CC BY
4УДК: 553.044:(548.562)
ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ РОССИЙСКИХ АКВАТОРИЙ: ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ, РЕСУРСНАЯ БАЗА И ПЕРСПЕКТИВЫ ИЗУЧЕНИЯ
И Матвеева Т. В.
ФГБУ «ВНИИОкеангеология», Санкт-Петербург, Россия
E-mail: [email protected]
Впервые выполнена количественная оценка прогнозируемых ресурсов газовых гидратов в акваториях морей России. Оценки выполнялись на основе картирования признаков газовых гидратов, численного моделирования зоны стабильности газовых гидратов и анализа большого объема геолого-геофизических данных. Выявлено и учтено 214 скоплений газовых гидратов. Среди них 30 — уникальных. Прогнозируемые ресурсы метана в газовых гидратах исключительной экономической зоны Российской Федерации оценены на основе метода сравнительных геологических аналогий величиной более 200 трлн куб м по состоянию на 01.01.2024. Обоснована структура начальных суммарных ресурсов метана газогидратов, выполнено ранжирование акваторий по перспективности для проведения ГРР в среднесрочной перспективе.
Ключевые слова: субмаринные газовые гидраты, скопления газовых гидратов, оценки ресурсов газовых гидратов России, метод сравнительных геологических аналогий.
GAS HYDRATES OF THE SEAS OFF RUSSIA: GEOLOGICAL FEATURES, RESOURCE ASSESSMENT AND RESEARCH PROSPECTS
И Matveeva T. V.
FSBI "VllOkeangeologia", St. Petersburg, Russia
For the first time, a quantitative assessment of the potential resources of gas hydrates in the seas of Russia was carried out. The assessments were carried out on the basis of mapping direct and indirect evidence of gas hydrates, numerical modeling of the stability zone of gas hydrates and analysis of a large volume of geological and geophysical data. 214 accumulations of gas hydrates were identified and accounted for. Among them are 30 unique accumulations in terms of the amount of gas. The potential methane resources in the gas hydrates of the exclusive economic zone of the Russian Federation exceed 200 trillion cubic meters and are estimated based on the method of comparative geological analogy as of 01.01.2024. The structure of the initial total methane resources in gas hydrates is substantiated, and the water areas are ranked according to their prospects for exploration in the medium term.
Key words: submarine gas hydrates, gas hydrate accumulations, assessment of gas hydrate resources, Russian seas, method of comparative geological analogies.
Введение. Прошло более полувека с момента обнаружения газа в гидратном состоянии в природных условиях, но интерес к этому феномену продолжает возрастать. Об этом свидетельствует как выдвижение различных гипотез о глобальном влиянии природных газовых гидратов на экосистему Земли, так и учреждение многочисленных программ, в том числе национальных, по их изучению и неизменная публикационная активность по данной тематике. Субаквальные газовые гидраты рассматриваются как резерв углеводородного сырья
третьего тысячелетия; во многих странах действуют национальные программы, направленные на оценку ресурсов газогидратов арктической суши, акваторий Мирового океана и разработку методов добычи гидратного газа. В России работами по количественной оценке прогнозируемых ресурсов субмаринных газовых гидратов традиционно занимается ФГБУ «ВНИИОкеангеология». Этому были посвящены тематические работы института еще в начале 2000-х [1, 2], позднее по результатам экспедиций были выполнены работы по оценкам ресурсов отдельных гидратных скоплений [3-5]. Ресурсная база нетрадиционных источников углеводородов, включая газогидраты, освещена в работах [6, 7]. Методическим аспектам ресурсных оценок и ресурсной базе газогидратов арктических акваторий посвящена статья [8].
Однако масштабная работа по количественной оценке прогнозируемых ресурсов газовых гидратов в пределах исключительных экономических зон (ИЭЗ) всех морей Российской Федерации впервые выполнена в рамках настоящего исследования. Целью работы было определить место газовых гидратов в ряду прочих углеводородных ресурсов и обосновать их ресурсную базу на основе методов и подходов традиционной нефтегазовой геологии.
Газовые гидраты морей России: фактические данные и условия формирования. На основе переинтерпретации цифровых данных сейсморазведки по ИЭЗ акваторий арктических (Чукотского, Восточно-Сибирского, Лаптевых, Баренцева, Карского), дальневосточных (Берингова, Охотского и Японского) и южных (Черного и Каспийского) морей выявлены прямые сейсмические признаки газовых гидратов и свидетельства очаговой фильтрации газа в сторону морского дна. Проанализированы все имеющиеся в распоряжении данные грунтового про-боотбора, вскрывшего газовые гидраты в очагах разгрузки углеводородов. Океанологические и геотермические данные легли в основу моделирования зоны стабильности газовых гидратов (ЗСГГ) по термобарическим условиям, что наряду с данными по мощностям осадочного чехла и геологическим особенностям вмещающих гидраты отложений позволило оконтурить потенциально газогидратоносные акватории (П1 А) морей России (рис. 1) и охарактеризовать газогидратные резервуары.
Подготовлен комплект карт условий газогидратоносности морей Российской Федерации. Информация, вынесенная на карты, получена в результате анализа и систематизации комплекса материалов по геотермии, океанологии, геологии и геофизике, палеоклимату российских акваторий. На основании собранных данных по прямым и косвенным геологическим и геофизическим признакам газовых гидратов составлены каталоги локальных объектов — скоплений газовых гидратов. Создан банк скоплений газовых гидратов, в который занесена информация по 214 скоплениям (по состоянию изученности на середину 2024 г.). Каталогизированы и косвенные признаки прогнозируемых скоплений (очаги разгрузки газа на дне, грязевые вулканы, диапиры, газовые эманации в водной толще и др. в ЗСГГ).
0° 20° В 40° В 80° В 120° В 160° В 180° 160° 3
60° В 80° В 100° В 120° В 140° В
Рис. 1. Потенциально газогидратоносные акватории России (розовая штриховка). Красным цветом выделены
наиболее перспективные газогидратоносные акватории
Методика ресурсных оценок. В данной работе количественная оценка прогнозируемых ресурсов газовых гидратов выполнялась по методу сравнительных геологических аналогий (СГА), который был адаптирован к специфике газогидратоносных объектов; кроме этого, принимались во внимание объективные ограничения, связанные со слабой изученностью газовых гидратов в арктических морях и отсутствием данных бурения в некоторых акваториях.
Поскольку метод сравнительных геологических аналогий основан на сравнении хорошо изученных объектов или районов — эталонных участков — с близлежащими, сходными по ряду геологических и геоморфологических признаков, тектоническому положению и условиям сохранности УВ, в ходе работы производилась экстраполяция эталонной объемной плотности ресурсов гидратного газа на объем осадочного выполнения неизученной геологически сходной акватории. Выделение расчетных и эталонных участков, равно как и расчет осадочного выполнения в их пределах, было пространственно ограничено ЗСГГ, что определено условиями образования и сохранения газогидратов в недрах.
Процедура выделения эталонных участков (ЭУ) и количественной оценки ресурсных показателей в их пределах состояла в следующем: 1) выделение хорошо изученного газогидратонос-ного объекта (группы объектов), для которого получены данные об удельном содержании газа на единицу площади (объема) в скоплении (группе скоплений), подтвержденные достоверными сведениями о газогидратоносности; 2) оконтуривание участка, принимаемого за эталон, с учетом его морфоструктурной приуроченности и границ ЗСГГ.
Как и для традиционных углеводородов, основной количественной характеристикой ресурсов гидратного метана служит плотность прогнозируемых ресурсов, для расчета которой были
использованы коэффициенты аналогии, учитывающие общность признаков газогидратонос-ности, общность факторов, контролирующих гидратообразование и геологические условия газогидратного резервуара.
Результаты. Скопления газовых гидратов обнаружены в восьми морях Российской Федерации; наиболее перспективными являются моря Охотское, Черное, Берингово и Лаптевых.
Количество скоплений газовых гидратов, выявленных как по результатам обнаружений в грунтовых колонках, так и по сейсморазведочным признакам, по состоянию на середину 2024 г. составило 214 единиц.
По количеству газа скопления ранжируются от очень мелких (с ресурсами гидратного газа до 1 млрд куб. м) до уникальных (с ресурсами более 300 млрд куб. м газа) аналогично запасам месторождений свободного газа. Всего выявлено 30 уникальных скоплений.
Большинство скоплений приурочены к верхнему структурному этажу и «молодым» кайнозойским отложениям, что делает их относительно более доступными по сравнению с газовыми месторождениями.
119,0 35%
■ Д1+Д2 фильтрогенные ■ Д1+Д2 криогенные Дп фильтрогенные Дл криогенные
Рис. 2. Начальные суммарные ресурсы (трлн куб. м) газовых гидратов российских акваторий и категории геологических ресурсов
Обоснованы начальные суммарные ресурсы газовых гидратов акваторий России (рис. 2). Начальные суммарные ресурсы представлены скоплениями различного генезиса — фильтро-генными, формирующимися в глубоководье морских акваторий и криогенными, связанными с мерзлотой на арктическом шельфе.
Оценен вклад российских акваторий (в пределах ИЭЗ) в общий ресурсный баланс газовых гидратов нашей страны дифференцированно по генетическим типам скоплений (рис. 3).
Рис. 3. Доля ресурсов газогидратов различного генезиса в общем балансе ресурсов газовых гидратов
российских морей
По нашим оценкам на основе метода сравнительных геологических аналогий, прогнозируемые ресурсы газа в недрах всех российских акваторий составили более 200 трлн куб. м.
Выделены зоны концентрации ресурсов метана газовых гидратов по перспективности для проведения ГРР в среднесрочной перспективе (см. рис. 1).
Выводы. Потенциально газогидратоносные акватории есть практически во всех морях России (Белое и Балтийское — исключения).
Скопления газовых гидратов по ресурсному потенциалу соответствуют залежам свободного газа и могут быть выявлены и оконтурены по данным сейсморазведки.
Обоснованы начальные суммарные ресурсы газовых гидратов акваторий России.
Выполненные ресурсные оценки газогидратов более чем в 2 раза превышают «традиционные» ресурсы газа российских акваторий.
Выполненная работа является оригинальной и инновационной. Она имеет практическую значимость при обосновании места субмаринных газовых гидратов среди прочих полезных ископаемых углеводородного ряда, при постановке морских ГРР на традиционные нефть и газ, при выявлении антропогенных и природных опасностей, связанных с дестабилизацией гидратов и эмиссией метана в гидросферу и атмосферу, а также имеет геополитическое значение.
Список литературы
1. Soloviev V. A., Matveeva T. V., Kaulio V. V., Mazurenko L. L. Gas Hydrate Accumulations and Global Estimation of Methane Content in Submarine Gas Hydrates // 2000 Western Pacific Geophysics Meeting. June 27-30, 2000. Tokyo, Japan. Published as a supplement to Eos, Transactions American Geophysical Union, American Geophysical Union, Washington, DC, USA. Vol. 81 (22), May 30, 2000. P. 67-68.
2. Соловьев В. А. Глобальная оценка количества газа в субмаринных скоплениях газовых гидратов // Геология и геофизика. 2002. Т. 43, № 7. С. 648-661.
3.Matveeva T., MazurenkoL., KulikovaM., BeketovE., Blinova V., IvanovM., StadnitskayaA., van Weering T. C. E. Resource potential of gas hydrate-bearing mud volcanoes in the Gulf of Cadiz // Journal of 4th EGU General Assembly Abstracts. Vienna, Austria. EGU2007-A-07142. Vol. 9. 07142. CD-ROM.
4. Matveeva T., KulikovaM., Poort J., Mazurenko L., van Weering T. C. E., IvanovM., Stadnitskaia A. Gas hydrate accumulation associated to the Bonjardim mud volcano (Gulf of Cadiz): mechanisms of formation, thermal models, quantitative gas budget estimations // 5st EGU General Assembly. Viena, Austria. Geophysical Research Abstracts. Vol. 10. EGU2008-A-06087. CD-ROM.
5. Matveeva T., Suprunenko O., Krylov A. Conventional and unconventional hydrocarbon resources of the Russian Arctic // Abstracts and Proceedings of the Geological Society of Norway. Arctic Days 2010. Tromse, Norway, May 31 — June 4 2010. Number 2. P. 35.
6. Перлова Е. В. Нетрадиционные газовые ресурсы (гидратные, угольные и сланцевые газы) — мировой опыт и перспективы освоения для России // Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 г.: сб. научных тр. М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2011. С. 32-38. (Вести газовой науки).
7. Скоробогатов В. А. Потенциальные ресурсы нетрадиционного газа недр России (суша и шельф) и перспективы их промышленного освоения до 2050 г. / В. А. Скоробогатов, Е. В. Перлова // Геология нефти и газа. 2014. № 5. С. 48-57.
8. Матвеева Т. В., Логвина Е. А., Назарова О. В. Газовые гидраты акваторий: методы и результаты ресурсных оценок // Геология нефти и газа. 2024. № 3. С. 81-96. DOI 10.47148/0016-7894-2024-381-96.
References
1. Soloviev V. A., Matveeva T. V., Kaulio V. V., Mazurenko L. L. Gas Hydrate Accumulations and Global Estimation of Methane Content in Submarine Gas Hydrates // 2000 Western Pacific Geophysics Meeting. June 27-30, 2000. Tokyo, Japan. Published as a supplement to Eos, Transactions American Geophysical Union, American Geophysical Union, Washington, DC, USA. Vol. 81 (22), May 30, 2000. P. 67-68.
2. Solov'ev V. A. Global estimation of gas content in submarine gas hydrate accumulations гидратов // Russian Geology and Gephysics. 2002. Vol. 43, N 7. P. 648-661. (In Russ.).
3.Matveeva T., MazurenkoL., KulikovaM., BeketovE., Blinova V., IvanovM., StadnitskayaA., van Weering T. C. E. Resource potential of gas hydrate-bearing mud volcanoes in the Gulf of Cadiz // Journal of 4th EGU General Assembly Abstracts. Vienna, Austria. EGU2007-A-07142. Vol. 9. 07142. CD-ROM.
4. Matveeva T., KulikovaM., Poort J., Mazurenko L., van Weering T. C. E., IvanovM., Stadnitskaia A. Gas hydrate accumulation associated to the Bonjardim mud volcano (Gulf of Cadiz): mechanisms of formation, thermal models, quantitative gas budget estimations // 5st EGU General Assembly. Viena, Austria. Geophysical Research Abstracts. Vol. 10. EGU2008-A-06087. CD-ROM.
5. Matveeva T., Suprunenko O., Krylov A. Conventional and unconventional hydrocarbon resources of the Russian Arctic // Abstracts and Proceedings of the Geological Society of Norway. Arctic Days 2010. Tromse, Norway, May 31 — June 4 2010. Number 2. P. 35.
6. Perlova E. V. Netradicionny'e gazovy'e resursy' (gidratny'e, ugol'ny'e i slancevy'e gazy') — mirovoj opy't i perspektivy' osvoeniya dlya Rossii // Problemy' resursnogo obespecheniya gazodoby'vayushhix rajonov Rossii do 2030 g.: sb. nauchny'x tr. M.: Gazprom VNIIGAZ, 2011. S. 32-38. (Vesti gazovoj nauki). (In Russ.).
7. Skorobogatov V. A. Potencial'ny'e resursy' netradicionnogo gaza nedr Rossii (susha i shel'f) i perspektivy' ix promy'shlennogo osvoeniya do 2050 g. / V. A. Skorobogatov, E. V. Perlova // Geologiya nefti i gaza. 2014. N 5. S. 48-57. (In Russ.).
8. Matveeva T. V., Logvina E. A., Nazarova O. V. Submarine gas hydrates: methods and results of resource assessment // Geologiya nefti I gaza. 2024. N 3. S. 81-96. DOI 10.47148/0016-7894-2024-3-81-96. (In Russ).
