Методы морских геологических исследований

Методы Морских 

геологических 
исследований

О.А. СеребрякОвА

ВЫСШАЯ ШКОЛА – МАГИСТРАТУРА

Москва 
Альфа-М 
ИНФРА-М 

20Учебник

УДК 551(075.8)
ББК 26.3я73
 
С32

Серебрякова О.А. 

Методы морских геологических исследований : учебник / О.А. Се
ребрякова. — Москва : Альфа-М : ИНФРА-М, 2023. — 244 с. + Доп.
материалы [Электронный ресурс

ISBN 978-5-98281-435-7 (Альфа-М) 
ISBN 978-5-16-011254-1 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-103424-8 (ИНФРА-М, online)

Изложены методы морских рекогносцировочных, поисково-разведочных 

геологических и эксплуатационных работ, геохимических, термодинамических, инженерно-геологических, экологических, экономических и лабораторных исследований при освоении и добыче сырьевых ресурсов морских акваторий. Приведена методика исследований свойств пластовых флюидов, изучены 
различные модели природного сырья и прогнозы при моделировании пластовых флюидов.

Предназначен для магистрантов, аспирантов и студентов специальностей 

05.04.01 «Геология и геохимия горючих ископаемых», 05.04.06 «Экология и природопользование», а также для преподавателей наук о Земле, работников ТЭК, 
производственных геологоразведочных и нефтегазодобывающих предприятий, 
научных и проектных организаций.

УДК 551(075.8) 

ББК 26.3я73

С32

Р е ц е н з е н т :
А.В. Бочкарев, д-р геол.-мин. наук, профессор,
ООО «ВолгоградНИПИморнефть»

ISBN 978-5-98281-435-7 (Альфа-М) 
ISBN 978-5-16-011254-1 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-103424-8 (ИНФРА-М, online)

ФЗ 

№ 436-ФЗ

Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1

Подписано в печать 26.10.2023.  

Формат 60×90/16. Бумага офсетная. Гарнитура Newton.  

Печать цифровая. Усл. печ. л. 15,25. 

ППТ12. Заказ № 00000
ТК 397400-2124358-251115

Отпечатано в типографии ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М» 

127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1 

Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29

Материалы, отмеченные знаком 
, доступны 

 
в электронно-библиотечной системе znanium

© Серебрякова О.А., 2016

© «Альфа-М» : 

«ИНФРА-М», 2016

]. — (Высшая школа: Магистратура).

ВВЕДЕНИЕ

Одной из наиболее важных тенденций современной нефтедобывающей промышленности мира является увеличение доли углеводородов, добываемых из морских месторождений. Только в 2001 г. доля 
морской добычи в зарубежных странах составила 35% (1095 млн т) 
по нефти и 31,6% (750 млрд м3) по газу. При этом высокая эффективность инвестиций, вложенных в проведение поисковых работ, стимулирует участие в таких проектах многих компаний. В последнее 
время на акваториях отмечается наибольший прирост запасов и открываются крупные и гигантские месторождения. Это происходит 
на континентальном шельфе Бразилии, Нигерии, Вьетнама, Китая, 
Анголы, в Мексиканском заливе, на шельфе о. Сахалин, в Баренцевом и Каспийском морях. Наблюдается резкое увеличение затрат 
на поиски и освоение глубоководных месторождений. Если в 2000 г. 
суммарные капитальные вложения в этом направлении составляли 
8 млрд долл., то в 2005 г. они, по экспертным оценкам, увеличились 
почти в 3 раза.
В России практическое освоение континентальных шельфов 
только начинается. Здесь выявлены более 20 крупных нефтегазоносных регионов, продуктивность которых уже доказана. К началу 
XXI в. в Каспийском море, включая морские продолжения сухопутных месторождений, было открыто более 50 месторождений углеводородов, из них более 11 расположено в азербайджанском секторе Южного Каспия, 8 — в туркменском, 8 — в российском и 2 — 
в казахстанском. За последние два года к тому числу добавились 
месторождения, открытые в Южном, Среднем и Северном Каспии. 
Оценки извлекаемых ресурсов нефти в Каспийском море колеблются 
в пределах от 4,0 до 30,0 и более млрд т условного топлива.

ГЛАВА 1 
Морские геологические исследования 

1.1. МЕтоДИкА ГЕоДЕзИчЕскоГо обЕспЕчЕНИя 
ГЕоЛоГИчЕскИх ИссЛЕДоВАНИй

Для выполнения морских рекогносцировочных геологических 
исследований, гидрографических и геофизических работ, промера 
глубин, гидролокации, гидромагнитной съемки и сейсмоакустики 
привлекаются суда гидрографических служб, а геотехнические работы выполняются с борта буровых судов.
Морские рекогносцировочные геологические исследования осуществляются с помощью судов типа ГС-301 «Анатолий Гужвин» 
(рис. 1.1) и ГС-194 (рис. 1.2), на которые устанавливается необходимое для проведения работ оборудование.

 Рис. 1.1. Гидрографическое судно ГС-301 «Анатолий Гужвин»

Основные размерения и краткая техническая характеристика экспедиционного судна ГС-301 (год постройки 1986):
Назначение 
гидрографическое судно
Класс 
гидрографический, неограниченный  
 
район плавания
Флаг 
Россия
Длина 
61,3 м
Ширина  
10,8 м
Максимальная осадка 
3,27 м
Водоизмещение, регистр 
1215 т
Мощность главных двигателей 
2×1480 кВт
Мощность вспомогательных двигателей 
3×303 кВт
Вид движителя 
 двухвинтовой с регулируемым шагом
Максимальная скорость  
14 узлов 

Электродвижение. Подруливающее устройство. Управление 
главной машиной и подруливающим устройством. Судовой кран:

Крановая балка
Экипаж
Научный состав
Экологическая совместимость 
Автономность
Навигационное оборудование:
– промерный эхолот;
– лаг;
– радиолокационная станция;
– магнитный компасс;
– гирокомпасс;
– средства спутниковой навигации;
– средства связи;
– внутрисудовая связь 

300 кВт, 6 узлов
Носовое 300 кВт
Автоматизированное с мостика
7 т на главной палубе
1 т на шлюпочной палубе
2,5 т на шлюпочной палубе
20
12
полная, 25 суток
ПЭЛ-4 НЭЛ М2, ИЕЛ-1, 
РЛС «МИУС»,
КМО-Т

ГКУ-1, ГКУ-2
Система GPS «GLONAS», приемник «BRIZ»,
Спутниковая система связи 
GLOBALSTAR терминал Qualcom 
GSP 1600 с адаптером GSP 1410, 
обеспечивающим постоянное подключение
32-канальный коммутатор «Рябина» 

 Рис. 1.2. Гидрографическое судно ГС-194

Основные размерения и краткая техническая характеристика экспедиционного судна ГС-194 (год постройки 1971):
Назначение  
гидрографическое судно
Класс  
гидрографический, неограниченный район плавания
Флаг  
Россия
Длина  
54,9 м
Ширина 
 9,55 м
Максимальная осадка  
2,49 м
Водоизмещение, регистр  
608 т
Мощность главных двигателей  
2×600 кВт
Мощность вспомогательных двигателей  
3×75 кВт кВт
Вид движителя  
двухвинтовой с регулируемым шагом
Максимальная скорость  
11 узлов
Управление главной машиной  
и подруливающим устройством 
автоматизированное с мостика
Судовой кран  
5 т на главной палубе
Крановая балка  
1 т на шлюпочной палубе
Экипаж  
20
Научный состав  
8
Экологическая совместимость  
полная
Автономность 
20 суток

Навигационное оборудование: 
ПЭЛ-4
промерный эхолот 
НЭЛ М2
лаг 
ИЕЛ-1
радиолокационная станция 
РЛС «Миус»
магнитный компас 
КМО-Т
гирокомпас 
ГКУ-1
средства спутниковой навигации 
Система GPS «GLONAS»,
 
приемник «BRIZ»
средства связи      Спутниковая система связи GLOBALSTAR 
терминал Qualcom GSP 1600 с адаптером GSP 1410, обеспечивающим постоянное подключение
внутрисудовая связь 
32-канальный коммутатор «Рябина»
Аппаратура геодезического обеспечения.
Навигационно-геодезическое обеспечение работ осуществляется 
со следующими требуемыми точностными параметрами:
 
• вынос проекта в натуру профилей инженерно-гидрографических, 
инженерно-геофизических и станций донного пробоотбора 
грунтов ±15 м;
 
• вынос проекта в натуру инженерно-геологических скважин и 
точек статического зондирования ± 5 м;
 
• средняя квадратичная погрешность определения планового положения точек на профилях наблюдений при движении судна и 
точек донного пробоотбора ±5 м;
 
• средняя квадратичная погрешность определения планового положения инженерно-геологических скважин и точек статического 
зондирования ±1,5 м (рис. 1.3).

GPS

GPS

Подвижная станция
Базовая станция

Канал передачи данных

Канал передачи данных

Корректирующий
процессор

Рис. 1.3. Схема геодезического обеспечения

Планирование съемки и сбор данных обеспечиваются программами HYPACK MAX SUVEY и HydroPro Navigation.
Для привязки точек инженерно-гидрографических, инженерногеофизических и геотехнических изысканий используется спутниковая морская навигационная система DGPS, которая включает в 
свой состав: 
 
• бортовой комплекс — приемник C-NAV-2050 (все приемники 
GPS имеют интерфейс NMEA-0183 для работы в навигационном 
режиме и возможность подключения выносного монитора), приемник дифференциальных поправок ПКИ-2, компьютер Pentium 
166 (не хуже), компьютер Notebook «Rover Discavery»;
 
• базовую станцию ККС МДПС GLONAS DGPS — GPS NAVIS 
приемник, модулятор КРМ-300, MSK поправки, радиотранслирующая антенна, СВ трансивер связи. Место постановки — удаление до 200 км от района работ; при больших удалениях используется спутниковый морской дифсервис RTG DUAL.
Все виды инженерно-геологических изысканий обеспечены высокоточной геодезической привязкой DGPS (C&C Technologies Inc., 
USA).
Дифференциальный режим определения координат через спутниковую базовую станцию позволяет осуществлять в режиме реального времени на ходу экспедиционного судна высокоточную привязку гидрографических и геофизических устройств, буксируемых 
или размещенных на борту судна:
 
• навигационная система — NavCom’s StarFire™ Network на базе 
GPS Selective Availability (S/A code) от 02.05.2000 04:05 UTM;
 
• режим работы — DGPS (WAAS/EGNOS), скорость обмена 
спутник — приемник 9600 бит/с;
 
• приемник C-NAV-2050R, Inc. (USA), число каналов — 10, диапазонов — 2 (1525–1585 и 1217–1237 MГц); поддерживает режимы 
бесплатного дифференциального сервиса пониженной точности WAAS/EGNOS/MSAS в зонах обслуживания этих систем 
(рис. 1.4).
 
• обновление данных — 10–25 Гц при оптимальной конфигурации 
спутников;
 
• формат передачи данных NMEA-0183v3.1;
 
• программа обработки данных — Trimble-Hydro-6-06.01;
 
• погрешность в режиме реального времени — в статическом режиме ±0,15 м; на ходу при скорости 3–10 узлов ±0,30 м.

 Рис. 1.4. Приемоиндикатор высокоточной глобальной навигации GPS. 
Модель C-NAV-2050R

Приемоиндикатор двухчастотного приемника GPS L1 L2 обеспечивает пользователям работу с разными уровнями точности определения координат.
Режим платного глобального высокоточного дифференциального 
сервиса осуществляется на следующих уровнях:
1) режим дециметрового уровня точности RTG DUAL с основными точностными характеристиками: погрешность в режиме платного дифсервиса RTG DUAL (глобально по всему миру) — горизонтальных координат — менее 15 см RMS, высоты — менее 30 см RMS, 
скорости — менее 0,01 м/с;
2) режим субметровой точности DGPS RTCM при подключении 
внешних приемников дифференциальных коррекций диапазонов 
MF, UHF, VHF с основными точностными характеристиками: погрешность в режиме DGPS RTCM (при подключении внешнего приемника дифкоррекций) — горизонтальных координат — 12 см +  
2 ppm RMS, высоты — 25 см + 2 ppm RMS, скорости — 0,01 м/с;
3) режим сантиметровой точности RTK RTCM/CMR при подключении внешних приемников дифференциальных коррекций диапазонов UHF, VHF с основными точностными характеристиками: 
погрешность в режиме RTK (при подключении внешнего приемника 
RTK/CMR коррекций) — горизонтальных координат — менее 1 см 
+ 1 ppm RMS; высоты — много меньше 2 см + 1 ppm RMS;
4) режим записи в память 64 Mб или выдачи по порту «сырых» 
данных в формате RINEX для постобработки данных. Погрешность 
в режиме бесплатного дифференциального сервиса WAAS/EGNOS/
MSAS (в зонах обслуживания): горизонтальных координат — менее 
2 м RMS; высоты — менее 4 м RMS; скорости — 0,01 м/с.
Физические и эксплуатационные параметры приемника:
 
• габаритные размеры 208 × 144 × 78 мм;
 
• масса 1,81 кг;
 
• внешнее питание 10–30 VDC;
 
• потребляемая мощность менее 10 Вт;
 
• температура от –40 °С до 55 °С (рабочая), от –40 °С до 85 °С (хранения);
 
• влажность 95% без конденсации (блок) и 100% с конденсацией 
(антенны);
 
• соответствие стандарту MIL-STD-810F (давление, радиация, 
дождь, влажность, солевой туман, пыль и грязь, вибрации);
 
• динамика: ускорение — менее 6g, скорость — менее 300 м/с, высота — менее 18000 м (СОСОМ).
Порты и типы разъемов на C-NAV-2050R: два СОМ-порта RS232 — COM1 и COM2 7 pin Lemo (1200–115 200 бод), порт Event 
Marker/CAN Bus 5 pin Lemo, выход 1 PPS разъем BNC, вход питания 

VDC 4 pin Lemo, вход антенны GPS (разъем TNC), вход антенны 
L-band (разъем TNC).
Система C-NAV-2050R имеет свидетельство об одобрении типа 
судовой аппаратуры Министерством транспорта России (рис. 1.5).

 Рис. 1.5. Свидетельство об одобрении типа судовой аппаратуры 
Министерством транспорта России

Приемник ПКИ-2 корректирующей информации сообщений наземных радиомаяков спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/
GPS предназначен для приема дифференциальных поправок 
(формат RTCM SC 104), управляется с лицевой панели или дистанционно по протоколу NMEA, передает сообщения о дифпоправках 
в приемник спутниковой навигации через последовательный интерфейс, соответствующий стандартам 0183RS-232, RS-422, и имеет 
следующие характеристики:

Диапазон частот 
283,5–325,0 кГц
Число каналов приема 
2
Дискретность установки частоты. 
0,5 кГц
Чувствительность на входе, не хуже 
1,5 мкВ
Скорость принимаемой MSK-модуляции 
100–200 бит/с
Динамический диапазон 
100 дБ
Избирательность по соседнему частотному каналу 
60 дБ
Скорость обмена по последовательному интерфейсу  2400, 4800, 9600 бит/с
Напряжение питания постоянного тока 
10,5–30 В
Интервал рабочих температур:
приемника 
от –30 до 50 °С
ЖК-индикатора 
от –20 до 50 °С
интервал температур хранения и транспортирования 
от –10 до +45 °С
Габаритные размеры и масса основных частей изделия:
приемника 
155 × 110 × 65 мм, 1 кг
антенны 
140 (0) × 165 (Н) мм, 1,9 кг
Влажность до 
100%

Приемник ПКИ-2 имеет Сертификат о типовом одобрении Морского регистра России и Свидетельство об одобрении типа судовой 
аппаратуры Министерства транспорта России (рис. 1.6, 1.7).

 Рис. 1.6. Сертификат о типовом одобрении Морского регистра России

 Рис. 1.7. Свидетельство об одобрении типа судовой аппаратуры 
Министерством транспорта России

Антенна приемника C-NAV-2050R устанавливается в районе гротмачты экспедиционного судна в зоне, свободной от воздействия судовых навигационных излучающих систем. Приемник и PC размещаются в рулевой рубке, предусмотрен выносной монитор для рулевого (рис. 1.8).

 Рис. 1.8. DGPS, приемник C-NAV-2050R, вычислительная программа 
Trimble-Hydro-6-06.01

Данные DGPS транслируются через СОМ-порт RS-232 на геофизические регистрирующие устройства — эхолот, гидролокатор, магнитометр, сейсмоакустический комплекс, регистратор сейсморазведочных данных. Обработка данных осуществляется бортовым компьютером Pentium 166 по программе Тrimble-Hydro-6-06.01.
Перед началом и в ходе работ (не реже одного раза в месяц) проводится оценка погрешности измерений приемника на триангуляционных пунктах не ниже III класса (по классификации РФ).

1.2. МЕтоДИкА МоРскИх ГИДРоГРАфИчЕскИх РАбот 
И ГИДРоМАГНИтНой съЕМкИ

Первым этапом инженерно-геологического обследования акватории в месте проектируемого строительства являются эхолотный 
промер наряду с гидролокационным обследованием дна и гидромагнитной съемкой (рис. 1.9).

 Рис. 1.9. Схема буксировки забортного устройства и проведения 
морских гидрографических работ совместно с гидромагнитной съемкой

Задача промера состоит в измерении и картировании глубин моря 
и градиентов морского дна на площадке с центром, соответствующим точке планируемого заложения скважины.
В эхолотный промер входят следующие виды изысканий:
 
• эхолотирование двухлучевым эхолотом с компенсатором качки;
 
• определение колебания уровня моря в районе работ и на период 
работ (установка водомерного поста открытого моря и регистрация данных);
 
• определение скорости звука на вертикальном профиле водной 
толщи в районе работ;
 
• построение батиметрических карт и разрезов.
Эхолотирование выполняется по проектной сети профилей с 
плотностью, заданной заказчиком, и обеспечивается высокоточной 
геодезической привязкой DGPS, например, с помощью двухлучевого