Цільовий науковий проєкт НАН України ГЕОФІЗИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ЛІТОСФЕРИ ЗОНИ ЗЧЛЕНУВАННЯ СХІДНО-ЄВРОПЕЙСЬКОЇ ТА ЗАХІДНО-ЄВРОПЕЙСЬКОЇ ПЛАТФОРМ У ЗВ’ЯЗКУ З ПЕРСПЕКТИВАМИ НАФТОГАЗОНОСНОСТІ (TESZ), 2017-2021 рр.

  • Об'єкт дослідження – літосфера західного регіону України та східного регіону Польщі.
  • Мета роботи – cейсмічні дослідження сучасними сейсмічними станціями та створення на їх основі швидкісної моделі літосфери західної частини України.
  • Методи досліджень – метод глибинного сейсмічного зондування (ГСЗ) та моделювання хвильових полів на основі новітніх програм та технологій.

TESZ – це назва структури, Транс-Європейская шовна зона (Trans-European Suture Zone).

В рамках проєкту Інститутом геофізики ім. С.І.Субботіна НАН України було проведено масштабні польові дослідження за двома профілями: TTZ-South-2018 і TESZ-2021.



Анотація проєкту    Загальна інформація    Технічне завдання    Повідомлення у ЗМІ    Подяка



Польовий експеримент TTZ-South:

  • Проведений у вересні 2018 р.
  • Охоплював програмування та розгортання станцій сейсмічного запису, бурові й вибухові роботи.
  • Загальна довжина профілю - 550 км (~230 км на території Польщі, ~320 км в Україні).
  • Розширює лінії попередніх сейсмічних профілів, проведених на півночі Польщі: профіля TTZ 1993 р. та профіля CEL03 2000 р. для вивчення меж CЄK у межах ТТЗ.
  • Уздовж профілю було здійснено вибухи в 11 пунктах: 5 - у Польщі, 6 - в Україні. Найбільші вибухи, зарядом до 1000 кг, здійснено на кінцях профілю. У центральній частині профілю використовували заряди до 400 кг. Пункти вибуху складалися з групи свердловин, пробурених до глибини ~30 м кожна із зарядом масою 50 кг. Сейсмічні реєстратори із GPS-приймачами використовували для запису часу вибухів. Поблизу пунктів вибуху були розміщені додаткові станції сейсмічної реєстрації як резервні пристрої вимірювання часу вибуху.
  • Система спостереження на профілі TTZ-South складалася із 320 мобільних одно-компонентних сейсмічних станцій (110 Reftek-125 TEXAN та 210 DATA-CUBE) з геофонами 4,5 Гц. Сейсмічні сигнали реєстрували із частотою дискретизації 100 Гц. Станції розташовували вздовж профілю на відстані ~1,65 км одна від одної в Польщі та ~1,9 км в Україні. На жаль, не всі самописні пристрої в українській частині профілю працювали належним чином, що призвело до кількох прогалин у сейсмограмах загальних пунктів вибуху.
 


Загальна інформація про експеримент
   Побудова швидкісної моделі
   Подяка

 Подяка

Дослідження вздовж профіля TTZ-South було виконано в рамках міжнародної співпраці між установами і організаціями Польщі та України:

Значна частина устаткування на території України була надана Геофізичним приладовим фондом Німецького дослідницького центру геологічних наук Geophysical Instrument Pool of the Deutsches GeoForschungsZentrum — GFZ, Потсдам.

Участь у польській частині цієї роботи було підтримано в рамках Національного наукового центру, Польща National Science Centre, дослідницький проєкт No 2016/22/M/ST10/00347.

Участь в українській частині підтримала Національна академія наук України, дослідницький проєкт No II-6-17-19.

Двосторонні контакти були підтримані статутною діяльністю No 3841/E41/S/2016-2019 Міністерства науки та вищої освіти Польщі Ministry of Science and Higher Education of Poland.

Для підготовки зображень карт були використані загальнодоступні пакети GMT (Wessel, Smith) та Seismic Unix (Cohen, Stockwell).


Польовий експеримент TESZ-2021:

  • Проведений з 23 липня по 10 серпня 2021 р.
  • Охоплював програмування та розгортання станцій сейсмічного запису, бурові й вибухові роботи.
  • Загальна довжина профілю - 650 км (простягається майже через усю Україну з південного заходу на північний схід, перетинаючи Чернівецьку, Хмельницьку, Вінницьку, Житомирську, Київську, Чернігівську та Сумську області).
  • Пункти вибуху (10) віддалені один від одного на відстань біля 50 км.
  • Польові роботи проводилися по системі профілювання за допомогою автономних цифрових сейсмічних станцій TEXAN і DATA-CUBE. Всього було задіяно 264 сейсмічних станцій. (Пункти спостереження віддалені один від одного на відстань біля 2,65 км.) Інтервал дискретизації запису для всіх станцій становить 0.01 с.
  • Вибухові роботи проводились в нічний час для зменшення рівня завад, що викликаються людською активністю.
 


Загальна інформація про експеримент
   Подяка

 Подяка

Роботи за TESZ-2021 проводилися в тісному співробітництві з Інститутом геофізики Польської академії наук (Institute of Geophysics), який надав для спостережень сейсмічних хвиль 240 станцій і співробітників, що разом з українськими спеціалістами брали участь в польових роботах.


Моделювання:

У хмарному робочому місці геофізика доступні потужні програмні пакети ГеоПошук і Tesseral Pro.

На кластерах СКІТ налаштовані паралельні програми повнохвильового моделювання Tesseral LC 2D, 2.5D і 3D, а також ряд параллельних програм обробки, у т.ч. пре-стек глибинної міграції (PSDM) 3D.

Інтерактивна робота у хмарі інтегрованій з кластерами дозволяє геофізику значно економити час, не переписуючі великі об'єми геофізичних даних для їх перегляду і редагування з кластеру на свій робочий комп'ютер і назад.


 

Суперкомп'ютери СКІТ
   Хмарна підсистема СКІТ
  

 Основні результати

  1. Експериментально досліджено методами глибинного сейсмічного зондування (ГСЗ) профіль Родом - Львів - Кам'янець Подільский (TTZ-South-2018).
  2. Експериментально досліджено методами ГСЗ профіль Чернівці - Винниця - Київ - Конотоп (TESZ-2021).
  3. Створенно геолого-геофізичні моделі літосфери зони зчленування Східно-Європейської та Західно-Європейської платформ України.
  4. Розроблено програмні засоби побудови та візуалізації геолого-геофізичних моделей літосфери.
  5. Розроблено хмарне робоче місце геофізика - інфраструктуру для збереження, узагальнення, моделювання і аналізу геофізичних даних на основі сховища даних і хмарної підсистеми суперкомп’ютерного комплексу СКІТ.
  6. Розроблена низькочастотна ефективна модель для геологічного середовища з твердими шарами з проковзуванням, що періодично повторюються. Визначено граничні умови для низькочастотного розсіювання на границі між твердим півпростором та шаруватим півпростором, виведено лінійні системи рівнянь для коефіцієнтів відбиття і заломлення.
  7. Розроблено метод визначення положення акустичних осей у триклинному анізотропному середовищі та точний метод визначення параметрів моноклінної анізотропії ефективного середовища для систем з вертикальною тріщинуватістю.
  8. Розроблено стійкий метод оцінки фазових швидкостей S1- та S2-хвиль у слабо анізотропних середовищах на основі фазових швидкостей qP-хвиль та узагальнений метод для інших середовищ.

 

Публікації:


  1. Janik, T., Starostenko, V., Aleksandrowski, P., Yegorova, T., Czuba, W., Środa, P., Murovskaya, A., Zajats, K., Kolomiyets, K., Lysynchuk, D., Wójcik, D., Mechie, J., G łuszyński, A., Omelchenko, V., Legostaeva, O., Tolkunov, A., Amashukeli, T., Gryn, D., & Chulkov, S. (2020). TTZ-South seismic experiment. Geofizicheskiy Zhurnal, 42(3), 3-15. DOI
  2. Janik, T., Starostenko, V., Aleksandrowski, P., Yegorova, T., Czuba, W., Środa, P., Murovskaya, A., Zajats, K., Kolomiyets, K., Lysynchuk, D., Wójcik, D., Mechie, J., G łuszyński, A., Omelchenko, V., Legostaeva, O., Tolkunov, A., Amashukeli, T., Gryn, D., & Chulkov, S. (2020).TTZ-South seismic profile reveals the lithospheric structure along the SW border of the East European Craton in SE Poland and NW Ukraine. 19th edition of the biennial International Symposium on Deep Seismic Profiling of the Continents and their Margins (SEISMIX 2020), Perth, Western Australia, March 15-19, 2020.
  3. Janik, T., Starostenko, V., Aleksandrowski, P., Yegorova, T., Czuba, W., Środa, P., Murovskaya, A., Zajats, K., Kolomiyets, K., Lysynchuk, D., Wójcik, D., Mechie, J., G łuszyński, A., Omelchenko, V., Legostaeva, O., Tolkunov, A., Amashukeli, T., Gryn, D., & Chulkov, S. (2020). The transition of the East European cratonic lithosphere to that of the Palaeozoic collage of the Trans-European Suture Zone as depicted on the TTZ-South deep seismic profile (SE Poland to NW Ukraine). 22nd EGU General Assembly, held online 4-8 May, 2020, id.7687
  4. Роганов Ю. В., Роганов В.Ю. Низкочастотное рассеяние на полупространстве, заполненном периодической жидкотвердой наклонной средой // Геофизический журнал No 4, Т. 39, 2017, c.55-76. DOI.
  5. Roganov Y.V., Roganov V.Y. Flat elastic waves in periodic fluid-solid media // Proc. 16th Int. Conf. on Geoinformatics – Theoretical and Applied Aspects 2017. – 2017. – P. 299-303.
  6. Khalimendik V., Virshylo I. Velocities of elastic waves modeling for complex reservoir rocks // Proc. 16th Int. Conf. on Geoinformatics – Theoretical and Applied Aspects 2017. – 2017. – P. 318-322.
  7. Халімендік В.В. Алгоритм математичного моделювання кривих акустичного каротажу для тріщінувато-гранулярних колекторів // Доп. VII Всеукраїнська конференція-школа «Сучасні проблеми наук про Землю» Київ, 19-21 квітня 2017 р.
  8. Roganov V., Stovas A., Roganov Y. Interaction between P, S1, and S2 waves in multilayered ORT media at low frequencies // Proc. 88th annual meeting SEG’18 & international exposition, Anaheim, CA, USA. – SEG: 2018.
  9. Roganov V., Stovas A., Roganov Y. Difference between phase and group angles in ORT media // Proc. of 17th International Conference on Geoinformatics - Theoretical and Applied Aspects. – EAGE: 2018.
  10. Roganov V., Roganov Y. Low-frequency scattering on a half-space filled with periodical inclined elastic layers with the slip on boundaries // Proc. of 17th International Conference on Geoinformatics - Theoretical and Applied Aspects. – EAGE: 2018.
  11. Khalimendik, V., Virshylo, I. Acoustic 2D modeling to determine the influence of aspect ratio and pore orientation on the acoustic properties of the rock // Proc. of 17th International Conference on Geoinformatics - Theoretical and Applied Aspects. – EAGE: 2018.
  12. Халимендик В.В., Виршило И.В. Разработка программного комплекса моделирования петрофизических свойств сложнопостроенных коллекторов // Геоинформатика. – 2018. – №3 (67).
  13. Khalimendik, V., Tulchinsky, V. Implementation of Numerical Experiment for Analysis of Rock Porous Properties by Sonic Well-Logging // Праці V міжнародної конференції «Високопродуктивні обчислення», HPC-UA 2018, 22-23.10.2018, Київ. – 2018. – С.58–61.
  14. Коломієць О.В., Коломієць К.В. Розпаралелювання на кластері та у гріді розрахунку синтетичних сейсмограм для надвеликих моделей сейсмічного поля на прикладі профілю DOBRE-4 // Праці V міжнародної конференції «Високопродуктивні обчислення», HPC-UA 2018, 22-23.10.2018, Київ. – 2018. – С. 62-65.
  15. Roganov Y., Stovas A., Roganov V. Low‐frequency layer‐induced dispersion in a weak‐contrast vertically heterogeneous orthorhombic medium // Geophysical Prospecting. Special Issue Article. – 2019. – 11 p. – DOI.
  16. Stovas A., Roganov Y., Roganov V. SV- and SH-Wave Triplications in Vertical Symmetry Planes of Orthorhombic Media // Proc. 81th EAGE London Conference and Exhibition, EathDoc. – 2019.
  17. Stovas A., Roganov Yu., Roganov V. Geometrical characteristics in anisotropic media // Proc. 89th SEG Conference, San Antonio. – 2019. – Р. 484-488.
  18. Khalimendik, V. Porosity structure prediction from conventional sonic well logs on the base of synthetic samples computed by Prodaivoda-Maslov’s method // Proc. 18th EAGE Inter-national Conference on Geoinformatics – Theoretical and Applied Aspects, May 2019. – 2019.
  19. Lysynchuk D., Farfuliak L., Kolomiyets K., Kolomiyets, O. Reinterpretation of Digitized Geotraverse Vi Seismic Data Near Bandura Structure of The Ukrainian Shield // Proc. 18th EAGE International Conference on Geoinformatics – Theoretical and Applied Aspects, May 2019, EathDoc. – 2019.
  20. Stovas A., Roganov Y., Roganov V. Enhancement factor in anisotropic media // Proc. 18th EAGE International Conference on Geoinformatics - Theoretical and Applied Aspects, May 2019, EathDoc. – 2019.
  21. Roganov Yu., Stovas A., Roganov V. Properties of acoustic axes in triclinic media // Proc. 18th EAGE International Conference on Geoinformatics - Theoretical and Applied Aspects, May 2019, EathDoc. – 2019.
  22. Халимендик В.В. Моделирование волнового поля в средах с разным соотношением сторон и ориентацией пустот. / Халимендик В.В., Виршило И.В. // Геоінформатика. – 2019. – №2, т. 70.
  23. Роганов Ю.В. Свойства акустических осей в триклинных средах / Роганов Ю.В., Стовас А., Роганов В.Ю. // Геофизический журнал. – № 3, Т. 41. – 2019. – С. 3-17. DOI.
  24. Роганов Ю.В., Стовас А., Роганов В.Ю. Дисперсия фазовых скоростей в горизонтально-слоистых анизотропных слабоконтрастных периодических середах // Геофизический журнал. – 2020. – № 3(42). – C. 110-127. DOI.
  25. Stovas A ., Roganov Yu, Roganov V. Anisotropy parameters for monoclinc media // 19th EAGE International Conference on Geoinformatics –Theoretical and Applied Aspects. Extended Abstracts. – 2020.
  26. Roganov Yu, Stovas A ., Roganov V. Estimation of low frequency phase velocity dispersion in weak contrast periodic media. // 19th EAGE International Conference on Geoinformatics –Theoretical and Applied Aspects. Extended Abstracts. – 2020.
  27. Sabinin G., Chichinina T., Tulchinsky V., Romero-Salcedo M. Machine learning for fracture parameter estimation in fractured reservoirs from seismic data // SPE Russian Petroleum Technology Conference, 26-29.10.2020. – Moscow: SPE, 2020. – SPE-201934-MS.
  28. Lysynchuk D.V., Farfuliak L.V., Kolomiyets К.V., Kolomiyets О.V. Seismic tomographic model along the Geotraverse VI profile // 19th EAGE International Conference on Geoinformatics – Theoretical and Applied Aspects. Extended Abstracts. – 2020. – P.18409.
  29. Stovas A., Roganov Yu., Roganov V. Wave characteristics in elliptical orthorhombic media // Geophysics. – 2021. – V. 86 (No. 3). – P. C89–C99. DOI.
  30. Stovas A., Roganov Yu., Roganov V. Perturbation of phase velocities in elastic orthorhombic media // Geophysics. – 2021. – V. 86 (No. 4). – P. C101-C118. DOI.
  31. Stovas A., Roganov Yu., Roganov V. Pure mode P- and S-wave phase velocity equations in elastic orthorhombic media // Geophysics. – 2021. – V. 86 (No. 5). – P. C143-C156. DOI.
  32. Stovas A., Roganov Yu., Roganov V. Geometrical characteristics of phase and group velocity surfaces in anisotropic media // Geophysical Prospecting. – 2021. – V. 69 (No. 1). – P. 53-69. DOI.
  33. Роганов Ю.В., Стовас А., Роганов В.Ю. Вычисление скоростей и векторов поляризации в слабо-анизотропных средах // Геофизический журнал, № 3, Т. 43, 64-81. DOI.
  34. Sabinin A., Chichinina T., Tulchinsky V. Deep Learning for anisotropy parameters estimation in oil/gas fractured reservoirs // Proc. 82th EAGE Annual Conference & Exhibition: 14-17.06.2021. – Amsterdam: EAGE, 2021.
  35. Stovas A., Roganov Yu., Roganov V. Fundamental singularity points in elliptical orthorhombic media // 20th EAGE International Conference on Geoinformatics: Theoretical and Applied Aspects, 11-14 May, EathDoc. – #21103.
  36. Roganov Yu., Stovas A., Roganov V. Calculation of wave parameters for weakly anisotropic media // 20th EAGE International Conference on Geoinformatics: Theoretical and Applied Aspects, 11-14 May, EathDoc. – #21105.