Геоморфологические исследования в нефтегазовой отрасли

 
И. В. Быстрова, Т. С. Смирнова  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 
В НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ 
 
Учебник 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва 
Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2022 

УДК 550.81 
ББК 26.823 
Б95  
 
Рецензенты: 
кандидат геолого-минералогических наук, начальник геологического отдела 
ООО «Газпром добыча Астрахань» В. А. Захарчук;  
начальник геологического отдела  
ООО «Каспийская нефтяная компания» М. Е. Дуванова 
 
 
 
 
 
Быстрова, И. В.  
Б95   
Геоморфологические исследования в нефтегазовой отрасли : учебник / И. В. Быстрова, Т. С. Смирнова. – Москва ; Вологда : ИнфраИнженерия, 2022. – 252 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-0777-9 
 
Рассматриваются типы и методы проведения полевых и камеральных геоморфологических исследований. Показаны принципы геоморфологического 
картографирования и морфометрического анализа рельефа. Излагаются разнообразные методы общего геоморфологического анализа. Освещен вопрос изучения современной динамики рельефа с целью прогнозирования нефтегазоносности. Обозначено практическое значение палеогеоморфологического анализа 
в нефтегазовой отрасли. 
Для студентов и аспирантов, изучающих геологию. Может быть полезно 
преподавателям и работникам нефтегазовой отрасли и топливно-энергетического комплекса. 
 
УДК 550.81 
ББК 26.823 
 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-0777-9 
” Быстрова И. В., Смирнова Т. С., 2022 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2022 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022 
2 
 

Оглавление 
ПРЕДИСЛОВИЕ ......................................................................................................................... 
6 
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................................. 
8 
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ФАКТОРЫ РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИЯ ................... 10 
1.1. Общие сведения о рельефе ........................................................................................................... 10 
1.2. Роль космическо-планетарных процессов (КПП) в образовании рельефа .............................. 11 
1.3. Роль эндогенных процессов (ЭНД) в рельефообразовании ...................................................... 11 
1.4. Общие сведения об экзогенных процессах ................................................................................. 14 
1.5. Обзор экзогенных процессов в рельефообразовании ................................................................ 17 
Вопросы для проверки и самоконтроля ......................................................................................... 26 
ГЛАВА 2. РАЗВИТИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ 
В НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ ................................................................................................ 
28 
2.1. История возникновения и развития геоморфологической науки ............................................. 28 
2.2. Применение геоморфологических исследований в нефтегазовой отрасли ............................. 34 
2.3. Место и значение структурно-геоморфологических исследований при изучении 
нефтегазоносных бассейнов ................................................................................................................ 35 
2.4. Главные этапы разработки методов геоморфологических исследований 
при нефтегазопоисковых работах ....................................................................................................... 41 
Вопросы для проверки и самоконтроля ......................................................................................... 44 
ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА НЕФТИ И ГАЗА И МЕСТО СРЕДИ НИХ 
ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ 
................................................................................... 
46 
3.1. Основные методы поиска нефти и газа ....................................................................................... 46 
   3.2. Прямые методы поиска нефти и газа 
............................................................................... 46 
3.3. Косвенные методы поиска нефти и газа 
...................................................................................... 47 
3.4. Место геоморфологических методов в общем комплексе методов поиска нефти и газа ...... 52 
Вопросы для проверки и самоконтроля ......................................................................................... 54 
ГЛАВА 4. СТРУКТУРА И МЕТОДЫ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ 
......... 56 
4.1. Классификация структурно-геоморфологических методов поиска нефти и газа ................... 56 
4.2. Структура геоморфологических исследований 
.......................................................................... 61 
4.3. Методы полевых геоморфологических исследований 
............................................................... 63 
4.4. Приёмы полевого геоморфологического исследования и описания ........................................ 66 
4.5. Геоморфологические карты 
.......................................................................................................... 67 
4.6. Виды геоморфологических моделей ........................................................................................... 71 
Вопросы для проверки и самоконтроля ......................................................................................... 73 
ГЛАВА 5. КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ МОРФОЛОГИИ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ 
........... 76 
5.1. Описание морфологии земной поверхности 
............................................................................... 76 
5.2. Анализ вертикального положения форм и элементов земной поверхности 
............................ 77 
5.3. Морфометрические исследования ............................................................................................... 78 
Вопросы для проверки и самоконтроля ......................................................................................... 80 
ГЛАВА 6. МОРФОЛИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 
............................................................. 82 
6.1. Сущность морфолитогенетического анализа ............................................................................. 82 
6.2. Изучение вещественного состава пород ..................................................................................... 84 
3 
 

6.3. Взаимосвязь и взаимообусловленность областей сноса и петрографического состава 
обломочных пород 
................................................................................................................................ 87 
6.4. Изучение окраски осадочных пород 
............................................................................................ 92 
Вопросы для проверки и самоконтроля ......................................................................................... 94 
ГЛАВА 7. ИЗУЧЕНИЕ СОВРЕМЕННОЙ ДИНАМИКИ РЕЛЬЕФА 
......................................... 96 
7.1. Методы изучения динамики рельефа .......................................................................................... 96 
7.2. Стационарное изучение динамики рельефа 
.............................................................................. 101 
7.3. Изучение карстового рельефа .................................................................................................... 104 
Вопросы для проверки и самоконтроля ....................................................................................... 105 
ГЛАВА 8. ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ НОВЕЙШИХ 
ТЕКТОНИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ ........................................................................................... 107 
8.1. Рельефообразующая роль новейших тектонических движений земной коры ...................... 107 
8.2. Морфографический и морфометрический методы изучения новейшей тектоники ............. 111 
8.3. Комплексные методы изучения новейших тектонических движений ................................... 112 
8.4. Изучение свойств горных пород ................................................................................................ 113 
Вопросы для проверки и самоконтроля ....................................................................................... 116 
ГЛАВА 9. ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ РАЗВИТИЯ НОВЕЙШИХ 
ТЕКТОНИЧЕСКИХ СТРУКТУР ................................................................................................ 119 
9.1. Геоморфологические признаки развития новейших тектонических структур 
...................... 119 
9.2. Геоморфологические признаки развития новейших поднятий 
............................................... 121 
9.3. Геоморфологические признаки развития новейших прогибов ............................................... 126 
9.4. Геоморфологические признаки развития новейших разрывных нарушений. Линеаменты….127 
Вопросы для проверки и самоконтроля ....................................................................................... 130 
ГЛАВА 10. СТРУКТУРОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 
............................................................. 131 
10.1. Сущность структурометрического метода 
.............................................................................. 131 
10.2. Стадии структурометрических исследований и виды выходной продукции ...................... 134 
10.3. Оценка точности методики структурометрического анализа залежей углеводородов ...... 135 
10.4. Эффективность выполнения работ .......................................................................................... 137 
Вопросы для проверки и самоконтроля ....................................................................................... 137 
ГЛАВА 11. МЕТОДЫ СТРУКТУРНО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ 
ДНА МОРЕЙ ............................................................................................................................ 139 
11.1. Метод совместного изучения рельефа дна и осадков ............................................................ 139 
11.2. Изучение подводных древних береговых линий 
.................................................................... 142 
11.3. Выявление новейших структурных элементов с помощью морского бурения 
................... 142 
11.4. Радиометрический метод изучения литологических особенностей донных осадков 
......... 143 
11.5. Метод геоакустических исследований .................................................................................... 144 
Вопросы для проверки и самоконтроля ....................................................................................... 151 
ГЛАВА 12. ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ ДЕШИФРИРОВАНИЯ ДИСТАНЦИОННЫХ 
МАТЕРИАЛОВ ПРИ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ .............................. 153 
12.1. Особенности дистанционного зондирования Земли. Методы обработки фотоизображений. .... 153 
12.2. Характеристика дистанционных материалов ......................................................................... 155 
12.3. Развитие методов дистанционного зондирования 
.................................................................. 156 
4 
 

12.4. Сущность дистанционных методов ......................................................................................... 156 
12.5. Спектральный анализ изображения 
......................................................................................... 158 
12.6. Виды съемок .............................................................................................................................. 159 
12.7. Общие подходы к дешифрированию 
....................................................................................... 162 
12.8. Структурно-геоморфологическое дешифрирование аэро- и орбитальных 
фотографических изображений земной поверхности ..................................................................... 164 
12.9. Дешифрирование аэрофотоматериалов 
................................................................................... 165 
12.10. Дешифрирование орбитальных снимков .............................................................................. 173 
12.11. Визуальные и инструментальные методы обработки снимков, 
автоматизация процесса ..................................................................................................................... 176 
Вопросы для проверки и самоконтроля ....................................................................................... 178 
ГЛАВА 13. ПАЛЕОГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ .................................... 182 
13.1. Исследования в области теории и методики палеогеоморфологии 
...................................... 183 
13.2. Региональные палеогеоморфологические исследования 
и их практические результаты 
........................................................................................................... 185 
13.3. Палеогеоморфологические исследования продуктивных отложений 
юго-западного Прикаспия ................................................................................................................. 186 
Вопросы для проверки и самоконтроля ....................................................................................... 193 
ГЛАВА 14. РОЛЬ НОВЕЙШИХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ В РАСПРЕДЕЛЕНИИ 
ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ И ГАЗА В ПРЕДЕЛАХ АСТРАХАНСКОГО СВОДА ПО МАТЕРИАЛАМ 
ДЕШИФРИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ И АЭРОФОТОСНИМКОВ 
..................................... 194 
Вопросы для проверки и самоконтроля ....................................................................................... 199 
ГЛОССАРИЙ ........................................................................................................................... 200 
ТЕСТИРОВАНИЕ .................................................................................................................... 210 
КЛЮЧ К ТЕСТУ ...................................................................................................................... 243 
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 
. ......................................................................................244 
5 

ПРЕДИСЛОВИЕ 
 
Геоморфология – наука естественного цикла, изучающая рельеф Земли 
(земной поверхности или земной коры). Это самостоятельный раздел наук 
о Земле. Данная наука имеет свой объект и методы изучения.  
Геоморфология, изучая рельеф с морфологической точки зрения, наблюдает 
и исследует различные формы рельефа и их происхождение (генезис). Для детального анализа развития современных геологических процессов необходимо раскрыть роль эндогенных и экзогенных сил в формировании современного рельефа.  
Геоморфология, рассматривая деятельность современных геологических 
процессов с учетом происходящих внутри земной коры (или в недрах земной 
коры), особое внимание уделяет экзогенным, формирующим лик Земли. Анализ 
причинно-следственных связей современных геологических процессов, проявляющихся как внутри земной коры, так и на поверхности позволяют проследить и выявить особенности, влияющие на формирование современного рельефа. Это позволяет составить представление о геологических процессах и формировании тех или иных форм рельефа, протекавших в отдаленные периоды 
(этапы) жизни Земли, всесторонне учитывая условия, характерные для изучаемых отрезков времени. 
В процессе нефтегазопоисковых работ отмечается увеличивающийся 
объем геоморфологических исследований с целью выявления и подготовки 
к бурению как региональных зон, так и отдельных локальных поднятий. 
Анализ развития крупных структурных элементов и локальных структур 
на территории Прикаспийский впадины, Западно-Сибирской плиты, Предкавказья и других регионов Восточно-Европейской платформы позволяет утверждать, 
что эти (данные) выявленные формы рельефа продолжают унаследовано развиваться в новейшее время и фиксируются (проявляются) в современном рельефе.  
Следовательно, геоморфологические исследования позволяют успешно 
выполнять поставленные задачи нефтегазовой отрасли. Для этого необходимо 
разрабатывать новые и усовершенствовать уже существующие методы локального прогноза и поисков углеводородов. Эти исследования решают задачи выявления новых (дополнительных) еще слабоизученных нефтегазопоисковых 
объектов, приуроченных к формам погребенных рельефов в продуктивных отложениях.  
Разработка геоморфологических и палеогеоморфологических критериев 
очень важна при определении направлений поисков залежей углеводородов, 
как и других уже известных критериев геоморфологических методов. 
Нефтегазовая палеогеоморфология активно включается в систему методов, применяемых при прогнозировании при подготовке и поиске сложнопостроенных зон распространения коллекторов и нетрадиционных ловушек, выявление которых стало одной из актуальных задач практически во всех нефтегазоносных регионах России. При этом следует отметить абсолютно незначительные материальные затраты на переинтепретацию с позиций изучения рель6 
 

ефа, геолого-геофизического материала, имеющегося в большинстве нефтегазоносных регионов. Активизация роли данных исследований способствует 
комплексированию современными сейсмическими методами, дешифрированием аэро- и фотоснимков, а также внедрением инновационных технологий. 
Геоморфологические и палеогеоморфологические исследования проводятся практически во всех нефтегазоносных провинциях нашей страны с целью 
дальнейшего раскрытия условий формирования коллекторов и ловушек и выявления дополнительных новых нефтегазопоисковых объектов. Анализ закономерностей размещения данных ловушек позволит значительно повысить экономическую эффективность освоения ресурсов. 
 
7 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
К настоящему времени собрано немало данных о том, что скопления 
нефти и газа контролируются не только структурными и стратиграфическими, 
но и геоморфологическими факторами. Геоморфология и неотектоника исследуют современный рельеф земной поверхности, выявляют новейшие тектонические структуры их преобразования и отложения.  
Успешность поисков зависит не только от детального изучения стратиграфии, литологии, тектоники исследуемой территории, но в значительной степени и от изучения как современного, так и палеорельефа. Следует отметить, 
что современный рельеф представляет собой в истории развития Земли только 
одну из многочисленных топографических поверхностей. Для восстановления 
поверхностей более древних периодов необходимо применять палеогеоморфологические реконструкции рельефа. 
Становление и развитие структурной геоморфологии и неотектоники 
необходимы для поиска тектонических структур и локальных поднятий, перспективных в нефтегазоносном отношении. Изучение динамики их развития 
в геологической истории, прогноз глубинного строения территории, выявление 
роли новейших движений в перераспределении залежей нефти и газа, являются 
важными вопросами, от решения которых зависит разведка и добыча углеводородов. 
Геоморфологические исследования современного рельефа при изучении 
новейших тектонических движений в нашей стране находят широкое применение при нефтегазопоисковых работах.  
В нефтегазовой геологии в 70-е годы прошлого столетия сложилось новое 
направление – нефтегазовая геоморфология (палеогеоморфология). 
Процесс этих исследований включает два этапа. Сначала проводится 
анализ по структурным картам гипсометрических и морфологических особенностей поверхностей разделов (несогласий, континентальных толщ), т. е. искажаемых рельеф со всеми изменениями, которые они испытали после захоронения. Для повышения геоморфологической точности такого анализа необходимо 
использовать совместные результаты по геоморфологии и геофизики регио- 
на исследования. Вторая часть – это реконструкция палеорельефа, в результа- 
те которой он (рельеф) должен быть охарактеризован теми же параметрами, что 
и дневной рельеф, т. е. необходимо определить геоморфологическую триаду: 
генезис, возраст, морфологию, представляющую качественную и количественную оценку восстановленных форм рельефа.  
Палеогеоморфология по предмету исследования – наука геоморфологическая, а по методам, задачам и общим объектам исследования – наука геологическая и геофизическая. Это определяет роль теоретических, методологических 
и эмпирических ее достижений при геоморфологических и палеогеоморфологических исследованиях в нефтегазовой отрасли. 
8 
 

На современном этапе развития нефтегазовой геологии необходимо комплексирование материалов геолого-геоморфологических, геофизических исследований, с использованием результатов дешифрирования аэро- и фотоснимков 
и внедрением инновационных технологий.  
В результате создается комплекс методических приемов геоморфологической 
интерпретации геолого-геофизических данных с целью воссоздания и изучения 
условий формирования коллекторов и ловушек. Это естественно позволит расширить возможности изучения территорий, перспективных в нефтегазоносном отношении.  
В связи с этим появилась возможность разработки корреляции отложений 
на палеогеоморфологической основе построений и анализа моделей фаций песчаных тел, геоморфологической интерполяции мощности отложений и восстановление гипсометрии рельефа (палеорельефа). Это позволит проследить и отразить на картах различные фазы морфоциклов и выявить их мобильный и стабильный уровень, что необходимо при выделении ловушек.  
Для повышения эффективности поисково-разведочных работ на углеводороды наряду с геолого-геоморфологическими методами, которые являются основой геологической науки, обосновывается (выявляется) особая роль современных сейсмических методов, позволяющих реконструировать многообразные 
формы рельефа, количественно оценивать их с помощью внедрения современных компьютерных технологий. Следует учитывать, что сейсмические данные 
фиксируют современное положение изучаемой поверхности или отдельно выявленных объектов.  
Поэтому разработка и внедрение палеогеоморфологических методов при 
выявлении месторождений нефти и газа, связанных с погребенными фо-рмами рельефа, будет способствовать расширению поисково-разведочных работ в нефтегазовой отрасли. 
9 
 

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ФАКТОРЫ 
РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИЯ 
1.1. Общие сведения о рельефе 
 
Современные представления о форме и размерах Земли подтверждены 
математическими расчетами, которые теоретически подтверждают, что наша 
планета не имеет правильной геометрической формы, что объясняется неравномерным распределением масс внутри Земли. За действительную форму Земли принят геоид. 
Самую точную модель геоида представили исследования Европейского 
космического агентства ESA (Журнал «Наука и техника») (рис. 1.1).  
 
 
Рис. 1.1. Модель Европейского космического агентства ESA 
 
Геоғид (от др.-греч. Ȗો – Земля и др.-греч. İੇįȠȢ – вид, буквально – «нечто подобное Земле») – выпуклая замкнутая поверхность, примерно совпадающая с поверхностью воды в морях и океанах в спокойном состоянии и перпендикулярная 
к направлению силы тяжести в любой её точке. Реальная же форма Земли заметно 
отличается от геоида. Принято считать, что по форме Земля близка к эллипсоиду, 
получающемуся при вращении эллипса вокруг малой оси. 
Эллипсоидом вращения называется геометрическое тело, отклоняющееся 
от фигуры вращения и отражающее свойства потенциала силы тяжести на Земле (вблизи земной поверхности).  
Поверхность литосферы (твердой земной коры) не представляет собой поверхности правильного эллипсоида вращения, а отклоняется от нее благодаря 
наличию на ней неровностей разного масштаба. Крупные неровности океанических 
впадин и материковых массивов отступают от уровня Мирового океана на 8–10 км. 
Они осложнены формами рельефа второго порядка. К ним относятся равнины 
и горные страны, которые в свою очередь также осложняются неровностями более 
мелкого порядка, формирующиеся большей частью под воздействием на земную 
поверхность внешних или экзогенных факторов, действующих, как правило, в про10