Russian Journal of Earth Sciences Russian Journal of Earth Sciences Russian Journal of Earth Sciences 1681-1208 70054 10.2205/2024ES000904 brlagn ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ ORIGINAL ARTICLES ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Geomorphological and Isotope-Geochemical Methods in Assessing the Gas Potential of a Territory (Using the Example of the Angara-Lena Oil and Gas Region) Информативность геоморфологических и изотопно-геохимических методов при оценке газоносности территории (на примере Ангаро-Ленской нефтегазоносной области) https://orcid.org/0000-0001-6837-199X Смирнов Александр Сергеевич Smirnov Aleksandr Sergeevich https://orcid.org/0000-0003-4269-0962 Нургалиев Данис Карлович Nourgaliev Danis Karlovich

доктор геолого-минералогических наук;

doctor of geological and mineralogical sciences;

 https://orcid.org/0009-0008-1412-0659 Чернова Инна Юрьевна Chernova Inna Yur'evna

кандидат геолого-минералогических наук;

candidate of geological and mineralogical sciences;

 https://orcid.org/0000-0001-9184-2446 Зиганшин Эдуард Ришадович Ziganshin Eduard Rishadovich ERZiganshin@kpfu.ru

кандидат геолого-минералогических наук;

candidate of geological and mineralogical sciences;

 ООО «Газпром ВНИИГАЗ» Россия Gazprom VNIIGAZ LLC Russian Federation Тюменский индустриальный университет Tyumen Industrial University Казанский (Приволжский) федеральный университет Kazan (Volga) Federal University 09 09 2024 09 09 2024 24 3 1 13 12 09 2023 26 02 2024 https://rjes.ru/en/nauka/article/70054/view

В работе рассматривается эффективность геохимического метода определения газоносности территорий и поисков залежей природного газа в комплексе с данными о характере неотектонической активности территории, полученными по геоморфологическому анализу цифровой модели рельефа, на одной из площадей Восточной Сибири. Геохимические данные включают в себя содержание метана и его гомологов (C1 – C6), определенных методом газовой хроматографии в пробах подпочвенного грунта, а также значения изотопного соотношения углерода (δ 13C) в обнаруженном метане, измеренное на изотопном масс-спектрометре. Реконструкция этапов неотектонической активности была выполнена с использованием модифицированного морфометрического метода анализа цифровой модели рельефа. Оценка макроскопической трещиноватости осадочного чехла, также обусловленная неотектонической активностью, получена из цифровой модели рельефа как плотность штрихов – первичных линейных объектов, выраженных в рельефе, выделенных по методике А. А. Златопольского. Информация, полученная из цифровой модели рельефа, дает возможность выделить участки, где вероятность сохранности газовых залежей невысокая. Совместный анализ изотопно-геохимических данных и информации о зонах, где залежи могли быть подвергнуты интенсивному разрушению, позволяет оценить перспективы газоносности территории, а также выявить наиболее перспективные участки.

The paper examines the geochemical method's effectiveness for assessing the gas potential of territories and prospecting for natural gas fields in combination with data on a territory's neotectonic activity obtained from the digital elevation model analysis in the Eastern Siberia area. Geochemical data include the content of methane and its homologues (C1 – C6), determined by gas chromatography in subsoil samples, as well as the carbon isotope ratio (δ 13C) of the detected methane, measured on an isotope mass spectrometer. The reconstruction of neotectonic activity areas was carried out using a modified morphometric method of digital elevation model analysis. Estimates of the macroscopic fracturing of the sedimentary cover, also caused by neotectonic activity, were obtained from the digital elevation model as the density of lines – primary linear objects expressed in relief, identified using the method of A. A. Zlatopolsky. The information obtained from the digital elevation model allows to identify areas where the probability of gas fields destruction is the highest. A joint analysis of isotope-geochemical data and information on the probable hydrocarbon deposits destruction makes it possible to assess the prospects for the territory's gas content, as well as identify promising areas.

 прогнозирование газоносности Восточная Сибирь геоморфология морфометрический метод изотопный анализ углерода метана макротрещиноватость сохранность залежи gas potential forecasting Eastern Siberia geomorphology morphometric method isotope analysis of methane carbon macroscopic fracturing gas field preservation Работа выполнена при поддержке Минобрнауки России в рамках соглашения № 075-15-2022-299 о предоставлении гранта в форме субсидий из федерального бюджета на осуществление государственной поддержки создания и развития научного центра мирового уровня «Рациональное освоение запасов жидких углеводородов планеты». The work was carried out with the support of the Ministry of Education and Science of Russia under agreement No. 075-15-2022-299 on the provision of a grant in the form of subsidies from the federal budget for the implementation of state support for the creation and development of a world-class scientific center "Rational development of liquid hydrocarbon reserves of the planet".

Абукова Л. А., Волож Ю. А. Геофлюидодинамика глубокопогруженных зон нефтегазонакопления осадочных бассейнов // Геология и геофизика. — 2021. — № 3. — DOI: 10.15372/GiG2021132. Abukova L. A., Volozh Y. A. Fluid Geodynamics of Deeply Buried Zones of Oil and Gas Accumulation in Sedimentary Basins // Russian Geology and Geophysics. — 2021. — No. 3. — DOI: 10.15372/GiG2021132. Баженова Т. К. Нефтегазоматеринские формации древних платформ России и нефтегазоносность // Нефтегазовая геология. Теория и практика. — 2016. — Т. 11, № 4. — DOI: 10.17353/2070-5379/45_2016. Bazhenova T. K. Petroleum source formations of the Russian ancient platforms and their petroleum potential // Neftegazovaya Geologiya. Teoriya I Praktika. — 2016. — Vol. 11, no. 4. — DOI: 10.17353/2070-5379/45_2016. Вахромеев А. Г., Горлов И. В., Смирнов А. С. и др. Неотектонический этап активизации краевой области Сибирского кратона как конечная фаза формирования Ковыктинской зоны нефтегазонакопления // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): Материалы научного совещания. Вып. 15. — Иркутск : Институт земной коры СО РАН, 2017. — С. 26—29. Chernova I. Y., Nourgaliev D. K., Chernova O. S., et al. Applying the combination of GIS tools with upgraded structural and morphological methods for studying neotectonics // SOCAR Proceedings. — 2021. — SI2. — P. 93–103. — DOI: 10.5510/OGP2021SI200560. Вахромеев А. Г., Смирнов А. С., Мазукабзов А. М. Верхнеленское сводовое поднятие - главный объект подготовки ресурсной базы углеводородного сырья на юге Сибирской платформы // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. — 2019. — Т. 39, № 3. — С. 38—56. — DOI: 10.20403/2078-0575-2019-3-38-56. Chernova I. Y., Nourgaliev D. K., Nurgalieva N. G., et al. Reconstruction of history of the Tatar Arch in the Neogene Quaternary time by means of the morphometric analysis // Oil Industry. — 2013. — No. 6. — P. 12–15. Гогузева Е. И., Попов Д. Д. и др. Отчёт о результатах сейсморазведочных работ в Ангаро-Илимском междуречье на Заярской площади в Иркутской области. — Moscow : Росгеолфонд, 2009. — 495 с. Chernova I. Y., Nugmanov I. I., Dautov A. N. Application of GIS Analytic Functions for Improvement and Development of the Structural Morphological Methods of the Neotectonics Studies // Geoinformatica. — 2010. Голодовкин В. Д. Тектоническое строение Ставропольской депрессии по данным морфометрического анализа // Геология, геохимия, геофизика. «Тр. Куйбышевского НИИ Нефтяной промышленности». Т. 27. — Куйбышев НИИ НП, 1964. Chernova I. Y., Nugmanov I. I., Nourgaliev D. K., et al. DEM digital processing as applied to detection of zones of excessive fracturing and fluid dynamic activity in sedimentary cover // Oil Industry. — 2015. — No. 11. — P. 84–88. Конторович А. Э., Мельников Н. В., Воробьёв В. Н. и др. Нефтегазоносные бассейны и регионы Сибири. Выпуск 8. Иркутский бассейн. — ОИГГМ СО РАН, 1995. Filosofov V. P. Fundamentals of the morphometric method of searching for tectonic structures. — Publishing House of Saratov University, 1975. — P. 232. Ласточкин А. Н. О формах проявления разрывных нарушений в рельефе Западно-Сибирской равнины и структурногеоморфологическом методе их обнаружения // Известия ВГО. — 1971. — № 1. — С. 48—56. Goguzeva E. I., Popov D. D., et al. Report on the results of seismic exploration in the Angara-Ilim interfluve on the Zayarskaya area in the Irkutsk region. — Moscow : Rosgeolfond, 2009. — P. 495. Ласточкин А. Н. Неотектонические движения и размещение залежей нефти и газа. — Ленинград : Недра, 1974. — 68 с. Golodovkin V. D. Tectonic structure of the Stavropol depression according to morphometric analysis data // Geology, geochemistry, geophysics. «Kuibyshev Research Institute of Oil Industry». Vol. 27. — Kuibyshev Research Institute of Oil Industry, 1964. Мельников Н. В., Мельников П. Н., Смирнов Е. В. Зоны нефтегазонакопления в районах проведения геологоразведочных работ Лено-Тунгусской провинции // Геология и геофизика. — 2011. — Т. 52, № 8. — С. 1151— 1163. Kontorovich A. E., Melnikov N. V., Vorobyov V. N., et al. Oil and gas basins and regions of Siberia. Issue 8. Irkutsk basin. — OIGGM SB RAS, 1995. Музыченко Н. М. Современная тектоника каменноугольных отложений Волгоградско-Саратовского Поволжья в связи с оценкой перспектив их нефтеносности // Материалы по тектонике Нижнего Поволжья. — Ленинград : Гостоптехиздат, 1962. Lastochkin A. N. On the forms of manifestation of faults in the relief of the West Siberian Plain and the structuralgeomorphological method of their detection // Izvestia VGO. — 1971. — No. 1. — P. 48–56. Нежданов А. А., Смирнов А. С. Флюидодинамическая интерпретация сейсморазведочных данных. — Тюмень : Тюменский индустриальный университет, 2021. — 286 с. Lastochkin A. N. Neotectonic movements and the location of oil and gas deposits. — Leningrad : Nedra, 1974. — P. 68. Нургалиев Д. К., Хасанов Д. И., Чернова И. Ю. и др. Научные основы современной технологии прогнозирования нефтегазоносности территорий // Ученые записки Казанского университета, серия Естественные науки. — 2009. — Т. 151, № 4. — С. 192—202. Mel’nikov N. V., Mel’nikov P. N., Smirnov E. V. The Petroleum Accumulation Zones in the Geological-Prospecting Regions of the Lena-Tunguska Province // Russian Geology and Geophysics. — 2011. — Vol. 52, no. 8. — P. 1151–1163. Нургалиев Д. К., Чернова И. Ю., Бильданов Р. Р. и др. Неотектонические факторы размещения залежей нефти в Волго-Вятском регионе // Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа. — Москва : МГУ, 2004. — С. 367—368. Muzichenko N. M. Modern tectonics of coal deposits of the Volgograd-Saratov Volga region in connection with the assessment of their oil-bearing potential // Materials on the tectonics of the Lower Volga region. — Leningrad : Gostoptekhizdat, 1962. Смирнов А. С., Вахромеев А. Г., Курчиков А. Р. и др. Выявление и картирование флюидонасыщенных анизотропных каверново-трещинных коллекторов Ковыктинского газоконденсатного месторождения // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. — 2019. — № 5. — С. 4—12. — DOI: 10.30713/2413-5011-2019-5(329)-4-12. Nezhdanov A. A., Smirnov A. S. Fluidodynamic interpretation of seismic exploration data. — Tyumen : Tyumen Industrial University, 2021. — 286 p. Философов В. П. Основы морфометрического метода поисков тектонических структур. — Изд-во Саратовского ун-та, 1975. — 232 с. Nugmanov I. I., Chernova I. Y. Effects of neotectonic activity on the distribution of petroleum deposits in space (by the example of the Volga-Ural petroleum and gas province) // 15th International Multidisciplinary Scientific Geoconference SGEM 2015. Geology, Mineral Processing, Oil & Gas Exploration. — 2015. Чернова И. Ю., Нугманов И. И., Даутов А. Н. Применение аналитических функций ГИС для усовершенствования и развития структурно-морфологических методов изучения неотектоники // Геоинформатика. — 2010. Nurgaliev D. K., Chernova I. Y., Bildanov R. R., et al. Neotectonic factors of oil deposits location in the Volga-Vyatka region // New ideas in geology and geochemistry of oil and gas. — Moscow : Moscow State University, 2004. — P. 367–368. Чернова И. Ю., Нугманов И. И., Нургалиев Д. К. и др. Применение методов компьютерной обработки цифровой модели рельефа для обнаружения зон повышенной трещиноватости и флюидодинамической активности пород осадочного чехла // Нефтяное хозяйство. — 2015. — № 11. — С. 84—88. Nurgaliev D. K., Khasanov D. I., Chernova I. Y., et al. Scientific Foundations of Modern Technology for Forecasting Oil and Gas Potential of Territories // Scientific Notes of Kazan University, Natural Sciences Series. — 2009. — Vol. 151, no. 4. — P. 192–202. Чернова И. Ю., Нургалиев Д. К., Нургалиева Н. Г. и др. Реконструкция истории Татарского свода в неогенчетвертичный период по данным морфометрического анализа // Нефтяное хозяйство. — 2013. — № 6. — С. 12—15. Smirnov A. S., Vakhromeev A. G., Kurchikov A. R., et al. Identification and Mapping of Fluid-Saturated Anisotropic Cavern-Cracked Collectors of the Kovyktinsky Gas-Condensate Deposit // Geology, Geophysics and Development of Oil and Gas Fields. — 2019. — No. 5. — P. 4–12. — DOI: 10.30713/2413-5011-2019-5(329)-4-12. Юдович Я. Э., Кетрис М. П. Соотношения изотопов углерода в стратисфере и биосфере: четыре сценария // Биосфера. — 2010. — Т. 2, № 2. — С. 231—246. Vakhromeev A. G., Gorlov I. V., Smirnov A. S., et al. Neotectonic stage of activation of the marginal region of the Siberian craton as the final phase of the formation of the Kovykta oil and gas accumulation zone // Geodynamic evolution of the lithosphere of the Central Asian mobile belt (from the ocean to the continent): Proceedings of a scientific conference. Issue 15. — Irkutsk : Institute of the Earth’s Crust SB RAS, 2017. — P. 26–29. Chernova I. Y., Nourgaliev D. K., Chernova O. S., et al. Applying the combination of GIS tools with upgraded structural and morphological methods for studying neotectonics // SOCAR Proceedings. — 2021. — SI2. — P. 93–103. — DOI: 10.5510/OGP2021SI200560. Vakhromeev A. G., Smirnov A. S., Mazukabzov A. M. The Upper Lena Arched Uplift is the Main Object of Preparing a Resource Base of Hydrocarbons in the South of the Siberian Platform // Geology and mineral resources of Siberia. — 2019. — Vol. 39, no. 3. — P. 38–56. — DOI: 10.20403/2078-0575-2019-3-38-56. Nugmanov I. I., Chernova I. Y. Effects of neotectonic activity on the distribution of petroleum deposits in space (by the example of the Volga-Ural petroleum and gas province) // 15th International Multidisciplinary Scientific Geoconference SGEM 2015. Geology, Mineral Processing, Oil & Gas Exploration. — 2015. Yudovich Y. E., Ketris M. P. Relationships of Carbon Isotopes in the Sedimentary Shell and the Biosphere: Four Scenarios // Biosphere. — 2010. — Vol. 2, no. 2. — P. 231–246. Zlatopolsky A. A. Program LESSA (Lineament Extraction and Stripe Statistical Analysis) automated linear image features analysis-experimental results // Computers & Geosciences. — 1992. — Vol. 18, no. 9. — P. 1121–1126. — DOI: 10.1016/0098-3004(92)90036-Q. Zlatopolsky A. A. Program LESSA (Lineament Extraction and Stripe Statistical Analysis) automated linear image features analysis-experimental results // Computers & Geosciences. — 1992. — Vol. 18, no. 9. — P. 1121–1126. — DOI: 10.1016/0098-3004(92)90036-Q.