С морским приветом: ученые открыли новые страницы в истории вечной мерзлоты Гыданского полуострова

ЯНАО. Геокриологические исследования, проведенные российскими учеными на Гыданском полуострове ЯНАО, по сути «переписывают» геологическую «биографию» этой территории и меняют представления об истории формирования здесь вечной мерзлоты. Один из авторов масштабной работы и ее инициатор – кандидат геолого-минералогических наук, начальник отдела геотехнического мониторинга «Мессояханефтегаза» Анна Курчатова, рассказала о том, какое значение имеют результаты проведенных исследований для реконструкции геологического прошлого арктического региона.

– Анна Николаевна, мы говорим о глобальном открытии или все же уточнении известных науке фактов о вечной мерзлоте Гыдана?

– До недавнего времени на полуострове не было задокументировано ни одного опорного разреза мерзлых толщ – отсутствовал доступ к керну как основному носителю самой полной геологической информации. Наша исследовательская группа, в которую входили коллеги из разных научных институтов России, ставила перед собой цель уточнить последовательность и масштаб геологических событий, произошедших на этой территории сотни тысяч лет назад. Начало этой работе было положено в 2016-м, когда на Гыдане началась промышленная добыча нефти, и на Восточно-Мессояхском месторождении была развернута программа геотехнического мониторинга – контроля за состоянием многолетнемерзлых грунтов. Тогда ученые и получили доступ к керну параметрических мерзлотных скважин. В результате вместе с коллегами из новосибирского Института нефтегазовой геологии и геофизики, тюменского Института криосферы Земли и Московского государственного университета мы установили геологический возраст не только мерзлых толщ, но и всего надсеноманского комплекса до глубины 900 метров. Это дает абсолютно новое понимание геологической истории Гыдана.

– К каким выводам пришли ученые?

– До сих пор в академических кругах поддерживается гипотеза, что в промежутке от 170 до 230 тыс. лет назад территория Гыданского полуострова – а это ни много ни мало 160 тыс. км2 – находилась под мощным ледяным щитом, аналогичным гренландскому. Результаты наших исследований ставят под сомнение теорию покровных оледенений и будут использованы для корректировки представлений о палеогеографии четвертичного периода севера Западной Сибири. Скажем проще: нам удалось доказать, что в центральной и южной части Гыдана покровного оледенения не было вовсе, а был арктический бассейн – огромное холодное море, похожее на Карское – с айсбергами и многолетними плавучими льдами. Только тогда, в период неоплейстоцена, на сегодняшней Мессояхе было еще холоднее – среднегодовая температура была градусов на 5-6 ниже современной. Около 70 тыс. лет назад в результате неотектонических движений море отступило, и произошло глубокое промерзание грунтов.

– Как можно восстановить тысячелетнюю историю по частице керна? Как заставить его «заговорить»?

– Речь тут, конечно, не о «частице», а о внушительных объемах материала для исследований: мы работали с ненарушенным мерзлым керном, взятым с глубины от 100 до 900 м и общим меридиональным профилем около 20 км. Но вообще, вы правы, керн очень «разговорчив», главное найти к нему «подход». У каждого геологического метода есть своя доказательная база и диапазон допущений, поэтому чем больше инструментов и подходов применяется, тем больше вероятность получить истинную картину и не поддаться «фокусам» собственного воображения. Мы применили комплекс методов: от классических – по обнаруженной микрофауне и пыльце растений – до наиболее современного метода абсолютной геохронологии – это когда по дозе радиации, накопленной образцом при захоронении, проводится его оптическое датирование. Совместно с моим коллегой и учителем, профессором Московского университета Виктором Васильевичем Роговым разработали и запатентовали метод реплик для изучения мерзлой породы в естественном ненарушенном состоянии, это позволило проанализировать в том числе такие неустойчивые компоненты как лед, газовые включения и даже бактерии. Такая глубокая и масштабная работа с Гыданским мерзлым керном была проведена впервые в геокриологии. В результате мы получили доказательную геологическую летопись формирования надсеноманского комплекса отложений. Эти данные представляют большой интерес как для ученых – с точки зрения реконструкции геологической истории региона, так и для нефтегазодобывающих компаний – с точки зрения безопасной разработки месторождений и рационального природопользования.

– В чем преимущества исследования микростроения мерзлых пород в растровом электронном микроскопе?

– Как правило, основные лабораторные исследования проводятся с грунтами в нарушенном состоянии. В результате ученые получают усредненные характеристики, нечто «среднее по больнице». Микроскопическое исследование мерзлых грунтов позволяет увидеть их естественное сложение, соотношение льда, минеральных частиц и других включений, которые являются индикатором условий формирования и промерзания. Такой метод дает возможность более точно прогнозировать состояние мерзлоты при изменении среды.

– Как именно недропользователи могут в практических целях использовать полученные данные?

– В первую очередь, знания особенностей многолетнемерзлых грунтов помогают предсказать их поведение при взаимодействии с инженерными сооружениями. Например, по результатам исследований разреза мерзлых толщ специалисты отдела геотехнического мониторинга «Мессояханефтегаза» выполняют прогнозные расчеты по сохранению температуры грунтов на устьях эксплуатационных скважин. Опираясь на эти данные, можно точно определить температуру флюида, вычислить минимальное расстояние между скважинами на кустовой площадке и длину термокейса, защищающего грунты от растепления. Другая особенность вечной мерзлоты Гыдана – наличие газогидратов: при бурении эксплуатационных скважин, еще до вскрытия продуктивного горизонта, довольно часто фиксируются случаи газопроявлений. Это серьезно осложняет разработку нефтегазоконденсатных месторождений. Понимание характера многолетнемерзлых грунтов переводит эту проблему из категории случайной в вероятностную. Конечно, те данные, которые мы получили в ходе исследований, должны быть дополнительно осмыслены и донесены до бизнеса. Специалисты отдела геотехнического мониторинга «Мессояхи» системно работают над анализом геокриологической информации, и результаты этой работы могут помочь безопасно эксплуатировать месторождения всего арктического кластера.

По материалам Neftegaz.ru 

Фото предоставлено пресс-службой компании "Мессояханефтегаз"