Профілі: а – геологічний, б – геоакустичний;

1 – стратиграфічні межі; 2 – основні відбивні горизонти;

3 – відбивні площадки; 4 - розломи

Цей метод можна використовувати для експрес-інформації про структуру верхньої частини осадового чохла до глибини 1000–1200 м, а також при детальних роботах на окремих підняттях з метою встановлення розривних порушень.

Геологічні методи вивчення морських структур. Суть цих методів полягає в складанні геологічної карти. В умовах моря розрізняють три види геологічного картування: 1) ділянок (острова і окремі відслонення), що виступають над водою; 2) поверхні морського дна за допомогою аерофото- і космічної зйомок; 3) морських площ шляхом буріння мілких свердловин.

Геологічне картування ділянок, що виступають над водою. Геологічна будова островів і окремих надводних відслонень повинна привертати до себе особливу увагу геологів. Необхідно детально описувати ці відслонення, визначати елементи залягання порід, вияснити характер дислокацій, стратиграфії, а також провести ретельний відбір зразків порід і фауни. Ці відслонення, звичайно, є уцілілими від розмиву міцними прошарками розрізу (пісковики, вапняки), за якими можна скласти перші уявлення про характер структури.

Геологічне картування за допомогою аерофото- і космічної зйомок. На тих ділянках, де дно моря складене корінними породами, які літологічно достатньо диференційовані і не прикриті мулом, аерофотозйомка дає добрий ефект. Особливо чітко на фотокартках за обрисами міцних нерозмитих пластів фіксуються форми антиклінальних складок і розривні порушення зі зсувом шарів навіть невеликої амплітуди. Крім того, на аерофотознімках виявляють підводні грязьові вулкани. Так, наприклад, дно Чорного моря, особливо у підніжжі континентального схилу, усіяне грязьовими вулканами, які, як відомо, є супутниками нафтових і газових родовищ. На сьогодні тут виявлено близько 100 грязьових вулканів і понад 200 потужних виходів (факелів) метану з дна моря.

На аерофотознімках морських ділянок в окремих випадках чітко спостерігаються нафтогазопрояви. Нафтові плівки на поверхні води, зумовлені виходами нафти із дна моря, зазвичай, займають великі площі і виблискують всіма барвами веселки, і на відміну від плівок нафти, що випадково попали на поверхню моря, постійно відновлюються. Виходи газу при значних масштабах газування виділяються як ділянки “кип’ячої” води і на аерофотознімках зображаються світлими смугами, ділянками тощо.

Для розшифрування даних аерофотозйомки бурять мілкі свердловини з відбором проб породи на окремих ділянках. Добре побудована і правильно розшифрована карта аерофотозйомки нічим не відрізняється від карти, складеної інструментальним картуванням на суші. Однак можливості аерофотозйомки обмежуються глибинами моря, ступенем прозорості води тощо.

У останні десятиліття все більше застосовують також космічні методи. Космічні фотографії дозволяють виявляти основні структурні елементи на значних глибинах. На цих знімках чітко виділяються розломи. Аналіз фотокосмічних матеріалів дозволяє виявити зони, які є перспективними для пошуків нафти і газу на акваторіях морів та океанів.

Геологічне картування за допомогою буріння неглибоких свердловин. Картувальне буріння є необхідним елементом комплексу геолого-пошукових робіт у морі. Буріння свердловин здійснюється з баркаса або із спеціальних суден. Цей метод поєднує всі види геологічної зйомки на суші і зводиться до складання геологічної карти зі зняттям наносів. Він полягає в простежуванні маркувального горизонту на дні моря, однак в умовах моря важко вибрати маркувальний горизонт, який би мав необхідні ознаки для його розпізнавання, тим більше якщо його товщина невелика. Більш надійним для картування виявився вибір інтервалів з різкою зміною літологічного і фауністичного складу розрізу. Для повноти уявлень про геологічну будову площі не можна обмежуватись картуванням меж між окремими стратиграфічними одиницями. Необхідно по можливості проводити профілі поперек всієї структури для визначення положення осі складки і стратиграфії відкладів, що складають найбільш підвищену частину структури. При картувальному бурінні за деякими ознаками, а саме по зміщенні меж розділів, різкій зміні кутів падіння, наявності зони перем’ятих порід, вдається виявити диз’юнктивні порушення.

Для геологічного дослідження дна моря на великих глибинах можна використати методику, апаратуру і обладнання, які застосовуються океанографами при вивченні донних осадків. Вдосконалення, досягнуті в цій області, дозволяють відбирати керн шляхом занурення колонкових труб у сучасні осадки або корінні породи на 1–3 м, а в окремих випадках на 10 м і більше.

В останні роки для буріння свердловин при значних глибинах моря застосовують електробури або турбобури, які опускаються на дно моря за допомогою гнучкого шлангу або кабелю (долото приводиться в рух вибійним двигуном). Ці засоби можна використовувати і при сильних хвилюваннях моря. Такі свердловини бурять до глибини 300–1000 м і більше.

Картувальне буріння, зазвичай, проводять на профільній системі, відстані між свердловинами і профілями вибираються в залежності від масштабу геологічної зйомки. При масштабі 1:100 000 відстані між профілями звичайно не перевищують 2–4 км, а між свердловинами – 1 км. При проведенні більш детальної зйомки щільність свердловин збільшується.

Геохімічні методи. У зв’язку із складністю і високою вартістю пошуково-розвідувальних робіт на нафту і газ в умовах акваторій застосування геохімічних методів пошуків є важливим і актуальним, оскільки дає можливість досягнути значного економічного ефекту. Назагал як і на суші, при геохімічних методах пошуків вивчають газову фазу морських осадків і вод, хоч тут є свої специфічні особливості.

Концентрація вуглеводнів здебільшого збільшується від поверхні водойм до його дна. Вуглеводні можуть утворюватись внаслідок різних причин: у результаті процесів, що відбуваються в самій водній товщі; внаслідок діагенезу сучасних осадків; у результаті міграції із більш давніх відкладів. Назагал для водної товщі більша частина вуглеводнів має міграційний характер, тому застосування геохімічних методів пошуків є достатньо обґрунтованим. Однак, у придонних шарах трапляються аномалії вуглеводнів, які не зв’язані з зануреними на глибині їх скупченнями. Так, зафіксовані контрастні аномалії насичених вуглеводнів, виявлених при газометрії по придонних водах на шельфі Анголи, виявились приуроченими до конусів виносу рік.

Утворення і характер розподілу вуглеводнів в морських умовах залежить від специфічних геохімічних умов седиментації і діагенезу осадків на акваторіях.

У морському середовищі відношення газоподібних вуглеводнів С₁/(С₂+С₃) змінюється в дуже широких межах (від 100 до 1). Можливо, низькі відношення пов’язані або з міграцією із нижчезанурених джерел, або зумовлені розкладанням органічної речовини в неконсолідованих відкладах. Трапляються випадки, коли етилен присутній в більших кількостях ніж етан, а кількість пропілену становить половину вмісту пропану. Це свідчить про біохімічне походження вуглеводнів в осадах. У зоні біохімічної продуктивності концентрації ненасичених вуглеводнів значно більші, ніж насичених.

Геохімічні методи пошуків нафти і газу в акваторіях ґрунтуються, головним чином, на вивченні особливостей поширення газів, розчинених у морських водах і тих, які вміщуються в адсорбованому стані в донних відкладах, переважно в їх поверхневому шарі.

Найбільш широко використовуються дані вивчення розчинених у воді газів. Вперше метод підводної зйомки по метану придонних вод для пошуків нафти і газу в акваторіях був запропонований і запатентований в 1959 р. Slobad R.L. et al. Дослідження, проведені в Мексиканській затоці, показали, що фонові значення об’ємної концентрації сингенетичного метану в газі, виділеному із води, становлять близько 3·10^-4 %. Об’ємні концентрації метану вище 5·10^-4 % можуть вказувати на наявність придонних макрогазопроявів і заслуговують детального дослідження.

На сьогодні зарубіжними нафтовими фірмами розробляються і успішно експлуатуються ряд експресних методик. Методика зйомки, яка розроблена фірмою SNIFFER, використовує сучасні досягнення в електроніці, аналітичній і машинній обробці даних. Особливістю методики є значне число вуглеводневих компонентів, які аналізуються, висока чутливість і швидкість аналізу, підвищена глибинність відбору проб (до 400 м), що проводиться за допомогою зйомочного судна. Для оцінки масштабів нафтогазоносності зазвичай використовуються діаграми CH₄ / (сума етан + пропан + ізобутан + нормальний бутан). Це забезпечує 85 % точності оцінок за трьома категоріями: нафтоносна площа, газоносна і непродуктивна.

Відомий спосіб відбору проб морської води і осадів спеціальним пробовідбірником. Відібрані проби при цьому транспортуються в лабораторію і зберігаються до аналізу при низькій температурі в азотному середовищі. У таких пробах визначають вміст метану та його гомологів, а також співвідношення в метані легкого і важкого ізотопу вуглецю. Як і в попередньому випадку, за складом і кількістю вуглеводневих газів виділяють аномалії, а за співвідношенням ізотопів вуглецю судять про їх природу. Така технологія пошукових робіт користується найбільшим успіхом як за кордоном, так і в нас. Прикладом є широкомасштабні геохімічні дослідження придонних відкладів Північного моря, акваторії Мозамбіка, шельфу Чорного моря та інших акваторій.

Для виявлення вуглеводнів у воді морів та океанів фірмою Barringer розроблений метод, у відповідності з яким поверхню води освічують пучком променів достатньої інтенсивності, а на екрані осцилографа виводяться сигнали, які пов’язані з наявністю нафтового або масляного забруднення морської поверхні.

За останні роки намітилась тенденція проведення морських геохімічних досліджень в комплексі з геофізичними роботами, а саме з сейсмоакустичним профілюванням та іншими методами.

Геофізичні методи. Ці методи широко використовуються в морських умовах, але ефективність різних видів досліджень різна. При вивченні загальних рис геологічної будови застосовується гравіметрія з використанням спеціальних морських гравіметрів. Гравіметри прикріплюють на стабілізованій платформі до палуби судна і можуть записувати гравіметричні профілі по ходу його руху. Створені гравіметри, які записують результати гравіметрії на магнітну стрічку. Результати таких зйомок використовуються при регіональних дослідженнях.

Особливо ефективною є морська сейсмічна розвідка. В умовах глибоководних зон, де застосування картувального буріння виключено, морська сейсморозвідка є єдиним надійним методом пошуків структур.

Впровадження в практику геологорозвідувальних робіт на акваторіях науково-технічних досягнень сейсморозвідки здатне вирішити цілу серію геологічних завдань, а саме: пізнати глибинну будову надр континентальних шельфів і схилів, підвищити достовірність картування перспективних пасток вуглеводнів, передбачити їх продуктивність, виділити найбільш сприятливі ділянки виявлення пасток вздовж ліній зонального стратиграфічного і літологічного виклинювання перспективних нафтогазоносних світ, товщ і горизонтів.

Надзвичайно великий ефект можуть дати широке застосування прогресивних промислово-геофізичних методів дослідження свердловин, таких як акустичний і псевдоакустичний каротажі (АК і ПАК), а також використання методів ядерної геофізики, особливо тих її модифікацій, які дозволяють експрес-методам визначати елементарний макро- і мікроелементний мінералогічний склад гірських порід. Це є дуже важливим для вияснення явищ аутигенного мінералоутворення в породах-колекторах; важливо також визначити ступінь впливу цих явищ на ємнісні і фільтраційні властивості продуктивних і можливо продуктивних горизонтів, літологічну неоднорідність порід (тонке перешарування різних типів). Ці дослідження необхідні для розшифровки будови покладів нафти і газу, оцінки їхніх промислових запасів тощо.

Сейсморозвідка і промислово-геофізичні методи дослідження свердловин дають можливість прогнозувати зони аномально високих пластових тисків (АВПТ) до початку буріння глибоких свердловин, постійно контролювати і виявляти скупчення високонапірних флюїдів, що в багатьох випадках може сприяти попередженню аварій і ускладнень в процесі буріння пошукових і розвідувальних свердловин.

Особливої уваги при визначенні головних напрямків пошуково-розвідувальних робіт заслуговує вивчення пасток вуглеводнів, приурочених до зон поширення похованих органогенних забудов і, у першу чергу, найбільш зрілих їх представників – рифів.

Як показав досвід, досить ефективно прогнозування подібних зон можливе при використанні поряд з традиційними геофізичними методами їх картування (високоточна гравіметрія, сейсморозвідка МВХ ЗГТ та ін.), комплексу досліджень що включає КМЗХ, теплову і ехолотну зйомку, а у випадках відсутності сольового діапіризму та галокінезу і електророзвідку.