Газовые гидраты в Арктике: возможности и перспективы изучения электромагнитными методами

Месторождения нетрадиционных углеводородов – резервный источник восполнения сырьевой базы России. Существенная часть нетрадиционного газа связана с газовыми гидратами, поиск и разведка которых на сегодняшний день остается сложной задачей для геологов. Технология извлечения еще не разработана, и поисковые критерии неясны для многих объектов. Многолетняя мерзлота Западной Сибири играет ключевую роль в существовании газовых гидратов, создавая условия для их образования и обеспечивая стабильность. Геофизические исследования методом малоглубинного зондирования становлением поля в ближней зоне совместно с анализом гидрогеологического и криогенного строения, а также результатами бурения и лабораторных экспериментов способствуют изучению мерзлоты и газогидратообразования. Целью исследования являлась оценка возможностей и перспектив изучения газовых гидратов с помощью наземной электроразведки в зоне вечной мерзлоты Арктики. Рассмотрены физико-геологические характеристики скоплений газовых гидратов, их проявление в результатах геофизических исследований. Приведены примеры проявления газовых гидратов в песчанистых отложениях тибейсалинской свиты на основе материалов электроразведки методом малоглубинного зондирования становлением поля в ближней зоне. Интервалы возможного наличия газовых гидратов характеризуются повышенными значениями удельного электрического сопротивления до 30 Ом∙м. Намечены дальнейшие пути применения геофизических исследований с целью картирования газовых гидратов в условиях Арктики.

1. Щёлокова Д.В. Нетрадиционные углеводороды как источник неисчерпаемости топливно-энергетических ресурсов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2016. № 1. С. 120–126. EDN: VZYTVJ.

2. Дмитриевский А.Н. Нетрадиционные ресурсы нефти и газа России: проблемы и перспективы освоения // Георесурсы, геоэнергетика, геополитика. 2014. № 2. С. 1. EDN: THNLIB.

3. Бессель В.В. Нетрадиционные углеводородные ресурсы – альтернатива или миф? // Neftegaz.RU. 2013. № 9. Режим доступа: https://magazine.neftegaz.ru/articles/aktualno/620919-netraditsionnye-uglevodorodnye-resursy-alternativa-ili-mif/ (дата обращения: 15.05.2024).

4. Воробьев К.А., Пяткова М.Е., Щерба В.А. Перспективы освоения месторождений газовых гидратов на территории Российской Федерации // География: развитие науки и образования: сб. статей по материалам Междунар. науч.-практ. конф. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2022. С. 174–180. EDN: SVIZRG.

5. Друщиц В.А., Садчикова Т.А., Сколотнева Т.С. Гидраты газа на суше и шельфе Арктики и изменение природ ной среды в квартере // Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода. 2011. № 71. С. 124–134.

6. Чувилин Е.М., Давлетшина Д.А., Лупачик М.В. Гидратообразование в мерзлых и оттаивающих метанонасыщенных породах // Криосфера Земли. 2019. Т. 23. № 2. С. 50–61. https://doi.org/10.21782/KZ1560-7496-2019-2(50-61). EDN: YUWSSY.

7. Buddo I., Misyurkeeva N., Shelokhov I., Chuvilin E., Chernikh A., Smirnov A. Imaging Arctic permafrost: modeling for choice of geophysical methods // Geosciences. 2022. Vol. 12. Iss. 10. P. 389. https://doi.org/10.3390/geosciences12100389.

8. Матвеева Т.В. Методика и этапность изучения потенциально гидратоносных акваторий и залежей газовых гидратов // Недропользование XXI век. 2014. № 3. С. 74–79. EDN: SXVEML.

9. Schwalenberg K., Rippe D., Koch S., Scholl C. Marine‐controlled source electromagnetic study of methane seeps and gas hydrates at Opouawe Bank, Hikurangi Margin, New Zealand // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2017. Vol. 122. Iss. 5. P. 3334–3350. https://doi.org/10.1002/2016JB013702.

10. Gabitto J. F., Tsouri C. Physical properties of gas hydrates: a review // Journal of Thermodynamics. 2010. P. 271291. https://doi.org/10.1155/2010/271291.

11. Dvorkin J., Nur A. Seismic amplitudes from gas hydrates // E&P. 2007. P. 1–2. Режим доступа: https://netl.doe.gov/sites/default/files/netl-file/NT42663_EPPaper_2007.pdf (дата обращения: 15.05.2024).

12. Кауфман А.А., Морозова Г.М. Теоретические основы метода зондирования становлением поля в ближней зоне: монография. Новосибирск: Наука, 1970. 124 с.

13. Поспеев А.В., Буддо И.В., Агафонов Ю.А., Шарлов М.В., Компаниец С.В., Токарева О.В. [и др.]. Современная практическая электроразведка: монография. Новосибирск: Гео, 2018. 231 с. https://doi.org/10.21782/B978-5-9909584-1-8. EDN: VTWOGC.

14. Misyurkeeva N.V., Buddo I.V., Kraev G.N., Smirnov A.S., Nezhdanov A.A., Shelokhov I.A., et al. Periglacial landforms and fluid dynamics in the permafrost domain: a case from the Taz Peninsula, West Siberia // Energies. 2022. Vol. 15. Iss. 8. P. 2794. https://doi.org/10.3390/en15082794.

15. Misyurkeeva N., Buddo I., Shelokhov I., Smirnov A., Nezhdanov A., Agafonov Yu. Thickness and structure of permafrostin oil and gas fields of the Yamal Peninsula: Evidence from Shallow Transient Electromagnetic (sTEM) Survey // Water. 2024. Vol. 16. Iss. 18. P. 2633. https://doi.org/10.3390/w16182633.

16. Якушев В.С, Перлова Е.В., Махонина Н.А., Чувилин Е.М., Козлова Е.В. Газовые гидраты в отложениях материков и островов // Российский химический журнал. 2003. Т. 47. № 3. С. 80–90. EDN: WBFUVB.

17. Низаева И.Г, Давлетова А.А., Валиуллин Р.А. Выделение гидратонасыщенных пластов методами ГИС в зонах многолетнемерзлых пород // Вестник Академии наук Республики Башкортостан. 2023. Т. 47. № 2. С. 43–51. https://doi.org/10.24412/1728-5283_2023_2_43_51. EDN: JZGVGD.

18. Chen Y., Li D., Liang D., Zhou X., Wu N. Relationship between gas hydrate saturation and resistivity in sediments of the South China Sea // Acta Petrolei Sinica. 2013. Vol. 34. Iss. 3. P. 507–512. https://doi.org/10.7623/syxb201303012.

19. Буддо И.В, Мисюркеева Н.В., Шелохов И.А., Шеин А.Н., Добрынина А.А., Смирнов А.С. [и др.]. Опыт комплексирования геофизических методов при изучении возможных проявлений флюидодинамических процессов в Арктике // Газовые гидраты – энергия будущего (РГК I): материалы первой Российской газогидратной конференции (п. Листвянка, 26–31 августа 2024 г.). Санкт-Петербург: Изд-во ВНИИОкеангеологии, 2024. С. 57–61. https://doi.org/10.24412/cl-37274-2024-1-57-61. EDN: MLGKIN.

20. Buddo I., Misyurkeeva N., Shelokhov I., Shein A., Sankov V., Rybchenko A., et al. Modeling of explosive pingo-like structures and fluid-dynamic processes in the Arctic permafrost: workflow based on integrated geophysical, geocryological, and analytical data // Remote Sensing. 2024. Vol. 16. Iss. 16. P. 2948. https://doi.org/10.3390/rs16162948.