Эксперимент по картированию БГФ аномалий с вертолёта

Проведение работ по поискам месторождений углеводородов (УВ) или оконтуриванию границ их залежей на некоторых труднопроходимых территориях в пешем (автомобильном) вариантах биогеофизического (БГФ) метода представляет определённые трудности, либо вообще невозможно. В июне 2012 года одним из инициаторов проекта строительства НПЗ в Челябинской области, с целью проверки возможности проведения биогеофизических исследований с воздуха, был организован экспериментальный полёт на вертолёте (рис.1, а и б) над одной крупной аномальной зоной, формируемой предполагаемым здесь месторождением нефти.

а.

б.
Рис.1 Кабина вертолёта: а) места пилотов; б) места пассажиров.

Полёт на вертолёте с оператором на борту (рис.2) начался с аэродрома «Калачёво» под Челябинском и продолжался не более часа на высоте около 100-150 метров. Координаты точек пересечения границ аномальной зоны по команде оператора фиксировались с помощью GPS-навигатора помощником пилота.

Рис.2 Положение оператора в тесном салоне вертолёта.

Фрагмент карты с результатами эксперимента приведен на рис.3. Обнаруженная ранее при экспрессном обследовании данной территории на автомобиле крупная аномальная зона, выделена здесь штриховкой синего цвета. Различные элементы данной аномалии — предполагаемая залежь нефти и рассекающие её тектонические нарушения, над которыми отсутствует аномальный эффект, выделены различным наклоном линий штриховки. Сплошная синяя линия обозначает положение достаточно точно установленной границы аномальной зоны, а пунктирная синяя линия — границы, установленные лишь с воздуха.

Рис.3 Результаты картирования аномальной зоны на земле и с борта вертолёта.

Ранее, при движении на автомобиле по автодороге с севера на юг, здесь было обнаружено два интервала аномальной зоны. Позже, путём пешей проверки было установлено, что более узкая северная зона, шириной 176 м, является субмеридиональным разломом. Судя по всему, этот разлом является восточным бортом Челябинского грабена. Ранее, к северу от данного места, этот восточный борт грабена был выделен мной ещё в нескольких местах в виде аналогичного типа линейных аномалий. Ещё раз чуть севернее он был отмечен здесь с борта вертолёта при возвращении на аэродром.

Южная более широкая (280 м) часть аномальной зоны по автодороге, по-видимому, отражает залежь УВ жильного типа, залегающую вдоль южного борта субширотного разлома. О присутствии здесь этого тектонического нарушения предположение возникло лишь после проведения данного эксперимента. Дело в том, что северная граница этой аномалии по данным БГФ съёмки с воздуха оказалась несколько дальше той границы, что была выявлена ранее в ходе ряда автомобильных вылазок к северу от дороги, примыкающей к автомагистрали с востока. По всей видимости, в ходе этих вылазок была откартирована только южная часть залежи, простирающаяся на много километров к востоку вдоль южного борта этого субширотного разлома. Из-за очень плохого состояния полевых и лесных дорог до самой северной части залежи в ходе тех вылазок я просто не доезжал, принимая за край залежи всего лишь разрыв аномалии над разломом.

К сожалению, ввиду неудачи с привлечением инвесторов проект строительства НПЗ в Челябинской области остался нереализованным, и намеченные здесь исследования были не завершены. В частности, пока осталось так и не проверенной наземными исследованиями фактическое положение северной границы этой аномальной зоны и второй границы этого мощного субширотного разлома.

По заявлениям сторонников глубинной теории происхождения углеводородов, практически все их месторождения были сформированы на неотектоническом этапе. Очевидно и это предполагаемое месторождение нефти, на присутствие которого указывает данная крупная аномальная зона, также должно было быть сформировано в этот же период. И действительно, результаты обследования аномальной зоны к западу от автомагистрали указывают на более поздний период образования этого субширотного разлома, а также, по крайней мере, его последующей активизации в неотектонический период. При последующем эпизодическом её изучении, проезжая по другим делам мимо этого места, здесь была совершена лишь одна вылазка по примыкающей к автомагистрали с запада лесной дороге. Западная граница аномальной зоны по ней была обнаружена на расстоянии 1,25 км. При этом в середине этого интервала был зафиксирован разрыв аномальной зоны шириной 175 м. По краям этого разрыва были отмечены характерные ухабы на лесной дороге (рис.4) , как правило, возникающие в таких местах в местах ослабленного грунта над пресечениями просёлочной дорогой неотектонических нарушений. На дорогах с твёрдым покрытием в таких местах регулярно после очередного ремонта появляются трещины и выбоины.

Рис.4 Характерные ухабы на границах мощного неотектонического нарушения, рассекающего аномальную зону.

Как выяснилось, этот отразившийся ухабами разрыв аномальной зоны связан с субмеридиональным разломом, который является, по всей видимости, восточным краем Челябинского грабена. Но его простирание не совсем соответствует простиранию аналогичного крупного разлома, выявленного ранее чуть северней. Здесь заметен некоторый его сдвиг к западу, по всей видимости вместе со всем грабеном, как это обычно бывает. А плоскостью сдвига, очевидно, является указанный выше субширотный разлом, и присутствие этого сдвига служит дополнительным подтверждением его наличия.

В целом, складывающаяся в результате исследований данного участка картина указывает на следующую здесь геодинамическую ситуацию. В результате более поздней геотектонической активности огромный Челябинский грабен был рассечён серией субширотных тектонических нарушений, в результате формирования которых произошли его горизонтальные сдвиги, и в частности его восточного борта. Один из элементов такого сдвига мы и наблюдаем на данном участке.

В качестве альтернативной гипотезы можно предположить, что этот субширотный разлом является оперяющей трещиной, возникшей в момент формирования самого грабена в его восточном борту. Как бы там ни было (а это при желании можно легко установить при более детальном обследовании данной территории БГФ методом), фактом является то, что данная аномальная зона над предполагаемым месторождением углеводородов приурочена к этому узлу глубинных разломов. И это месторождение, безусловно, генетически связано с этим узлом тектонических нарушений.

Обсуждение результатов эксперимента.

Примерная траектория полёта вертолёта на приведённом фрагменте карты (рис.4) изображена тонкой чёрной пунктирной линией. После вылета из аномальной зоны, по команде оператора лётчик разворачивал вертолёт и через определённый интервал «заходил» на новый профиль, пересекающий аномальную зону вкрест её простирания. Отмеченные с помощью GPS-навигатора точки пересечения границ этой зоны были нанесены на карту. При обработке полученных результатов, соседние точки одной границы были соединены оранжевыми линиями.

Видно, что зафиксированные с вертолёта границы аномальной зоны получились пилообразыми. Причиной этого является некоторое запаздывание регистрации точек пересечения этих границ из-за сравнительно высокой скорости движения вертолёта и инерционности реагирования всей системы, включающей датчик — головной мозг оператора, «приводной механизм» — биополе человека, которое управляется его мозгом, и средство индикации, приводимое в движение «приводным механизмом» — в данном случае проволочные рамки в его руках. Причём, даже при пешем пересечении границ аномальной зоны отмечается более чёткая фиксация входа в неё, по сравнению с выходом. Поэтому, для более точной отметки границ аномалии, обычно стараюсь фиксировать их с обеих сторон только на входе в зону. Для чего после выхода из зоны разворачиваюсь и повторно вхожу в зону с другой стороны. Кроме того, здесь происходило некоторое запаздывание реагирования ассистентом на команды оператора.

В результате фиксация в GPS-навигаторе точек пересечения границ аномальной зоны происходило с некоторой задержкой. На приведённой карте отмечена существенно меньшая задержка с фиксацией границы аномальной зоны при входе в неё, чем при выходе. При сопоставлении инерционных отрезков пути, проделанных вертолётом над автодорогой, где были относительно точно определённы границы аномалии, было установлено следующее:

- при входе в аномалию фиксация границы произошла с запаздыванием на 48 м;

- при выходе из аномальной зоны с интервалом почти в 2 раза большим — на 101 м.

Это соотношение примерно повторяется во всех точках, фиксирующих вход и выход из относительно точно установленной южной границы аномальной зоны. Примерно с таким же соотношением к точкам входа и выхода, пока условно, проведена северная граница аномальной зоны. Возможно, позже будет выяснено и её более точное положение этой границы, когда придёт время более серьёзно заняться этим предполагаемым месторождением УВ.

Ввиду большой инерционности реагирования на момент выхода из аномальной зоны, сравнительно узкие её разрывы над тектоническими нарушениями (до 100-200 м) на такой скорости были просто не замечены. В то же время, аналогичной ширины непродуктивный разлом, когда на его фиксации было сосредоточено внимание на обратном пути к аэродрому, кратковременной реакцией рамок в руках всё же отметился.

Таким образом, по результатам данного эксперимента можно сделать следующие выводы:

- картирование с вертолёта БГФ методом контуров месторождений углеводородов по аномальным зонам над ними, фиксируемыми абсолютно над всеми из них, а тем более их поиски, могут производиться вполне успешно;

- при челночном курсировании над обнаруженной залежью через определённые интервалы, полученные пилообразные границы аномальной зоны могут быть усреднены в соответствии с установленными выше пропорциями между точками входа в неё и выхода;

- чем большую площадь будет иметь обнаруженная аномальная зона, тем менее существенна будет относительная погрешность в определении её границ;

- картирование с вертолёта БГФ методом не позволяет установить структуру месторождения углеводородов в плане, т.к. на обычной для вертолёта скорости рассекающие залежь тектонические нарушения не успевают быть зафиксированы. Но для вертолёта возможна и более низкая скорость полёта и даже зависание в необходимых случаях, поэтому данный пункт необходимо уточнить по результатам дополнительных экспериментов на таких режимах полёта.