Деформация геотермического поля шельфа Баренцева моря в связи с экзогенными процессами : Периодические колебания температуры дна и придонные течения

• Автор: Ахмедзянов, Виталий Раульевич
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ МОРСКОЙ НЕФТЕГАЗОВОЙ РАЗВЕДКИ И ДОБЫЧИ
1.1. Состояние морской нефтегазовой разведки и добычи за рубежом
1.2. Состояние морской нефтегазовой разведки и добычи на шельфе Северных морей России
ГЛАВА 2. АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕРМОМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Методика проведения терморазведки на шельфе морей
2.2. Проведение исследований в условиях Баренцевоморского региона
2.2.1. Климатические особенности района Баренцева моря
2.2.2. Гидрологический режим Баренцева моря
2.2.3. Современное оледенение и вечная мерзлота
2.2.4. Глубинное строение Восточно-Баренцевской и Южно-Карской рифтовых систем..
2.3. Аппаратура
2.3.1. Термозонд для замеров в донных осадках
2.3.2. Зонд Брауна системы “РОЗЕТ"
2.3.3. Система ТЕОС-1”
2.4. Результаты измерений
2.5. Статистическая обработка данных
ГЛАВА 3. МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ НА УРОВНЕ НЕЙТРАЛЬНОГО СЛОЯ
3.1. Существующие методики определения глубины залегания нейтрального слоя
3.2. Методика определения глубины залегания нейтрального слоя с использованием спектрального анализа Фурье
3.2.1. Физико-математическая модель
3.2.2. Расчетная модель
3.2.3. Программное обеспечение методики
3.2.4. Аппаратурное обеспечение методики ....,.із:
ГЛАВА 4. ОБЪЕМНАЯ СТРУКТУРНАЯ И ТЕРМИЧЕСКАЯ МОДЕЛИ ШЕЛЬФА БАРЕНЦЕВА МОРЯ.......................................г .'1
4.1. Выбор геотермических параметров для 2Г>- и .Ю-моделирования
4.2. Геотермическое 2-і) моделирование по основным геотраверсам
4.3. Геотермическое 3-Й моделирование
ГЛАВА 5. ПРОБЛЕМЫ ГЕОЭКОЛОГИИ И БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАЗВЕДКЕ И РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ НА ШЕЛЬФЕ АРКТИЧЕСКИХ МОРЕЙ
5.1. Источники поступления нефтей и нефтепродуктов в природные воды
5.2. Трансформации нефтяных углеводородов в водной среде
5.2.1. Природные факторы, влияющие на степень трансформации нефтяных углеводородов в водной среде
5.2.2. Особенности преобразования нефтяных углеводородов в поверхностных водах.
5.2.3. Механизм водного окисления нефтяных углеводородов
5.3. Экологическая уязвимость Арктики
5.4. Инженерно-геологические условия строительства газопроводов на шельфе Баренцева моря
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ТАБЛИЦ
СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИЙ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Основные проблемы изучения и освоения Российской Арктики
Россия является крупнейшим Арктическим государством, имеет максимальную по отношению к другим странам протяженность границ в Арктике и обширные осваиваемые территории и акватории за Полярным кругом. Для России Арктика представляет регион особых научных, политических, экономических и оборонных интересов. Резкое ухудшение дел с изучением северных регионов в России в последние годы, связанное с сокращением финансирования национальных научных программ, вызывает безусловную необходимость корректировки существующих традиционных подходов к исследованиям Арктики и адаптации их к современным условиям.
В течение 1991—1995 гг. направление «Арктика» являлась региональной научной программой в рамках ГНТП «Комплексные исследования океанов и морей, Арктики и Антарктики» [Садиков, 2000]. Опыт работы показал исключительную эффективность концентрации финансовых и интеллектуальных ресурсов в решении фундаментальных и прикладных задач, что позволило с комплексных позиций подойти к изучению природных процессов и явлений, связать результаты исследований с потребностями практики.
Решение острейших социально-экономических проблем арктических регионов России: а) охраны окружающей природной среды и сохранения экологического равновесия; б) жизнедеятельности человека в экстремальных природных условиях; в) устойчивого и эффективного функционирования сложившегося хозяйственного комплекса в условиях рыночной экономики, которое неразрывно с исследованиями в области фундаментальной науки. Первостепенное значение для Российской Арктики по своей глобальности и взаимосвязанности имеют две проблемы: освоение гигантских минеральных ресурсов ее недр (прежде всего нефти и газа) и сохранение крайне уязвимой для промышленного освоения живой и неживой природы.
По представлениям специалистов Арктический сегмент Земли представляет собой колоссальный осадочный супербассейн, содержащий прогнозные запасы нефти и газа, оцениваемые в диапазоне от 100 до 150 млрд.т. условного топлива. Возможно, это самое крупное скопление углеводородов на нашей планете. Реальность такой оценки подтверждается открытиями, сделанными к настоящему времени на Аляске, в Арктической Канаде и Российской Арктике. Что касается углеводородных газов, то еще до открытия гигантских газоконденсатных месторождений в Карском море их запасы в арктической части Западной Сибири оценивались российскими и зарубежными специалистами в 60% от общемировых запасов.
В течение последних тридцати лет основной объем нефти и газа, необходимых для обеспечения бывшего Советского Союза, а затем и России, извлекался из недр Западной Сибири. И хотя ресурсы углеводородов этого региона далеко не исчерпаны, совершенно очевидно, что настало время вовлечения в эксплуатацию новой нефтегазоносной провинции, равной или близкой по масштабу Западно-Сибирской. Предполагалось, что таким новым поставщиком нефти и газа будет Восточная Сибирь. Однако более чем 30-летний опыт нефтегазопоисковых работ в Восточной Сибири показал, что запасы нефти и газа здесь рассредоточены на огромных пространствах, достаточно сложны для освоения и по масштабам не сопоставимы с Западно-Сибирской нефтегазоносной провинцией. Основные надежды на открытие новой крупной нефтегазоносной провинции стали связываться с шельфовыми окраинами России и прежде всего с обширным Арктическим шельфом.
Введение
По результатам проведенных научно-исследовательских, региональных геологогеофизических и поисково-разведочных работ извлекаемые прогнозные ресурсы Арктического шельфа России оцениваются в 90 млрд.т. у.т. И хотя высокая перспективность на нефть и газ свойственна всему Арктическому шельфу, основная часть извлекаемых прогнозных запасов связана с его западно-арктической частью — Баренцевым (включая Печорское) и Карским морями. Именно здесь в соответствии с рекомендацией, основанной на научном прогнозе, и были сосредоточены основные объемы региональных и поисково-разведочных работ. Итогом их явилось открытие новой крупной нефтегазоносной провинции на Западно-Арктическом шельфе.
В 1998 г. министр природных ресурсов В.П. Орлов доложил на заседании Экспертного совета Правительства России подготовленный совместно организациями МИР и Минтопа проект «Концепции освоения нефтегазоносных ресурсов Баренцева моря». Проект в целом был одобрен и, после внесения некоторых поправок и необходимых согласований, был утвержден Председателем Правительства России. В проекте впервые Арктический шельф России признается следующим за Западной Сибирью главным объектом нефтегазопоисковых работ. Согласно «Концепции», Государство оставляет за собой проведение региональных геолого-геофизических исследований. Выполнение поисково-разведочных и добычных работ на нефть и газ должно осуществляться акционерными нефтяными компаниями России и зарубежных стран на основе открытых лицензионных конкурсов. В настоящее время организациями МПР и Минтопа России завершено составление «Концепции освоения нефтегазовых ресурсов Восточно-Арктических и Дальневосточных морей».
Совершенно очевидно, что Арктический сегмент Земли в будущем столетии станет главным объектом пополнения запасов нефти и газа для России, а скорее всего и для многих других государств. Ведь уже в настоящее время 20% нефтедобычи США приходится на месторождение Прадхо-Бей на северном побережье Аляски, Канада открыла 49 месторождений нефти и газа в дельте р. Маккензи и 15 на Арктических островах, ряд открытий сделан при поисках месторождений нефти и газа в Норвежском море.
Обычно в крупных нефтегазоносных провинциях мира присутствует одно, максимум два гигантских месторождения. В Российской Арктике за последние 5—10 лет, помимо уже известных гигантских месторождений на арктической суше Западной Сибири, открыты еще три таких гиганта — один в Баренцевом море (Штокмановское) и два в Карском море (Ленинградское и Русановское). Эти открытия не только подтвердили концепцию существования в Арктике нефтегазоносного супербассейна, но сделали неизбежным проникновение в его труднодоступные пространства нефтегазодобывающих предприятий.
В связи с последним, особую остроту приобретают экологические исследования, призванные оценить современное состояние уязвимой арктической среды, определить в комплексе наблюдаемых изменений живой и неживой природы роль процессов, связанных с необратимыми глобальными изменениями и изменениями, носящими антропогенный характер. Одним из результатов этого изучения должны стать рекомендации, определяющие уровень допустимых нагрузок на природу Арктики.
Индустриализация ряда регионов Российской Арктики — Кольский полуостров, север Западной Сибири. Северо-Восток России — уже создала ряд экологических проблем и нарушила устоявшуюся веками инфраструктуру и традиционные условия проживания малых народов Севера. Стало очевидным, что необходим научно обоснованный подход к решению проблемы освоения природных ресурсов Арктики, учитывающий не только экономические интересы государства, но и необходимость сохранения природной среды, здоровья и условий жизни населения в районах
Аппаратурно-методическое обеспечение термометрических исследований
даже косвенно судить о их плотности(по величине импульса фрикционного розогрева зонда при внедрении).
Оперативное получение такой информации позволяет вовремя менять режим работы лебедки. Например, после вхождения зонда в грунт, информация о котором немедленно отображается на дисплее, можно уменьшить скорость вытравки кабеля, обеспечивая только его притравку, компенсирующую дрейф судна, и избежать перетрава, чреватого опасностью запутывания кабеля в неровностях дна, его обрыва при подъеме и потери прибора. Столь же важна открывающаяся возможность оперативного перехода от спуска к подъему, когда измерения показывают, что зонд не внедрился в осадки, а лежит на дне или упал в процессе измерений; в таких случаях задежка подъема(дальнейшая притравка кабеля) могла бы привести к поломке прибора или даже к его отрыву. Кроме того, само использование при работе с системой “ГЕОС-1” кабеля вместо обычного троса уменьшает вероятность потери прибора, так как кабель имеет большую упругость (меньше "колышется") и прочность на разрыв.
2.4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Материал был любезно предоставлен Институтом океанологии им. П.П. Шершова отделом гидродинамики океана и, конкретно, ведущим научным сотрудником кандидатом географических наук Л.И. Галеркнным. Полученные данные являются уникальными и до данного момента времени нигде не публиковались.
Измерения проводились такими организациями как Управлением гидрографии СевМорПути; Полярной экспедицией СевМорГео; Военным гидрографическим управлением СевМорФлота. Регистрация данных осуществлялась с бортов исследовательских судов методом погружения зондов в осадки или траления на заданной глубине.
В наше распоряжение была получена информация по температуре и тепловому потоку на поверхности шельфа Баренцева моря (Таблица 4). Исследовался район шельфа с координатами левого верхнего угла - 71° в.д., 34® с.ш.; правого нижнего - 72° в.д.; 33° слд^В полученном материале охвачен достаточно продолжительный период времени - около 17 лет. Начало измерений приходится на февраль 1975 г., конец - на май 1991г.
Таблица 4. Измерения температуры и теплового потока на поверхности шельфа Баренцева моря
(отсортировано по месяцам)
координаты левого верхнего угла - 71° в.д., 34° с.ш.; правого нижнего — 72° в.д.; 33° с.ш.
№ изм. Год Месяц День Время, час Широт а, град, с.ш. Долгот а, град, в.д. Глубин а до дна, м Глубин а изм., м Темпер літра, Теплое ой поток, Дж/м
1 1990 1 13 1,420 71,5 33,5 250,0 200 4,04 34,
2 1990 1 30 5,750 71.5 33,5 250,0 200 3,60 34,
3 1990 1 27 23,000 71,5 33,5 250,0 200 3,37 0,
4 1990 1 30 16,250 71,5 33,5 250,0 200 2,07 0,
5 1990 1 31 14,830 71,5 33,5 250,0 200 2,38 34,
6 1990 1 16 19,767 71,5 33,5 250,0 200 3,50 0,
7 1990 1 18 22,167 71,5 33,5 250,0 200 4,96 0,
8 1990 1 18 6,333 71,5 33,5 250,0 200 5,10 0,
9 1990 1 12 15,170 71,5 33,5 300,0 200 4,26 34,
10 1990 1 28 13,100 71,5 33,5 0,0 200 3,67 0,