Научный журнал «Процессы в геосредах» № 2 (24) 2020

ГЕОЛОГО-ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГИОНА ЛУНДА (АНГОЛА)
З. Арманду, А.П. Оливио
Российский университет дружбы народов, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6

Аннотация. Статья посвящена изучению геологического строения, истории геологического развития и тектонического районирования региона Лунда, а также интерпретации электромагнитных данных о нем. Необходимость выяснения условий осадконакопления, тектоники местности и характеристик типа кимберлитовых пород с помощью бурения литологических скважин и электромагнитных данных – центральная тематика данной работы. В регионе широко распространены кимберлитовые породы, содержащие алмазы высокого качества. В районе преобладала континентальная среда с активной тектономагматической деятельностью, что способствовало появлению многочисленных интрузий и проявлению метаморфизма. Исследование было основано на данных с месторождений и скважин, пробуренных в регионе Лунда. Геофизические исследования позволили обнаружить аномалии, связанные с кимберлитовыми телами.
Ключевые слова: Лунда, кимберлитовые породы, переходно-электромагнитный метод.

ДАЛЬНЕВОСТОЧНАЯ КАМНЕСАМОЦВЕТНАЯ ПРОВИНЦИЯ: МИНЕРАГЕНИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ, ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАЗМЕЩЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЦВЕТНЫХ КАМНЕЙ
В.Г. Гадиятов, П.И. Калугин, А.И. Демиденко
Воронежский государственный технический университет, 394006, Воронеж, ул. 20 лет Октября, 84

Аннотация. Проведено минерагеническое районирование территории Приморского края на цветные камни. Выделена Дальневосточная камнесамоцветная провинция. Показано пространственное размещение месторождений цветных камней. При районировании за основу приняты таксонономические единицы разных иерархических уровней. В качестве наиболее крупного подразделения взята провинция. В состав Дальневосточной провинции входит Сихотэ-Алинская субпровинция и Приморская область, включающие Верхне-Буреинскую, Верхне-Анюйскую, Бикинскую, Дальнереченскую, Уссурийскую и Прибрежную минерагенические зоны. Приведена характеристика рудных районов с известными месторождениями и перспективными проявлениями благородного опала, сапфира, циркона, хризолита, агата и граната, составляющими минерально-сырьевую базу цветных камней Российской Федерации.
Ключевые слова: минерагения, камнесамоцветное сырье, месторождение, рудный район, минерагеническая зона, районирование, субпровинция, провинция.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПСЕВДОКОМПОНЕНТНОЙ МОДЕЛИ ИСПАРЕНИЯ НЕФТИ НА ПОВЕРХНОСТИ МОРЯ К ВАРИАЦИИ ПАРАМЕТРОВ
С.Н. Зацепа 1, А.А. Ивченко 1, В.И. Журавель 1, В.В. Солбаков 2, 1
1 Государственный океанографический институт имени Н.Н. Зубова, 119034, Москва, Кропоткинский пер., 6
2 ФИЦ «Информатика и управление» РАН, 119333, Москва, ул. Вавилова, 44-2

Аннотация. Исследуется псевдокомпонентная модель испарения нефти или нефтепродуктов, часто используемая при расчетах баланса массы в разливах на поверхности моря. Предложено уточнение модели испарения, учитывающее процесс молекулярной диффузии компонентов в слое нефти. Показано, что учет диффузионных процессов в пленке нефти важен при толщинах пленки нефти порядка сантиметров и должен приниматься во внимание при расчетах испарения разливов нефти в ледовых условиях и низких температурах, при образовании эмульсий типа вода в нефти. Для нефти и нефтепродуктов с широким диапазоном температур кипения псевдокомпонент молекулярная диффузия существенно замедляет испарение в первые часы после разлива, что должно приниматься во внимание при расчетах загазованности района аварии. Роль турбулентного обмена в пограничном слое атмосферы для испарения нефти существенно ниже, чем для испарения воды или других однокомпонентных жидкостей. Проанализировано влияние на скорость испарения температуры окружающей среды, толщины пленки нефти и химического состава нефти или нефтепродукта.
Ключевые слова: разливы нефти в море, испарение многокомпонентной жидкости, коэффициент массообмена, псевдокомпонентная модель, молекулярная диффузия в жидкой фазе.

ПЕРСПЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО ПОДХОДА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С НИЗКОПРОНИЦАЕМЫМИ КОЛЛЕКТОРАМИ
В.И. Карев, Ю.Ф. Коваленко
Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН, 119526, Москва, пр-т Вернадского, 101-1

Аннотация. Представлены результаты экспериментальных исследований низкопроницаемых (порядка единиц мД) пород-коллекторов Ачимовских отложений Уренгойского газконденсатного месторождения на уникальной Испытательной системе истинно трехосного независимого нагружения (ИСТНН) ИПМех РАН. В ходе экспериментов исследовалась зависимость проницаемости породы от напряженно-деформированного состояния. В образцах породы создавались реальные напряжения, возникающие в призабойной зоне пласта при уменьшении давления в скважине для различной геометрии забоя: открытый ствол, перфора-ционное отверстие в обсаженной скважине. Показана перспективность геомеханического подхода для создания способов повышения качества скважин, в частности, адаптации метода направленной разгрузки пласта для условий данной залежи. Проведенные исследования важны как в научном плане, так и в практическом – для обоснования технико-технологических решений при разработке месторождений с трудноизвлекаемыми запасами.
Ключевые слова: горная порода, скважина, перфорационное отверстие, испытательный стенд, проницаемость, напряжения, разрушение, анизотропия.

ВОЗБУЖДЕНИЕ ЗВУКА В МОРСКОЙ СРЕДЕ ПУЧКОМ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ
А.В. Кистович
ФГУП «Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических и Радиотехнических Измерений», 141570, МО, Менделеево

Аннотация. Представлено асимптотическое решение задачи терморадиационного возбуждения звука пучком высокоэнергетических частиц, тормозящихся в морской среде в заранее известной области пространства-времени. В явном виде показано, что диаграмма направленности такого звукового источника для экспериментально наблюдавшихся режимов торможения пучка имеет свой максимум вблизи плоскости, перпендикулярной оси области торможения. Система собственных функций акустического излучения относится к типу N-волн. Справедливость заложенных моделей и результатов, полученных при использовании данного подхода, проверялась в предельном случае полубесконечной области торможения с однородной продольной интенсивностью давления возбуждения. Это позволило определить адекватный вариант физической модели процесса, который обеспечивал точное совпадение с известными результатами в данном предельном случае.
Ключевые слова: зона разогрева, терморадиационное возбуждение, звуковая N-волна.

ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ПРИОБСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ С НИЗКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ
Лю Чэнь
Томский политехнический университет, 634050, Томск, пр. Ленина, 30

Аннотация. В статье проведен ретроспективный анализ (с 1990 г.) изменений в представлениях специалистов об обосновании рациональных систем разработки низкопроницаемых (например, < 10 мД) объектов ряда крупных и уникальных нефтяных месторождений ХМАО – Югры: Приобское ЮЛТ1 , Приобское СЛТ2, Приразломное, Тайлаковское, Малобалыкское, Ем-Еговской площади Красноленинского месторождения и др. Для справки отметим, что накопленная добыча нефти в 2016 г. по низкопроницаемым коллекторам (НПК) этих месторождений превысила 700 млн. т. Приобское месторождение отличается низкими дебитами скважин. Основными проблемами разработки месторождения явились низкая продуктивность добывающих скважин, низкая естественная (без разрыва пластов нагнетаемой водой) приемистость нагнетательных скважин, а также плохое перераспределение давление по залежам при осуществлении ППД (вследствие слабой гидродинамической связи отдельных участков пластов).
Ключевые слова: анализ, ретроспектива, месторождения, разработка, бурение.

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ УЕДИНЕННОЙ ВОЛНЫ С ПОДВОДНЫМ ВОЛНОЛОМОМ В МОДЕЛЬНОМ БАССЕЙНЕ
С.Ю. Михайличенко, Е.В. Иванча, А.Ю. Базыкина
Морской гидрофизический институт РАН, 299011, Севастополь, ул. Капитанская, 2

Аннотация. Данная работа посвящена численному моделированию взаимодействия уединенной поверхностной волны с подводным прямоугольным волноломом в модельном бассейне постоянной глубины с использованием негидростатической гидродинамической модели SWASH (Simulating WAves till SHore). Исследовались особенности трансформации проходящей над препятствием волны при изменении ширины и высоты берегозащитного сооружения. На основе численных экспериментов проведен расчет коэффициентов трансформации для солитона и зоны площади его ослабления за волноломом. Определена локализация области максимального ослабления проходящей за берегозащитное сооружение волны. Проведен анализ особенностей пространственной структуры колебаний свободной поверхности, возникающих вследствие взаимодействия солитона с волноломом. Рассчитаны осредненные по глубине орбитальные скорости жидкости и определена зависимость их величин и направлений от геометрических параметров подводного препятствия.
Ключевые слова: модель SWASH, солитон, коэффициенты трансформации, подводные волноломы, орбитальные скорости жидкости.

ВЛИЯНИЕ ЭКЗОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКУЮ ОБСТАНОВКУ (НА ПРИМЕРЕ ГФО «МИХНЕВО»)
С.М. Петухова
Институт динамики геосфер им. М.А. Садовского РАН, 119334, Москва, ул. Ак. Зелинского, 38-1

Аннотация. В скважинах, расположенных на территории геофизической обсерватории ИДГ РАН «Михнево», начиная с 2007 г., проводятся наблюдения за вариациями уровня в лопасненской и нарской толщах безнапорного каширского водоносного горизонта и напорного алексинско-протвинского водоносного комплекса. По данным гидрогеологического мониторинга установлены особенности формирования режима подземных вод, определены амплитуды сезонных вариаций уровня, продолжительность питания и разгрузки разновозрастных горизонтов. Наряду с влиянием природных экзогенных факторов (атмосферными осадками, вариациями уровня поверхностных водотоков, инфильтрацией) отмечено техногенное снижение уровня подземных вод. Начало весеннего подъема уровня безнапорного каширского водоносного горизонта соотносится с переходом температуры через 0 ºС. Амплитуды весеннего подъема уровня в лопасненской и нарской толщах зависят от естественных ресурсов, сформированных за счет атмосферных осадков в предшествующий наблюдениям год. Сезонный подъем уровней алексинско-протвинского водоносного комплекса сдвинут по времени относительно половодья в реке Оке. Интенсивность паводкового периода определяет амплитуду весеннего подъема уровня напорного комплекса.
Ключевые слова: безнапорный горизонт, напорный комплекс, гидрологический режим, атмосферные осадки, гидрогеологический мониторинг.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И СОЛЕНОСТИ СЕВАСТОПОЛЬСКОЙ БУХТЫ В ГИДРОЛОГИЧЕСКУЮ ЗИМУ
К.А. Слепчук
Морской гидрофизический институт РАН, 299011, Севастополь, ул. Капитанская, 2

Аннотация. Приводятся результаты применения трехмерного варианта гидродинамического блока модели качества вод МЕССА для воссоздания полей температуры и солености в гидрологическую зиму (январь, февраль, март) в акватории Севастопольской бухты. Для моделирования используются срочные данные скорости ветра и его направления, температуры воздуха за 2003 г. с 6-часовым интервалом, среднемесячные данные влажности и балла облачности за 2003 г. Полученные результаты сравниваются с натурными данными. В результате показана вертикальная термохалинная структура, которая разрушается в феврале, что приводит к возникновению вертикальной однородности, являющейся характерной для прибрежных зон в зимний период. Делается вывод об удовлетворительных результатах моделирования и использования их в трехмерном варианте модели качества вод МЕССА.
Ключевые слова: численное моделирование, термохалинная структура, Севастопольская бухта.

УЧЕТ ЭМПИРИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ МОРСКИХ ВОД В РАСЧЕТАХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ ЧЕРНОГО МОРЯ
В.А. Соколов 1, С.П. Апухтина 1, К.В. Показеев 2
1 Государственный океанографический институт имени Н.Н. Зубова, 119034, Москва, Кропоткинский пер., 6
2 Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет, 119991, Москва, Ленинские горы, 1

Аннотация. На основе результатов анализа климатических гистограмм совместных функций плотности вероятности температуры T и солености S морской воды, проводимого совместно с анализом климатического массива Т-S диаграмм дается статистическое описание морских водных масс и их свойств, дополняющее введенное С.Д. Добровольским (1961) определение этих структур в морских водах. Устанавливается связь между присутствием в районах морских исследований нескольких водных масс и много модальностью форм совместных статистических распределений полей температуры Т и солености S морских вод. Показано, что пренебрежение климатической изменчивостью статистики водных масс в расчетах температуры поверхностных вод Черного моря привело к отсутствию в них отклика на Глобальное климатическое потепление, отмеченное в результатах других независимых эмпирических исследований морской поверхности в этом регионе. Учет этих климатических изменений статистики морских вод позволил выделить в исследуемых полях Черного моря отклик на Глобальное потепление в его поверхностном слое.
Ключевые слова: статистические свойства морских гидрологических полей, водные массы, верификация расчетных значений гидрологических полей.

ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НА ОПЕРАЦИЮ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА
М.А. Тримонова, И.О. Фасхеев
Институт динамики геосфер им. М.А. Садовского РАН, 119334, Москва, Ленинский пр-т 38-1

Аннотация. Лабораторные эксперименты по гидроразрыву пласта (ГРП) на модельных образцах, проведенные в Институте динамики геосфер Российской академии наук (ИДГ РАН), показали невозможность классических упругих моделей точно предсказывать значения давления разрыва. Для исследования механических упруго-пластических свойств образцов, в Институте физики Земли (ИФЗ РАН) была проведена серия экспериментов. Согласно полученным данным авторами представленной работы были построены численные модели с использованием программного пакета Abaqus Student Edition. Геометрия расчетной области, прикладываемые граничные условия, упруго-пластические свойства задавались исходя из условий экспериментов по гидроразрыву и результатов экспериментов на одноосное сжатие. В результате моделирования было выявлено, что закачиваемая под давлением жидкость разрыва вызывает пластические деформации в окрестности скважины, что, в свою очередь, является причиной повышенного давления разрыва.
Ключевые слова: гидроразрыв пласта, пластичность, напряжения, деформации, экспериментальная установка.

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГЛУБИННОГО РЕЖИМА В МОРЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННЫХ ОБ ИНДИКАТРИСЕ РАССЕЯНИЯ СВЕТА МОРСКОЙ ВОДОЙ
Е.Б. Шибанов
Морской гидрофизический институт РАН, 299011, Севастополь, ул. Капитанская, 2

Аннотация. Целью работы является уточнение существующих алгоритмов обработки экспериментальных данных измерений оптических характеристик морской воды. Для выяснения особенностей многократного рассеяния света в среде с сильной анизотропией рассеяния анализируется задача, когда световое поле не зависит от условий освещения. Для реальных индикатрис рассеяния предлагается простой итерационный алгоритм определения характеристик глубинного тела яркости. Использовались индикатрисы рассеяния, полученные в ходе судовых измерений в Черном море в 2012 г., прибором, измеряющим угловой показатель рассеяния света в угловом интервале 0.5–178 в 12-ти спектральных интервалах от 380 до 780 нм. В расчетах параметр асимметрии индикатрисы варьировался от 25 до 72. Показано, что погрешность определения показателя поглощения света по характеристикам светового поля, обусловленная неточной информацией об индикатрисе рассеяния, значительно меньше погрешности таких оценок, проведенных по формулам двухпотокового приближения уравнения переноса излучения.
Ключевые слова: световые поля в море, глубинный режим, индикатриса рассеяния, вероятность выживания фотона, двухпотоковое приближение, перенос излучения