On the prospects for the discovery of massive hydrocarbon deposits in the heterogeneous traps of the Black Sea

V. I. Starostenko; A.E. Lukin; O. M. Rusakov; I. K. Pashkevich; R. I. Kutas; V. V. Gladun; T. V. Lebed; P. Ya. Maximchuk; O. V. Legostaeva; I. B. Makarenko

doi:10.24028/gzh.0203-3100.v34i5.2012.116660

Authors

V. I. Starostenko Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine
A.E. Lukin Institute of Geological Sciences of the National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine
O. M. Rusakov Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine
I. K. Pashkevich Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine
R. I. Kutas Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine
V. V. Gladun Naftogaz of Ukraine, Ukraine
T. V. Lebed Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine
P. Ya. Maximchuk Naftogaz of Ukraine, Ukraine
O. V. Legostaeva Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine
I. B. Makarenko Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i5.2012.116660

Abstract

Due to well known economical and ecological reasons it is advisable to direct geological prospecting and geophysical exploration, particularly in the Black Sea mega-depression towards searching for considerable hydrocarbons fields within massive pools. The main prospects for discovery of such major and gigantic oil and gas fields are related to: deep faults, disintegrated rocks of basement (and also intermediate complex); biocarbonate buildups of different age reef-carbonate Mesozoic and Cenozoic complexes and heterogeneous reservoirs (traps) related to their paragenetic junctions. Availability of certain geodynamic, tectonic and oil-gas bearing analogies between different segments of the Black sea region and the South-China sea (specifically, the Vietnamese shelf where such well known fields as White Tiger, Dragon and other related to granite uplifts and draping sedimentary complexes), the peculiarities of Black sea well-known knowledge of gas regime (unprecedented intensity of gas flow through the sea bottom, huge methane accumulations in gas-hydrates and its unique amount in water-dissolved state), together with interdisciplinary geologic-geophysical investigations allow us to make high assessment of its hydrocarbon potential and prospects for discovery of significant fields within massive pools.

References

Арешев Е.Г., Гаврилов В.П., Донг Ч.Л., Шнип О.А. Геология и нефтегазоносность фундамента Зондского шельфа. - Москва: Нефть и газ, 1997 а. - 250 с.

Арешев Е.Г., Гаврилов В.П., Поспелов В.П., Шнип О.А. Гранитный слой земной коры как новый нефтегазоносный этаж литосферы // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - 19976. - № 1. - С. 11-13.

Атлас родовищ нафти і газу України. Т. VI / За ред. М. М. Іванюти, В. О. Федишина, Б. I. Денеги. - Львів, 1998.

Афанасенков А.П., Никишин А.М., Обухов А.Н. Геологическое строение и углеводородный потенциал Восточно-Черноморского региона. - Москва: Научный мир, 2007. - 173 с.

Багрій І.Д., Гладун В. В., Знаменська Т.О., Клочко В.П., Кухаренко Д.Е., Мельничук П.Н., Адаменко И.И, Лазаренко О.В., Янцевич О.О. Досвід застосування комплексної методики картування атмогеохімічних і температурних аномалій на півдні Азовського моря для уточнення структурної моделі та прогнозної оцінки перспективних ділянок на вуглеводні // Геодинамика и нефтегазоносные структуры Черноморско-Каспийского региона: Тез. докл. IV Междунар. конф. "Крым-2002” (Крым, Гурзуф, 9-14 сент. 2002 г.). - Симферополь, 2002. - С. 24-25.

Баранова Е.П., Егорова Т.П., Омельченко В.Д. Обнаружение волновода в фундаменте Одесского шельфа Черного моря по результатам переинтерпретации материалов ГСЗ профилей 26 и 25 // Геофиз. журн. - 2011. - 33, № 6. - С. 15-29.

Войцицький З.Я., Смекаліна Л.В., Пилипчук І.А. Карта вивченості акваторії Азовського та Чорного моря сейсморозвідувальними роботами за період 2000-2010 рр. - 1 : 500 000 // Київ, 2010.

Геворкян В.Х., Сокур О. Походження метану в газогідратах // Геол. журн. - 2011. - № 3. - С. 105-115.

Гожик П.Ф., Багрій І.Д., Войцицький З.Я., Гладун В. В., Маслун Н. В., Знаменська Т. О., Аксіом С.Д., Ключина Г.В., Іванік О.М., Клочко В.П., Мельничук П.М., Палій В.М., Цьоха О.П. Геолого-структурно-термо-атмогеохімічне обґрунтування нафтогазоносності Азово-Чорноморської акваторії. - Київ: Логос, 2010. - 419 с.

Гросс С.С., Коболев В.П., Козленко Ю.В., Корчагин И.Н., Соловьев В.Д., Якимчук Н.А. Алгоритмическое и программное обеспечение обработки и интерпретации данных морских градиентометрических измерений магнитного поля // Геофиз. журн. - 1999. - 21, № 3. - С. 35-44.

Донцов В. В., Лукин А. Е. Об эндогенных факторах формирования нефтяных залежей в кристаллическом фундаменте Кыулонгской впадины на шельфе Южного Вьетнама // Докл. РАН. - 2006. - 407, № 1. - С. 64-67.

Дудік О. М., Дудік С. О., Іванов В. Г., Чуприна I. С. Нафтогазоносність Прикерченського шельфу за результатами комплексного геохімічного картування і прогнозно-геохімічне моделювання // Мін. ресурси України. - 2010. - № 3. - С. 42-27.

Егоров В.Н., Артемов Ю.Г., Гулин С.Б. Метановые сипы в Черном море. Средообразующая и экологическая роль. - Севастополь: Экоси-гидрофизика, 2011. - 404 с.

Иванов М.В., Поликарпов Г.Г., Леин А.Ю., Гальченко В.Ф., Егоров В.Н., Гулин С.Б., Гулин М.Б., Русанов И. И., Миллер Ю. М., Купцов В. И. Биохимия цикла углерода в районе метановых газовыделений Черного моря // Докл. АН СССР. - 1991. - 320, № 5. - С. 1235-1240.

Исмагилов Д Ф., Терехов А.А., Шайнуров Р.В. Поднятие Палласа в Черном море - мезозойский погребенный рифовый массив / / Докл. АН СССР. - 1991. - № 4. - С. 935-939.

Кавун М. М., Недосекова И. В., Штукерт О. В. Отражение прогнозных ловушек углеводородов в сейсмическом волновом поле, северное Причерноморье. - www.geonews.com.ua/ Papeгs_summaгies_ Seismo-2011_rus.pdf.

Коболев В. П. Геодинамічна еволюція Чорноморської мегазападини та структур її обрамлення (за геофізичними даними): Автореф. дис. д-ра геол. наук. - Київ: ІГФ НАНУ, 2002. - 36 с.

Кравченко С.Н., Орлюк М.И., Русаков О.М. Новый подход к интерпретации региональной Западно-Черноморской магнитной аномалии // Геофиз. журн. - 2003. - 5, № 3. - С. 135-144.

Краюшкин В.А Улики глубинной, небиогенной природы нефти // Геол. журн. - 2000. - № 3. - С. 23-28.

Кутный В.А., Иноземцев Ю.И. Литификаты как показатель деятельности газовых факелов на северо-западе Черного моря // Геологические проблемы Черного моря. - Киев: Карбон, 2001. - С. 216-227.

Леонов М.Г. Тектоника континентального фундамента и вертикальная аккреция консолидированной земной коры / / Фундаментальные проблемы общей геотектоники. - Москва: Научный мир, 2001. - С. 91-154.

Лукин А.Е. Биогенно-карбонатные постройки на выступах разуплотненных кристаллических пород - перспективный тип комбинированных ловушек нефти и газа / / Нефтегазовая геология. Теория и практика (электр. научн. журнал ВНИГРИ - http://www.ngtp. ги). - 2007. - № 2. - С. 1-21.

Лукин А.Е. Изотопно-геохимические индикаторы углекислой и углеводородной дегазации в Азово-Черноморском регионе // Геол. журн. - 2003. - № 1. - С. 59-73.

Лукин А.Е. Литогеодинамические факторы нефтегазонакопления в авлакогенных бассейнах. - Киев: Наук. думка, 1997. - 224 с.

Лукин А.Е. О геодинамически обусловленных различиях в изотопном составе водорода нефтей и конденсатов нефтегазоносных регионов Украины // Докл. РАН. - 1999 а. - 369, № 3. - С. 651-353.

Лукин А.Е. О перспективах нефтегазоносности прикерченского шельфа // Геол. журн. - 2008. - № 2. - С. 7-20.

Лукин А. Е. О происхождении нефти и газа (геосинергетическая концепция природных углеводородно-генерирующих систем) // Геол. журн. - 1999 б. - № 1. - С. 30-42.

Лукин А.Е. Основные закономерности формирования залежей нефти и газа в Черноморском регионе // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. - 2006. - № 3. - С. 10-21.

Лукин А.Е. Создание учения о нефтегазоносных кристаллических массивах - насущная проблема геологии XXI века / / Дегазация Земли и генезис нефтегазовых месторождений (к 100-летию со дня рождения академика П.Н. Кропоткина). - Москва: ГЕОС, 2011. - С. 405-441.

Лукін О.Ю., Донцов В. В., Бурлін Ю.К., Гладун В. В. Про деякі закономірності нафтогазоносності кристалічного фундаменту // Геол. журн. - 2005. - № 3. - С. 7-22.

Лукин А.Е., Зощенко Н.А., Харахинов В.В., Донцов В.В., Наумко И.М. Литогеодинамические факторы формирования нафтидоносных метасоматических доломитов рифея Восточной Сибири // Геол. журн. - 2009. - № 1. - С. 7-24.

Мегеря В.М. Поиск и разведка залежей углеводородов, контролируемых геосолитонной дегазацией Земли. - Москва: Локус Станди, 2009. - 256 с.

Мегеря В.М., Филатов В.Г., Старостенко В.И., Корчагин И. Н., Лобанов А. М., Гласко Ю. В., Волоцков М. Ю., Скачков С. А. Возможности и перспективы применения несейсмических методов для поисков скоплений углеводородов и геосолитонная концепция их образования // Геофиз. журн. - 2012. - 34, № 3. - С. 4-21.

Русаков О.М., Пашкевич И.К., Лебедь Т.В., Макаренко И. Б. Строение поднятия Палласа по комплексной геолого-геофизической интерпретации и перспективы его нефтегазоносности в Украинском секторе Черного моря // Азово-Черноморский полигон изучения геодинамики и флюидодинамики формирования месторождений нефти и газа: Сб. тез. IX Междунар. конф. "Крым-2011”. - Симферополь, 2011. - С. 27-29.

Старостенко В.И., Коболев В.П., Оровецкий Ю.П., Бурьянов В. Б., Макаренко И. Б., Легостаева О. В. Глубинное строение и геологическая природа Черноморской впадины (результаты изучения поля силы тяжести) // Геология Черного и Азовского морей. - Киев: Изд. НАН Украины, 2000. - С. 175-184.

Старостенко В. И., Макаренко И. Б., Русаков О.М., Пашкевич И.К., Кутас Р.И., Легостаева О.В. Геофизические неоднородности литосферы мегавпадины Черного моря // Геофиз. журн. - 2010. - 32, № 5. - С. 3-20.

Старостенко В.И., Лукин А.Е., Цветкова Т.А., Заец Л. Н., Донцов В. В., Савиных Ю. В. Об участии суперглубинных флюидов в нафтидогенезе (по данным изучения уникального нефтяного месторождения Белый Тигр) // Геофиз. журн. - 2011. - 33, № 4. - С. 3-32.

Толковый словарь английских геологических терминов. Т. 3. - Москва: Мир, 1979. - 590 с.

Туголесов Д.А., Горшков А.С., Мейснер Л.Б., Соловьев В.В., Хахалев Е.М. Тектоника мезокайнозойских отложений Черноморской впадины. - Москва: Недра, 1985. - 215 с.

Харахинов В. В., Нестеров В.Н., Соколов Е.П., Шленкин С. И. Новые данные о геологическом строении Куюмбинского месторождения Юрубчено - Тохомской зоны нефтегазонакопления // Геология нефти и газа. - 2000. - № 5. - С. 12-20.

Шнюков Е.Ф. Грязевой вулканизм в Черном море // Геол. журн. - 1999. - № 2. - С. 36-47.

Шнюков Е. Ф., Зиборов А. П. Минеральные богатства Черного моря. - Киев: НАН Украины, 2004. - 280 с.

Шнюков Е.Ф., Старостенко В.И., Гожик П.Ф., Клещенко С.А., Кутный В.А., Шнюкова Е.Е. О повышенной газоотдаче дна Черного моря // Геол. журн. - 2001. - № 4. - С. 7-14.

Шнюков Е. Ф., Старостенко В. И., Русаков О. М., Кутас Р.И. Глубинная природа газовых факелов западной части Черного моря по результатам геофизических исследований // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. - 2005. - № 5. - С. 70-82.

Curto J.B., Pires A.C., Silva A.M., Crosta A.P. The role of airborne geophysics for detecting hydrocarbon microseepages and related structural features: The case of Remanso do Fogo, Brasil // Geophysics. - 2012. - 77, № 2. - P. B35-B41.

Gold T. The origin of methane in the crust of the Earth // The Future of Energy Gases. United States Government Printing Office / Ed. D.G. Howell. - Washington, 1993. - P. 57-81.

Gulin S. B., Polikarpov G. G., Egorov V. N. The age of microbial carbonate strucrure grown at methane seeps in the Black Sea with amplication of dating of the seeping methane // Marine Chemistry. - 2003. - № 1-2. - P. 67-72.

Horita J., Bemdt M.E. A "biogenic” methane formation and isotopic fractionation under hydrothermal conditions // Science. - 1999. - 285. - P. 1055-1057. - www:trabagaz.ru/gkm/pod-njatie-pallasa/.

Khriachtchevskaia O., Stovba S., Popadyuk I. Hydrocarbon prospects in the Black Sea of Ukraine // The Leading Edge. - 2009. - September. - P. 1024-1029.

Khriachtchevskaia O., Stovba S., Stephenson R. Cretaceous-Neogene tectonic evolution of the northern margin of the Black Sea from seismic reflection data and tectonic subsidence analysis // Sedimentary Basin Tectonics from the Black Sea and Caucasus to the Arabian Platform / Eds M. Sosson, N. Kaymakci, R.A. Stephenson, F. Bergerat, V. Starostenko. - London: Geological Soc., Spec. Publ., 2010. - 340. - P. 137-157.

Klauke I., Sahling H., Weinrebe W., Blinova V., Bürk D., Lursmanashvili N., Bohrmann G. Acousitc investigation of cold seeps offshore Georgia, eastern Black Sea // Marine Geology. - 2006. - 231. - P. 51-67.

Kutas R.I., Palyi S.I., Rusakov O.M. Deep faults, heat flow and gas leakage in the northern Black Sea // GeoMarine Let. - 2004. - 24, № 3. - P. 163-168.

Lee H. Gwang, Watkins J.S. Seismic sequence stratigraphy and hydrocarbon potential of the Phu Khaun Basin, Offshore Central Vietnam, South China Sea // Bulletin AAPG. - 1998. - 82, № 9. - P. 1711-1735.

Macgregor D.S. Relationships between seepage, tectonics and subsurface petroleum reserves // Marine and Petroleum Geology. - 1993. - № 6. - P. 606-619.

Mazzini A., Ivanov M. K., Nermoen A., Sveden H. Complex plumbing systems in the near subsurface: geometries of authigenic carbonates from

Dolgovskoy mound (Black Sea) constrained by analogue experiments // Marine and Petroleum Geology. - 2008. - № 6. - P. 457-472.

McGinnis D.F., Lorke A., Kipfer R. Upward flux of methane in the Black Sea: Does it reach the atmosphere? // Environmental Hydraulics and Sustainable Water management. - London: Tailor & Francis Group, 2005. - P. 423-429.

Nikishin A. M., Korotaev M. V., Ershov A. V., Brunet M.F. The Black Sea basin: tectonic history and Neogene-Quaternary rapid subsidence modeling // Sedimentary Geology. - 2003. - 156. - P. 149-168.

Peckmann J., Reimer A., Luth U. Methane-derived carbonates and authigenic pyrite from the northwestern Black Sea // Marine Geology. - 2001. - № 1-2. - P. 129-150.

Reeburgh W.S., Ward B.B., Whalen S.C., Sandbeck K.A., Kilpatrick K.A., Kerkh L.J. Black Sea methane geochemistry // Deep-Sea Res. - 1991. - 38. - P. S1189-S1210.

Reitner J., Packmann J., Reimer A., Schumann G., Thiel V. Methane-derived carbonate build-ups and associated microbial communities at cold seeps on the Lower Crimean shelf (Black Sea) // Facies. - 2005. - № 1. - P. 66-79.

Sosson M., Kaymakci N., Stephenson R., Bergerat F., Starostenko V. (eds.) Sedimentary Basin Tectonics from the Black Sea and Caucasus to the Arabian Platform. - London: Geological Soc., Spec. Publ., 2010. - 340. - 512 p.

Stadnitskaia A., Ivanov M.K., Poludetkin E.N., van Weering T. C. E. Sources of hydrocarbon gases in mud volcanoes from the Sorokin Trough, NE Black Sea, based on molecular and carbon isotopic compositions // Marine and Petroleum Geology. - 2007. - 25. - P. 1040-1057.

Starostenko V., Buryanov V., Makarenko I., Rusakov O., Stephenson R., Nikishin A, Georgiev G., Gerasimov M., Dimitriu R., Legostaeva O., Pchelarov V., Sava C. Topography of the crust - mantle boundary beneath the Black Sea Basin // Tectonophysics. - 2004. - 381, № 1-4. - P. 211-233.

Starostenko V.I., Rusakov O.M., Shnyukov E.F., Kobolev V.P., Kutas R.I. Methane in the northern Black Sea: characterization of its geomorphological and geological environments // Sedimentary Basin Tectonics from the Black Sea and Caucasus to the Arabian Platform / Eds M. Sosson, N. Kaymakci, R.A. Stephenson, F. Bergerat, V. Starostenko. - London: Geological Soc., Spec. Publ. - 2010. - 340. - P. 57-75.

Tari E., Sahin M., Barka A., Reilinger R., King R. W., McClusky S., Prilepin M. Active tectonics of the Black Sea // Earth Planet Space. - 2000. - 52. - P. 747-751.

Tassi F., Fiebig J., Nocentini M., Vaselli O. Origins of methane in volcanic and hydrothermal gas discharges as inferred from the chemical and isotopic signature of nalkanes // Geophys. Res. Abstr. - 2011. - 13. - EGU2011-5658-1.

Waples D. W. Time and temperature in petroleum formation: Application of Lopatin's method to petroleum exploration // AAPG Bulletin. - 1980. - 64. - P. 916-926.

Whiticar M.J. Carbon and hydrogen isotope systematics of bacterial formation and oxidation of methane // Chemical Geology. - 1999. - 161. - P. 291-314.

Yegorova T., Baranova K., Omelchenko V. The crustal structure of the Black Sea from the reinterpretation of deep seismic sounding data acquired in the 1960 s // Sedimentary Basin Tectonics from the Black Sea and Caucasus to the Arabian Platform / Eds M. Sosson, N. Kaymakci, R. A. Stephenson, F. Bergerat, V. Starostenko. - London: Geological Soc., Spec. Publ., 2010. - 340. - P. 43-56.

Yegorova T., Gobarenko V. Structure of the Earth's crust and upper mantle of the West- and East Black Sea Basins Revealed from geophysical data and its tectonic implications // Sedimentary Basin Tectonics from the Black Sea and Caucasus to the Arabian Platform / Eds M. Sosson, N. Kaymakci, R. A. Stephenson, F. Bergerat, V. Starostenko. - London: Geological Soc., Spec. Publ., 2010. - 340. - P. 23-42.