни раз уступает количеству УВ в локализованных потоках, участвующих в формировании скоплений газогидратов. Как и в случае с грязевыми вулканами, для объяснения формирования скоплений газогидратов приходится привлекать глубинные источники и механизмы генерации углеводородов.
ПРОГНОЗ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПОИСКОВ СКОПЛЕНИЙ ГАЗОГИДРАТОВ
За последние годы многое прояснилось в отношении глобального распространения газогидратов и в оценке их ресурсов метана. Неповсеместность распространения ГГ на участках океанов с глубинами более 600 м, отсутствие однозначной связи в их распространении с мощностью и обогащенностью осадков органическим веществом означает, что биохимический метан не вносит большого вклада в формирование скоплений газогидратов. Как выяснилось, при формировании скоплений газогидратов в осадках дна Мирового океана основным источником метана были глубинные углеводороды разного генезиса. От дальнейшего прогресса в познании механизмов генерации этих углеводородов и контролирующих их глубинных структур в значительной мере зависит совершенствование региональных оценок углеводородных ресурсов в газогидратах.
Возвращаясь к разбросу глобальных оценок ресурсов метана в газогидратах, отметим, что в значительной мере этот разброс обусловлен неоднозначностью используемой разными авторами методологии и терминологии. Вряд ли термин «залежь» применим к газогидратному ареалу в акватории Австралии с площадью 80 тыс. км , а ориентировочные оценки ресурсов газа в газогидратном состоянии 20200 трлн м стоит называть «запасами» [1]. Столь большие ножницы в оценках ресурсов (а не запасов) метана можно понять в приложении к пока еще недостаточно исследованной газогидратной зоне, но никак не к залежи.
С другой стороны, изученность дна Мирового океана в газогидратном направлении методами сейсмоакустики и глубоководным бурением остается недостаточной даже в глобально-рекогносцировочном аспекте. Контрастность раздела ББЯ не имеет прямых корреляций со степенью гидратонасыщенности вышележащего разреза осадков ЗСГ. В случае согласного (параллельного) залегания осадочных слоев с поверхностью дна
выделение раздела ББЯ по результатам сейсмоакустических работ вызывает затруднение. А обнаружение в ряде случаев при глубоководном бурении гидратонасыщенности осадков на участках, где сейсмоакустические исследования не выявили раздела ББЯ, ставит под сомнение отводимую этому разделу роль абсолютного критерия гидратонасыщенности ЗСГ. С учетом этого обстоятельства, площадь потенциально гидратоносных участков дна в Мировом океане может существенно возрасти, что будет сопровождаться увеличением оценок углеводородных ресурсов газогидратов в Мировом океане. Учет вклада глубинных углеводородов разного генезиса также может привести к увеличению площади потенциально гидратоносных акваторий и, тем самым, увеличению региональных и глобальных оценок углеводородного потенциала газогидратов. В связи с этим можно ожидать, что обозначившаяся ранее тенденция уменьшения величин оценок глобальных ресурсов метана в ГГ близка к исчерпанию.
В пределах гидратоносных регионов и отдельных скоплений насыщенность газогидратами порового пространства осадков в разрезе ЗСГ изменчива. Во многом она контролируется литологической изменчивостью разреза, например на хребте Блейк Аутер [13]. В других регионах (дельта р. Маккензи на севере Канады) даже в однообразном по литологии и значениям пористости разрезе осадочных пород степень их гидратонасыщенности изменчива [31]. В газогидратных скоплениях обычно обособляется несколько горизонтов, обогащенных ГГ, но и в их пределах гидратонасыщенность не постоянна. Это привносит дополнительные сложности в оценку ресурсов метана конкретных гидратоносных регионов и отдельных скоплений газогидратов.
Вероятно, со временем при совершенствовании технологий геофизических исследований удастся получить однозначные результаты о границах газогидратных «тел» и степени гидратонасыщенности порового пространства осадков. Пока же детальность и дифференциация газогидратных залежей даже по результатам сейсмических 3Б-исследований представляется недостаточной [1]. Несомненно, при будущих исследованиях больше внимания будет уделяться изучению каналов подтоков и перетоков УВ, по которым катагенетический и более глубинный метан поступает в верхнюю часть осадочного разреза, в ЗСГ, где формируются скопления газогидратов. Уже существующие технологии геофизических исследований позволяют не просто трассировать каналы вторжения глубинных УВ, но и дифференцировать их по флюидодинамическим показателям — степени активности [32].
Хотя основные ресурсы метана в газогидратах и приурочены к Мировому океану, газогидраты приполярных побережий и шельфа представляют особый интерес. На севере Канады в дельте р. Маккензи — море Бофорта выполнен большой объем поискового бурения по выявлению газогидратов. По данным каротажа скважин на побережье, газогидраты выявлены в 25 скважинах из 146 исследованных, а на шельфе — в 36 скважинах из 55 исследованных. По данным каротажа скважины Маллик Л-38, газогидраты выявлены в интервале 820-1103 м, в котором содержится около 100 м (по мощности) песчаников с повышенным содержанием газогидратов [33]. В пробуренной позднее скважине-дублере Маллик 2Л-38, по данным каротажа, выявлено четыре богатых газогидратами интервала на глубинах 895-1110 м. Верхний интервал 897-922 м охарактеризован почти сплошным отбором керна. По каротажу гидратонасыщенность колеблется от 0 до 80 % [34]. По результатам изучения керна выявлены газогидратные прослои толщиной 10 см - 1,5 м при пористости песчаников 25-35 %. Гидратонасыщенность порового пространства по керну в большей части интервала превышает 70 %, местами достигая 100 % [35], что подтверждает достоверность каротажных данных. Эти результаты, вместе с данными по газогидратному скоплению на севере Аляски (США), позволяют с оптимизмом рассматривать возможные перспективы обнаружения крупных скоплений газогидратов на севере Западной Сибири и шельфе Карского моря. Особый интерес могут представлять верхние горизонты осадочного разреза гигантских газовых месторождений. В результате исследований [36, 37] на ряде уникальных месторождений севера Западной Сибири (Ямбургское, Бованенковское и др.) в нижней части криолитозоны выявлены реликтовые газогидраты. Это, конечно, увеличивает оценку потенциальных ресурсов метана в газогидратах северных территорий России. Важно и то, что, как и на Аляске, в Западной Сибири газогидратные скопления оказываются пространственно совмещенными с гигантскими скоплениями газа в традиционных залежах. В ближайшие годы это может облегчить поисковые работы на газогидраты, а в будущем — возможную утилизацию их метана.
Необходимость интенсификации газогидратных исследований на севере Западной Сибири связана еще и с обнаружением значительных скоплений обычного газа в многолетнемерзлых породах [36, 37]. Результаты подобных работ представляют ценность и для других направлений. Они позволяют учесть вероятные проявления аномальных давлений в мерзлотных и подмерзлотных скоплениях газа, что, в свою очередь, снизит
аварийность проходки поисковых и добывающих газ скважин при предстоящем вовлечении в разработку газовых месторождений Ямала [38].
ВЫВОДЫ
1. Основные усилия в исследованиях газогидратов как возможного источника углеводородных ресурсов направлены на выявление факторов, обуславливающих неравномерное насыщение гидратами порового пространства осадков пород в ЗСГ и связанный с этим разброс оценок глобальных и региональных ресурсов метана в газогидратах.
2. В результате исследований последних лет открыты крупные скопления газогидратов на суше и зоны гидратонакопления в Мировом океане. Пространственные неравномерности распространения газогидратов во многом контролируются локализованными потоками углеводородных и углеводородно-водных флюидов.
3. По данным о гигантских масштабах ресурсов метана в газогидратах, высоких темпах формирования и переформирования их скоплений выявляется существенная недооценка масштабов генерации глубинных углеводородов.
4. Нефтегазообразование и нефтегазонакопление в Мировом океане связаны со специфическими геодинамическими процессами и глубинными структурами, контролирующими локализованные потоки углеводородов и пространственное распределение газогидратных скоплений.
5. Необходимы дальнейшие исследования приповерхностных и глубинных источников метана и уточнение их роли в формировании газогидратов. На этом пути возможно уточнение оценок глобальных и региональных ресурсов метана в газогидратах, совершенствование прогнозов гидратоносности акваторий океанов и приполярных регионов суши, включая территорию России.
ЛИТЕРАТУРА
1. Макогон Ю.Ф. Природные газовые гидраты: распространение, модели формирования, ресурсы // Рос. хим. журн. 2003. Т.47, № 3. С. 70-79.
2. Гинсбург Г.Д., Соловьев В.А. Субмаринные газовые гидраты. СПб.: ВНИИ-Океангеология, 1994. 199 с.
3. Соловьев В.А. Природные газовые гидраты как потенциальное полезное ископаемое. Газовые гидраты // Рос. хим. журн. 2003. Т. 47, № 3. С. 59-69.
4. Валяев Б.М. Потоки углеводородных флюидов через дно Мирового океана (закономерности проявления, природа, значимость) // Флюидные потоки в земной коре и мантии: Материалы всерос. симпоз. (26-28 февр. 2002 г.). М.: ИГЕМ РАН, 2002. С. 149153.
5. Дмитриевский А.Н., Каракин А.В., Баланюк И.Е., Матвеенков В.В. Гидротермальный механизм формирования газогидратов на срединно-океанических хребтах (на примере Баренцева и Норвежского морей) // Геология нефти и газа. 1997. № 8. С. 4-16.
6. Дмитриев Л.В., Базылев Б. А., Борисов М.В. и др. Образование водорода и метана в процессе серпентинизации мантийных ультрабазитов в океане и генезис нефти // Рос. журн. наук о Земле. 2000. Т. 1, № 1. С. 1-16.
7. Дмитриевский А.Н., Валяев Б.М. Углеводородная дегазация через дно океана: локализованные проявления, масштабы, значимость // Дегазация Земли и генезис углеводородных флюидов и месторождений. М.: ГЕОС, 2002. С. 7-36.
8. Hovland М., Gallagher J.W., Clennell М.В. et al. Gas hydrate and free gas volumes in marine sediments: example from the Niger Delta front // Mar. Petrol. Geol. 1997. Vol. 14, № 3. P. 245-255.
9. Davie M.K., Buffet B.A. Sources of methane for marine gas hydrates: inference from a comparison of observation and numerical models // Earth Planet. Sci. Lett. 2003. Vol. 206, № 12. P. 51-63.
10. Haibin Song, Osamu Matsubayashi, Shin' ichi Kuramoto. Velocity structure of a double gas-hydrate related bottom simulating reflector within the Eastern Nankai accretionary prism from a full wave form inversion // Proc. Fourth Intern. conf. of gas hydrates. Yokohama, 2002. P. 58-162.
11. Nouze H., Noble M., Foucher J.P. et al. Seismic imaging of a double BSR area on the Nankai slope // Ibid. P. 163-168.
12. Paull C.K., Ussier W., Borowski W.S., Spiees F.N. Methane-rich plumes on the Carolina continental rice: associations with gas hydrates // Geology. 1995. Vol. 23. P. 89-92.
13. Матвеева Т.В., Соловьев В.А. Геологический контроль скоплений газовых гидратов на хребте Блейк Аутер, Северная Атлантика (по материалам глубоководного бурения) // Геология и геофизика. 2002. Т. 43, № 7: Спец. вып. Тр. VI междунар. конф. «Газы в морских осадках». С. 662-671.
14. Spence G.D., Hyndman R.D., Chapman N.R. et al. Cascadia margin, Northeast Pacific Ocean: hydrate distribution from geophysical investigations // Natural gas hydrate in oceanic and permafrost environments / Ed. M. Max. Boston, 2000. P. 183-198.
15. Goldberg D.S., Collett T.S., Hyndman R.D. Ground truth: in situ properties of hydrate // Ibid. P. 295-310.
16. Suess E., Torres M.E., Bohrman G. et al. Gas hydrate distribution: enhanced dewatering, bentic material turnover and large methane plums at the Cascadia convergent margin // Earth Planet. Sci. Lett. 1999. Vol. 170, № 1-2. P. 1-15.
17. Sholl D.W., Hart P.E. Velocity and amplitude structure on seismic — reflection profiles — possible massive gas hydrate deposits and underlying gas accumulation in the Bering sea basin // Future of energy gases. Wash. (D.C.), 1993. P. 331-351. (US Geological Survey Professional Paper; N 1570).
18. Milkov A.V. Worldwide distribution of submarine mud volcanoes and associated gas hydrates // Mar. Geol. 2000. Vol. 167. P. 29-42.
19. Westbrook G.K. Geophysical evidence for the role of fluids in accretionary wedge tectonics // Philos. Trans. Roy. Soc. London. Ser. A. 1991. Vol. 335. P. 227-242.
20. Stevenson A.J. Generation, migration and resource potential for hydrocarbons in accretionary systems — a large, unconventional hydrocarbon resource? // Future of energy gases. Wash. (DC), 1993. P. 353-363. (US Geological Survey Professional Paper; № 1570).
21. Taira A., Pickering K.T. Sediments deformation and fluid activity in the Nankai, Izu-Bonin and Japan forearc slopes and trenches // Philos. Trans. Roy. Soc. London. 1991. Vol. 335. P. 289-314.
22. Кропоткин П.Н., Валяев Б.М. Геодинамика грязевулканической деятельности (в связи с нефтегазоносностью) // Геологические и геохимические основы поисков нефти и газа. Киев: Наукова думка, 1981. С. 148-178.
23. Мамедов П.З., Гулиев И.С. Субвертикальные геологические тела в осадочном чехле Южно-Каспийской впадины // Изв. АН Азербайджана. Наука о земле. 2003. № 3. С. 139-146.
24. Иванов М.К. Потоки углеводородных флюидов на глубоководных окраинах Европы и связанные с ними явления // Вестн. МГУ. Сер. 4, Геология. 2000. № 5. С. 31-44.
25. Валяев Б.М. О факторах, контролирующих формирование и разрушение скоплений газогидратов в осадочном разрезе дна Мирового океана // Геология морей и
океанов: Тез. Докл. XV Междунар. школы мор. геологии. М.: ГЕОС, 2003. Т. 1. С. 148149.
26. Дмитриевский А.Н., Валяев Б.М. Природные ресурсы и значимость гидратов природного газа // Газовая пром-сть. 2002. № 11. С. 22-25.
27. Collet Т. Natural gas production from Arctic gas hydrates // The future of energy gases. Wash. (D.C.), 1993. P. 299-311. (US geological survey professional paper; № 1570).
28. Валяев Б.М., Титков Г.А., Чудецкий М.Ю. О генезисе изотопно-легкого метана (513 С, 5D) нефтегазовых месторождений // Дегазация Земли и генезис углеводородных флюидов и месторождений. М.: ГЕОС, 2002. С. 108-134.
29. Dmitrievsky A.N., Valyaev B.M. New data of the gas hydrates in the World ocean and the prospects of their exploration // Proc. Indo-Russian Joint Workshop on gas hydrates under ILTP / Department of ocean development Government of India. New Delhi, 2001. P. 127-134.
30. Dmitrievsky A.N., Valyaev B.M. Gas hydrates and hydrocarbon discharges of the World Ocean as a new clue to a better understanding of the processes of oil-gas accumulation // VI Intern. conf. «Gas in Marine Sediments»: Abstr. book. St.Petersburg, 2000. P. 25-26.
31. Winters W.I., Dallimore S.R., Collett T.S. et al. Physical properties of sediments from the JADEX/JNOC/GSC Mallik 2L-38 gas hydrate research well // Bull. Geol. Surv. Canada. 1999. N 554. P. 95-100.
32. Ligtenberg J.H. Unravelling the petroleum system by enhancing fluid migration paths in seismic data using a neural network based pattern recognition technique // Geofluids. 2003. Vol. 3, № 4. P. 255-261.
33. Collett T.S., Dallimore S.R. Permafrost-associated gas hydrate // Natural gas hydrate in oceanic and permafrost environments / Ed. M. Max. Boston, 2000. P. 43-60.
34. Guerin G., Goldberg D. Sonic waveform attenuation in gas hydrate-bearing sediments, from The Mallik 2L-38 gas hydrate research well, Mackenzie Delta, Canada // J. Geophys. Res. 2002. Vol. 107, № B5. P. 1-12.
35. Uchida Takashi, Dallimore S.R., Lu Hailong, Collett T.S. Occurrences of natural gas hydrates beneath the permafrost in the Mackenzie Delta area with compared to recently obtained natural gas hydrates // Proc. Fourth Intern. conf. gas hydrates. Yokohama, 2002. P. 228-232.
36. Якушев B.C., Истомин В.А., Перлова Е.В. Ресурсы и перспективы нетрадиционных источников газа в России. М.: ООО «ВНИИгаз», 2002. 87 с.
37. Якушев B.C., Перлова Е.В., Махонина Н.А. и др. Газовые гидраты в отложениях материков и островов // Рос. хим. журн. 2003. Т. 47. № 3. С. 80-90.
38. Бондарев В.Н., Рокос С.И., Костин Д.А. и др. Подмерзлотные скопления газа в верхней части осадочного чехла Печорского моря // Геология и геофизика. 2002. Т. 43, № 7: Спец. вып. Тр. VI междунар. конф. «Газы в морских осадках». С. 587-598.
39. Дмитриевский А.Н., Валяев Б.М. Распространение и ресурсы метана газовых гидратов // Наука и техника в газовой пром-сти. 2004. № 1/2. С. 5-13
