Суттєвим недоліком сучасної геологічної науки є те, що у значній мірі її теоретична база складається з ментальних моделей, історія яких сягає ще часів становлення геології. Ці моделі багато років переписуються з підручника в підручник и сьогодні вже сприймаються як догми, від яких важко відмовитися, навіть, не дивлячись на те, що досить часто вони входять в протиріччя з найновітнішими результатами. Звертає на себе увагу практично повна відсутність моделей, які базувались би на фундаментальних законах, мали б чітко визначену структуру, та визначеність функціональних зв’язків. Така ситуація, з одного боку, склалася тому, що експериментальні роботи в галузі геології є річ не дешевою, з іншого боку, ще й тому, що у більшості випадків робляться спроби підігнати нові дані під старі моделі, заплющивши при цьому очі на протиріччя, які неодмінно виникають.

Великою заслугою дистанційних методів у розвитку геологічної науки є те, що, принаймні, їх використання дозволило виявити ряд функціональних моделей, розвиток яких впливає, як на стан осадової товщі, так і на формування сучасної поверхні Землі. Свого часу нами детально, на рівні фізико-математичного апарату була вивчена модуль впливу глибинних чинників на формування акумулятивних еолових форм рельєфу /1, 2/. Трохи пізніше /3/ під впливом ідеї І.М.Довгополюка (виступ на нараді з питань розвитку дистанційних методів в Нафтопромі СРСР, 1984), а також результатів досліджень В.М.Фоміна та В.О. Волейшо / 4/ була запропоновано фізична модель взаємодії осадових верст з покладами вуглеводнів. Коротко нагадаймо її суть. Детально з її описом можна ознайомитися в 5.

Припустимо, що в осадовій товщі в наслідок дії якихось процесів утворилася ембріональна складка, яка на початковому етапі розвитку заповнена водою. У цей час у її межах діє наступна група геостатичних та гідростатичних сил (рис.1.): РВ - вага осадових верств, які знаходяться вище перекриття; Рс- сила пружності структури, виникла в результаті дії ваги верхніх горизонтів; Рg - гідростатичний тиск, що діє зверху на перекриття; Рz - гідростатичний тиск у структурі. Флюїдотривка верства, яка екранує колектор зверху у даному випадку діє як мембрана і є тією площиною на якій відбувається взаємодія гідростатичних та геостатичних сил. Тому зміна величини однієї з них призводить до зміни стану іншої. Так, умовою стабільності структури і тектонічної рівноваги осадової товщі є рівняння РВ+Рс=Рg+Рz. Порушення ж цієї рівноваги призводить до опускання, або підйому структури. Розглянемо які можуть бути причини цього явища. Серед них: 1) зміна питомої ваги води у структурі за рахунок зміни ступеня мінералізації; 2) заміщення води нафтою або газом, питома вага яких значно менша від води; 3) зняття статичного навантаження на структуру в результаті ерозії земної поверхні. Перші два чинники мають одну й ту ж саму фізичну основу. Зміна питомої ваги води, що заповнює структуру або її заміщення більш легкими нафтою або газом призводить до виникнення додаткового тиску, величина котрого визначається за формулою , де D P - додатковий тиск; h - початкова висота структури; r b - питома вага води; r w - питома вага ВВ.

У певний час геологічного розвитку починається міграція ВВ, що призводить до заміщення води в ембріональних складках більш легкими субстанціями і до виникнення додаткової сили - надлишкового тиску, вектор якої скерований угору. Внаслідок цього відбувається порушення початкової рівноваги і починається ріст структури. Амплітуда підйому орієнтовно може бути визначена з формули , де D h - амплітуда підйому; r z - середнє значення питомої ваги гірських порід. Після того як початкова висота складки збільшилася на висоту D h збільшиться її ємність, з’явиться можливість для подальшого надходження ВВ і росту надлишкового тиску, тобто виникає зворотній зв’язок, який визначає циклічний саморозвиток геосистеми вже в незалежності від чинників, які викликали її початкове утворення.

В попередній публікації /5/ наводилися чисельні приклади просідання земної поверхні над родовищами, які знаходяться в експлуатації, що слід розглядати як непрямі докази справедливості запропонованої моделі. Але, безумовно, тільки прямий експеримент міг довести реальність її існування. Завдяки фінансовій та технічній допомозі, яка була надана Нафтогазовидобувною компанією "Дельта” (м. Коломия) та підтримці її директора Вівчарика В.П. такий експеримент вдалося провести навесні минулого року на нафтовому родовищі Слобода-Рунгурська (Івано-Франківська область).

Досвіди проводилися на непродуктивній свердловині Дельта 1А, конструкція, якої наведена на рис.2. 30 метрів на південний-захід від св. Дельти-1А розташована св. Дельта-1 і ще трохи далі амбар для бурового розчину. Обидві свердловини та амбар оточені ямами з бетонованими стінками і заповнені підземними водами. За час, що минув від завершення буріння (1997рік) рівень води за фіксувався на стінках. Глибина свердловини Дельта-1А складає 122м. А, у відповідності до даних промислової геофізики, нафтогазоносний горизонт лежить в інтервалі 82-122 м. Його пористість приблизно складала 9%. Рівень води на початок випробувань знаходився на глибині –67 метрів від гирла.

У перші два дві досліди проводилися за наступною схемою: нагнітання повітря – 6 годин; перерва 18 годин. Максимальна величина тиску, яку забезпечував компресор складала 11 атм. Після перерви тиск спадав до 5.5 атм, що відповідало висоті стовпа повітря у свердловині. Після першого циклу нагнітання повітря, була зроблена спроба виміряти рівень підземних вод – свердловина виявилася пустою.

На четвертий нагнітання повітря максимальний тиск в свердловині зупинився на рівні 9.3 атм, а свердловина почала приймати повітря без обмежень. Це означало, що пористість збільшилася і навколо свердловини почала утворюватися газова шапка (рис.3). В той же час було відмічено, що рівень води в ямі навколо св. Дельта-1А знизився на 13 см. Тобто відбулася деформація поверхні.

За час випробувань у свердловину було напомповано 1200 м3 повітря при нормальному тиску, або приблизно 130 м3 при тиску 9.3 атм. Наступні заміри рівня води показали, що через тиждень він піднялася на 29 метрів і знаходився на позначці –93м. Це означало, що штучно створеній газовій шапці на той час додатковий тиск складав 3 атм. Ще через тиждень додатковий тиск впав до 2 атм.

Таким чином результати проведених польових експериментальних досліджень не тільки підтвердили реальність існування систем "осадова товща-поклади вуглеводнів”, але й показали можливість впливу на їх стан. Зокрема, підвищення пластового тиску за рахунок нагнітання газів, що може принести позитивні результати на виснажених, або важковидобувних родовищах. Останнє має підтвердження в практиці польських геологів, які на важковиждобувному родовищі Дашево-1 нагнітали природній газ з високим вмістом азоту (біля 97%) зі св. Карліно-1, що дозволило експлуатувати родовище понад 10 років.

На завершення хочемо відмітити, що публікація цього матеріалу ні в якому випадку не є завершенням досліджень. Цією публікацією ми хотіли показати, що всі процеси які відбуваються в земній корі можуть бути зведені до більш меш чітких фізично обґрунтованих моделей. Тільки знання їх структури та принципів функціонування дозволить в кінці кінців завершити довголітню історію розробки дистанційних методів.

Література

1. Пазинич В.Г. Некоторые особенности формирования и размещения аккумулятивных эоловых форм рельефа Полесья. - Физическая география и геоморфология, 1983, вып. 29. с. 101-106.

2. Пазинич В.Г. Автореферат канд. дисерт. Теоретичні дослідження процесу еолової акумуляції, обумовленого взаємодією вітропіщаного потоку з локальними, Київ, 1995.

3. Пазинич В.Г. Методика морфоструктурного анализа акумулятивного эолового рельефа при поисках нефтегазоносных структур. В кн.: Дистанционные методы при нефтегазопоисковых работах. М., Изд-во ИГиРГИ, 1985. с. 11-18.