Физика керна предсказывает газ в Арктике до бурения

Южно-Баренцевская впадина — один из наиболее перспективных регионов российской Арктики, где уже открыты крупные месторождения, включая Штокмановское. Однако ее главная геологическая особенность — резкая неоднородность: даже в пределах одной структуры соседствуют газоносные интервалы и полностью «сухие» породы. Именно эта неоднородность делает предварительную оценку столь важной. Ученые проанализировали керн из шести скважин впадины, три из которых были продуктивными, а три — нет, чтобы найти устойчивые физические различия, связанные с наличием углеводородов.

Ключевые параметры и четкие различия

В лаборатории исследователи измерили пять ключевых петрофизических параметров образцов палеозойских и мезозойских отложений (песчаников, алевролитов, известняков). Среди них — скорость продольных ультразвуковых волн, открытая пористость, удельное акустическое сопротивление и индекс упругой анизотропии. Данные четко разделили скважины на две группы. В продуктивных интервалах средняя скорость волн и акустическое сопротивление были снижены, а пористость — повышена, часто с ростом анизотропии. В непродуктивных скважинах наблюдалась противоположная картина: высокие скорости, высокое сопротивление и минимальная пористость.

Физика процесса объясняется структурой породы. В плотных, хорошо сцементированных породах звуковая волна проходит быстрее из-за отсутствия пустот. Наличие пор и трещин, которые могут служить каналами для газа, замедляет волну и увеличивает ее рассеяние. Открытая пористость оставалась главным показателем: в продуктивных скважинах она достигала 10–13%, а в непродуктивных обычно не превышала 1–2%, что делает промышленный приток газа физически невозможным.

Петрографическая основа и практическое значение

Выявленные физические различия имеют четкую петрографическую основу, отражая реальные отличия в условиях осадконакопления и уплотнения. Например, в продуктивных песчаниках преобладал поровый цемент, не заполняющий пространство между зернами, а в непродуктивных — пленочный или базальный цемент, «запирающий» проницаемость. Под микроскопом это подтверждалось и размером зерен: в продуктивных скважинах песчаники были крупнее.

География находок также оказалась показательной. Продуктивные скважины располагались по периферии впадины, а «сухие» — в ее центральной части или на тектонических поднятиях. Это соответствует классической модели миграции углеводородов из глубоких частей бассейна в краевые зоны разуплотнения.

Главное практическое значение работы — возможность отсеивать бесперспективные участки еще на стадии анализа геофизических материалов. Петрофизические критерии не заменяют сейсморазведку, но существенно дополняют ее, повышая достоверность геологических моделей. Зная характерные для газоносных зон комбинации параметров, геологи могут точнее оконтуривать перспективные площади по сейсмическим данным до начала бурения.

Кроме того, полученные лабораторные данные становятся надежной основой для построения цифровых моделей керна. В условиях высоких финансовых и технических рисков арктических проектов такие инструменты предварительной оценки помогают корректировать модели и повышать точность прогнозов на этапе планирования геологоразведочных работ, экономя время и средства.