ipng.org.ru

Гидрогеология нефти и газа
OIL AND GAS HYDROGEOLOGY

Новости
News
Тематические разделы
Thematic sections
Персоналии
Personnels
Организации
Organisations
История
History
Реклама
Advertisment
О сайте
About the site
Форум
Forum


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ КОМПЛЕКСА ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИХ КРИТЕРИЕВ МИГРАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД.

Мин. нефт пром-ти. ИГиРГИ АН СССРМ.- 1987. 24 с.

Е.А. Барс

Гидрогеохимические критерии миграции подземных флюидов

I. Введение

Региональный и локальный прогноз нефтегазоносности недр тесно связан с решением вопросов о путях и направлениях миграции углеводородов к местам их скопле­ний в виде залежей.

Обычно различают два вида миграции: первичную и вторичную. Под первичной миграцией подразумевают процесс обогащения пластов-резервуаров углеводородами нефти и газа за счет той толщи отложений, в состав которой входят эти резервуары. Проблема первичной миграции связана, таким образом, с общей проблемой нефтегазообразования. Его механизму, формам и определяющим факторам посвящено большое число работ, однако однозначного толкования эти вопросы не получили. В настоящих "Указаниях" критерии первичной миграции не рассматриваются.

Вторичная миграция подземных флюидов, воды и угле­водородов в осадочной толще может совершаться как в пределах пластов-резервуаров (латеральная миграция), так и между резервуарами (вертикальная, межрезервуарная миграция). Последняя может осуществляться снизу вверх (чаще), или сверху вниз (реже) по нарушениям сплошности пород - разломам, трещинам, на участках гидрогеологических окон размыва; выклинивания глинистых, галогенных и иных водоупоров, а также в пределах зон стратиграфических несогласий, где латеральная и вертикальная формы миграции могут сочетаться, образуя «ступенчатость» миграции.

Латеральная миграция подземных флюидов в данном пласте-резервуаре, могущая привести к образованию первичных (по отношению к данной толще пород) скоплений углеводородов, естественно, должна предшествовать вертикальной миграции, завершающейся их разгрузкой в другой резервуар, с возможным образовани­ем вторичных залежей, или на поверхность.

Находясь под влиянием многих процессов, протекающих в осадочной толще, в том числе и вторичной миграции подземных флюидов, состав подземных вод не может оста­ваться неизменным в пространстве и времени. Это определяет возможность использования гидрогеохимических показателей в качестве критериев миграции, позволяющих устанавливать: наличие на современном этапе миграцион­ных процессов, места (участки) проявления латеральной и вертикальной миграции, масштабы (расстояния), в пределах которых она осуществляется (или осуществлялась), а также, по косвенным данным, время возникновения и завершения миграционных процессов на данном участке изучаемого района.

Интерпретация гидрогеохимических данных, с целью разработки комплекса информативных критериев миграции подземных флюидов, требует всестороннего изучения различных факторов, влияющих на этот процесс, в первую очередь, - геологического строения изучаемого района, его геологической истории. Набор показателей, входящих в этот комплекс и абсолютные значения критериев будут различными для древних и молодых осадочных бассейнов, их типов - платформенного, геосинклинального, краевых прогибов, межгорных впадин. Особенно важны сведения о литолого-геохимическом составе отложений, слагающих разрез района, о перерывах в осадконакоплении, о скорости погружения и мощностях накапливавшихся осадков, о тектонических нарушениях, проявлениях неотектогенеза. Необходимо также знание строения водонапорной системы, гидрохимической характеристики, гидродинамических и геотермических условий каждого резервуара и закономерностей их изменения во времени (палеогидрогеология).

П. Общие гидрогеохимические критерии

В качестве гидрогеохимических критериев миграции обычно используют минерализацию (М) и тип вод (по В.А.Сулину), степень их метаморфизации - rNa/rCl, (rCl-rNa)/rMg а также те микроэлементы (МЭ), которые являются стратиграфическими корреляторами в данном районе. Кроме них в комплекс критериев входят растворенные в водах газы (ВРГ) и органические вещества (ВРОВ), а также водорастворимые органические вещества пелитовых пород (ВРиОВ).

О вертикальной разгрузке в процессе миграции подземных вод, а с ними и других подземных флюидов, судят, прежде всего, по появлению на картах гидрогеохимической зональности, составленных для отдельных водонапорных комплексов или отдельных резервуаров, аномалийных участков, выделяемых по ощутимому возрастанию или уменьшению (в зависимости от типа гидрогеохимического разреза - прямого или инверсионного) минерализации вод и коэффициента rNa/rCl, вплоть до перехода воды в другой  тип, не свойственный данному резервуару. Используют также изменение различных соотношений компонентов, входящих  в состав вод - rK/rNa, rCa/rMg, rCa.100/rNa, lg(Ca/Na) др. и обнаружение в аномальных количествах МЭ, характерных для вод ниже- или вышележащих отложений. Особенно существенно, в случае наличия вертикальной миграции, появление в разрезе вод хлормагниевого типа, который в подземных условиях формируется в результате смешения разнотипных вод верхних и нижних горизонтов.

Рис.1.График смешения вод (Огильви-Малярова с добавлениями Е.А.Барс)

Чтобы удостовериться в том, что такие воды являются действительно продуктом подобных процессов, можно использовать график смешения вод (Малярова-Огильви), модифицированный применительно к типам вод по классификации Сулина (рис. 1).

На крайних перпендикулярах графика наносятся основные ионы, вхо­дящие в состав вод нижних и верхних горизонтов разреза (в мг зкв/л или % экв/л). Одноименные ионы на графике соединяются прямыми линиями. Горизонтальная прямая, между основаниями перпендикуляров, делится на отрезки, соответствующие глубинам залегания подземных вод, в пределах, установленных для тех вод, образцы которых взяты за исходные. Если затем в разрезе обнаруживаются воды хлормагниевого типа и их состав ложится на какой-либо один из перпендикуляров, восстановленных к горизонтальной прямой, то это является доказательством протекания процессов смешения разнотипных вод в результате их вертикальных перетоков. Можно также определить при этом глубину, на которой происходит смешение вод по пересечению найденного для них перпендикуляра с горизонтальной прямой.

В отличие от гидродинамических, гидрогеохимические аномалии весьма устойчивы во времени. Обычно они связаны с миграцией подземных вод по тектоническим нару­шениям. Аномалии могут фиксироваться вблизи дневной по­верхности (открытая разгрузка), когда мигрирующие воды разгружаются в горизонты грунтовых вод, или выходят на поверхность в виде восходящих источников. Эти аномалии выявляются в процессе проведения так называемой гидрогеохимической съемки, объектом которой являются воды колодцев, родников, неглубоких скважин. Подобные съемки получили широкое развитие в 50-х годах и ныне снова с успехом применяются в районах Восточной Сибири, Прикаспийской впадины, Оренбуржья, Бузачинского п-ова и других, причем в число объектов теперь включают не толь­ко воды источников и грунтовые, но и придонные речные воды и даже снежный покров. В комплекс определений при современной гидрогеохимической съемке, кроме компонен­тов ионно-солевого состава, входят также растворенные газы, некоторые ВРОВ (фенолы, бензол, нафтеновые кислоты) и микрофлора, присущая водам, содержащим в своем составе жидкие и газообразные УВ. В 80-х г. методы гидрогеохимической съемки часто успешно комплексируются с аэрокосмическими.

Скрытая разгрузка подземных флюидов, не доходящая до дневной поверхности, благодаря наличию местных и региональных водоупоров, указывает на миграционные процессы, протекающие или протекавшие в глубоких недрах. В качестве примера можно привести гидро геохимические аномалии на Сургутском своде в Среднем Приобье. Здесь, в условиях инверсионного гидрохимического разреза, обнаружены перетоки вод гидрокарбонатно-натриевого типа из юрских отложений по нарушениям вверх по разрезу, с изменением типа вод на хлор-магниевый, обычно в берриас-валанжинских водоносных горизонтах. Учитывая хлор-кальциевый тип вод вышележащих готерив-барремских от­ложений, можно считать, что это однозначно указывает на процессы смешения разнотипных вод нижних и верхних горизонтов разреза (1).

Второй пример - гидрохимическая аномалия, выявленная в юрских отложениях Ханты-Мансийской площади (Западная Сибирь), на основании которой был сделан вывод (2) о существовании в ее пределах скрытой разгрузки вод из подстилающих палеозойских пород. Прогноз нефтегазоносности этой площади, сделанный на основе чисто гидрохимических данных  (М, rNa/rCl, тип, rCl- rNa)/rMg), подтвердился  в 1982 г., открытием нефтяной залежи в низах юрских отложений. Он был основан на том, что с участками проявления гидрохимических аномалий часто (хотя и не всегда) бывают связаны залежи УВ, поскольку в процессах вертикальной миграции участвуют не только воды, но и углеводородные флюиды, образующие скопления в различных ловушках по пути миграции.

Минерализация и ионно-солевой состав вод могут являться критериями наличия не только вертикальной, но и латеральной миграции, но при интерпретации гидрохимических данных необходимо знать тип гидродинамического режима и гидрохимического разреза. При инфильтрационном режиме минерализация будет возрастать, а тип вод изменяться от гидрокарбонатно (сульфатно)-натриевого до хлоркальциевого в направлении движения вод. При элизионном режиме, в случае прямого гидрохимического разреза, минерализация может падать, а при инверсионном - увеличиваться в направлении падения приведенных напоров от наиболее погруженных участков впадин к бортам, указывающего на потенциальную возможность латеральной миграции. В условиях прямого гидрохимического разреза сохраняется хлоркальциевый тип вод; в условиях инверсии он может изменяться от хлор-кальциевого до гидрокарбонатно-натриевого.

Информативность общих гидрохимических критериев зна­чительно повышается, если их рассматривать совместно с данными по содержанию и составу ВРГ, ВРОВ и ВРиОВ, которые связаны непосредственно с продуктами преобразо­вания РОВ пород, в том числе, с углеводородными их ком­понентами, а также с веществом залежей нефти, газа и конденсата.

III. Водорастворенные газы (ВРГ)

Показатели содержания и состава ВРГ, как критерии нефтегазоносности, получили обоснование в фундаментальных работах В.Н.Корценштейна, Л.М.Зорькина, Е.В.Стадника и других гидрогеологов-нефтяников, и в настоящих "'Указаниях детально не рассматриваются. Возможность использования этих показателей специально в качестве критериев вторичной миграции подземных флюидов менее изучена, чем аналогичных показателей состава свободных и попутных газов. В этом плане можно указать на следующие закономерности: в направлении миграции возрастает доля метана в составе углеводородов газовой фазы вод, увеличивается отношение СН4/Т.У. Вследствие того, что растворимость в воде изомеров на 15-20% ниже растворимости нормальных УВ соединений, в направлении миграции уменьшается величина соотношения iС4/ nС4. По некоторым данным, вследствие выделения в свободную фазу при миграции подземных флюидов, на конечном ее этапе, азота, в составе ВРГ уменьшается соотношение СН4/ N2.

1V. Водорастворенные органические вещества (ВРОВ)

На участках гидрогеохимических аномалий подземные воды часто бывают обогащены нелетучими ВРОВ, содержащими битумоиды, а в их составе жидкими углеводоро­дами и летучими органическими соединениями, в том числе паро- и газообразными углеводородами. Таким образом, вместе с подземными водами мигрируют вещества, близкие по составу и свойствам к веществу залежей нефти и газа.

Наблюдения показали, что в направлении миграции, как вертикальной, так и латеральной, по восстанию пластов, состав ВРОВ вод упрощается, в нем заметно увеличива­ется (относительно) концентрация летучих веществ (Слетобщ), повышается степень битуминизации нелетучих ВРОВ (Сбитнелет), степень восстановленности растворенных битумоидов (Охлйод/Cобщ) и величина углерод-азотного коэффициента  Сбит/Nхлобщ

Примером изменения состава ВРОВ в процессе вертикальной миграции может служить изменение показателей ВРОВ по разрезу юрских отложений Южного Мангышлака (3, табл. 1). Так, на площади Восточный Жетыбай (скв. 1, 2) коэффициент летучести (Слетобщ) возрастает от 19,1% для вод ХШ горизонта (нижняя юра) до 86,4% в водах ХП горизонта средней юры (на расстоянии 250 м). Степень битуминизации (Сбитнелет) увеличивается с 9,5 до 17%, степень восстановленности Охлйодбит с 7,5 до 12,1. В ХI горизонте, залегающем на 40-50 м выше ХII имеется залежь нефти, ещё выше – в YIII-YII горизонтах – залежи нефти и газа.

На площади Оймаша (скв. 6) коэффициент летучести ВРОВ в водах нижней юры равен 47 %, а водах средней юры (аален), на 350 м выше, - этот коэффициент возрастает до 90,6 %. Соответственно изменяются степень битуминозации (5,2 и 14,7) и степень восстановленности битумоидов (3,4 и 4,8).

Таблица 1

Изменение показателей состава ВРОВ по разрезу юрских отложений некоторых площадей на Южном Мангышлаке

Характеристики Площади, скв.
Восточный Жетыбай, скв. 1 Восточный Жетыбай, скв. 2 Оймаша, скв. 6 Оймаша, скв. 6 Дунга, скв. 5 Дунга, скв. 1
Интервал опробования, м 2370-2380 2623-2639 2750-2770 3124-3131 2885-2895 2968-2975
Возраст, Горизонт Ja2,XII J1,XIII Ja2,XII J1,XIII Ja2,XII J1,XIII
Охлйодбит 12,1 7,5 4,8 3,4 2,6 н/оп.
Сбитнел 17,0 9,5 14,6 5,2 46,0 18,8
Слетобщ 86,5 19,1 90,6 47,4 91,4 95,7
Сбитлетобщ 88,4 26,8 91,9 50,1 96,8 100,0
Фенлетбит 2,07 0,50 5,27 0,84 4,79 2,78
Продуктивность Скв. 1 –горизонты: YI-YIII- нефть и газ; XI - нефть, XII- вязкая  параф. нефть Скв. 4 – горизонт:  ХIII - вода с нефтью - Скв. 7 – горизонты: ХIII-газ;  XIY-газ, конденсат, вода Скв. 2П –  горизонт: ХII – вода с газом и нефтью -

Еще выше по разрезу несколько снижается коэффициент летучести (до 8,5 %), но резко возрастает степень битуминизации нелетучих (до 70, 0 %) и доля летучих битуминоидных веществ в составе ВРОВ (до 95, 9 %). Относительно повышенные значения всех коэффициентов в водах нижней юры пл. Оймаша заставляют предположить (3), что мигрирующие флюиды поступают (или поступали) из нижележащих горизонтов триаса (при вертикальной миграции по нарушениям), либо из тех же верхнеюрских отложений, но залегающих в примыкающих к площади Оймаша более погруженных частях бассейна (при латеральной миграции).

Еще в большей степени сказанное относится к площади Дунга, где ВРОВ нижнеюрских отложений характеризуются весьма высокими значениями коэффициента летучести (95,7 %) и Сбитнел (18,8 %), причем для ВРОВ вышележащих горизонтов средней юры величина Слетобщ не меняется (по сравнению с ВРОВ нижнеюрских водоносных горизонтов), что может указывать на поступление флюидов снизу, возможно, из триасовых отложений или даже палеозоя. Остальные коэффициенты ВРОВ вверх по разрезу продолжают возрастать: Сбитнел до 46,0 %, Охлйодбит - с 2,6 до 4,2. Это означает, что дифференциация состава ВРОВ по пути вертикальной миграции продолжается.

Такие же изменения состава ВРОВ наблюдаются в условиях элизионного (эксфильтрационного, экспеляционного) режима, при латеральной разгрузке подземных вод на бортах депрессионных зон.

В качестве примера можно привести изменение содержания в составе ВРОВ юрских отложений Чарджоуской тектонической ступени (Восточная Туркмения), в направлении от Бешкентского прогиба на юго-востоке до Питнякского района на северо-западе. От области высокого содержания ВРОВ сложного состава, приуроченной к Бешкентскому прогибу, идет постепенное упрощение состава ВРОВ и снижение их содержания в северо-западном направлении (рис. 2). Одновременно меняется и фазовое состояние залежей – от нефтяных, нефтегазовых до чисто газовых (4).

V. Водорастворимые органические вещества осадочных пород

Изучение закономерностей распределения концентраций органических веществ в подземных  водах различных геологических районов привело к установлению тесной связи их с содержанием, типом и стадией катагенетического преобразования РОВ вмещающих пелитовых пород. Это побудило перейти к изучению водорастворимой части РОВ (ВРиОВ) Методики исчерпывающего их извлечения из пород и изучения их состава опубликованы (5,6). Методика извлечения предусматривает пследовательную экстракцию органических веществ водой в аппаратах Сокслета стандартного типа, сначала из монолитного, затем из того же измельченного  образца породы. Принимается, что при экстракции монолитных образцов в воду переходят  органические вещества преимущественно из открытых  пор, т.е. из пор, непосредственно сообщающихся  друг с другом и с циркулирующей водой, в то время как при экстракции измельченной породы вода извлекает растворимые ОВ из тех закрытых пор, которые «раскрылись» лишь в процессе измельчения образца.

Эта методика, по существу, воспроизводит условия определения открытой и общей пористости по известным  прописям – Мельчера и Преображенского и представляет собой модификацию методики С.Н.Белецкой (7) применительно к ВРиОВ пород. При некоторой условности понятий «открытые» и «закрытые» поры такой прием оказался весьма полезным. Дальнейший раздельный анализ водных экстрактов, полученных из монолитных и измельченных образцов, позволяет составить представление  о составе и концентрациях веществ, заключенных в открытых и закрытых порах пород. Анализ водных экстрактов осуществляется по схеме ИГиРГИ, принятой для ВРОВ (9).

Расчет концентраций компонентов ВРиОВ ведется в мг/100 г породы и в мг/см3 порового пространства (6). Содержание компонента в мг/см3  С1 =Сd,/П, где С - его содержание в мг/100 г породы, d - плотность породы в г/см3 , П - пористость породы в % от объема.

Концентрации компонентов ВРиОВ рассчитываются раздельно для открытых и закрытых пор, а также суммарно, как средневзвешенные на единицу порового объема (суммируют концентрации в 100 г породы, рассчитанные для открытых и закрытых пор и полученную сумму делят на общую пористость). Так же рассчитывают концентрации хлора для пород, не содержащих хлора в минеральном скелете. Как ниже будет показано, определение содержания хлора в породе необходимо для последующей интерпретации аналитических данных.

Таким образом, помимо получения водных экстрактов из монолитных и измельченных образцов и их анализа на ВРиОВ следует иметь данные о плотности исследуемых пород в г/см, об их пористости, общей и открытой (по разности вычисляется закрытая пористость). Кроме того, необходимо знать содержание в породе РОВ в % и в г/см3. Желательно также определить содержание в составе РОВ битумоидов (ХБА).

При интерпретации результатов анализов водных экстрактов было предложено использовать некоторые коэффициен­ты: коэффициент уплотнения веществ (минеральных и орга­нических) в поровом пространстве, коэффициент извлече­ния (отдачи) ВРиОВ, коэффициент битуминизации нелету­чих ВРиОВ и коэффициент накопления ВРиОВ в открытых порах.

Коэффициент уплотнения веществ в порах пород пока­зывает соотношение плотностей породы в целом и ве­ществ, заключенных в ее порах. Применительно к рассеянному органическому веществу (РОВ): Купл=1,3.СРОВ/d, где СРОВ –содержание  углерода в РОВ, г/ см3; 1,3 - эмпирический коэффициент, позволяющий определять общее количество РОВ; d - плотность породы, г/см3.

Коэффициентом извлечения (отдачи) ВРиОВ называется соотношение количеств углерода ВРиОВ и СРОВ, т.е. Кизвлобщ ВРиОВ / СРОВ %.

Коэффициент битуминизации - отношение содержания углерода нелетучих битумоидных (извлекаемых хлороформом) компонентов к углероду всей суммы непетучих ВРиОВ. т.е. Кбитбит ВРиОВ / Снел ВРиОВ .

Коэффициент накопления какого-либо компонента в поровом пространстве открытых пор представляет собой отношение его концентраций в открытых порах (ОП) к концентрации в закрытых порах (ЗП), т.е. КН =ОП/ЗП.

Если КН какого-либо компонента значительно ниже 1, это означает, что основная часть его массы находится в закрытых порах» если выше, то в открытых. Кроме этих четырех коэффициентов при интерпретации аналитических данных используют также следующие соотношения компонентов ВРиОВ: Слетобщ, Сбит/Nхлобщ, Охлобщбит, фен.100/Сбит, а также изменения абсолютных количеств Собщ, Снел , Слет , Сбит, О хлйод, Охлобщ, фенолов летучих и нелетучих, СПА (сумма производных ароматических соединений, которые определяются по спектру поглощения хлороформенного экстракта из подкисленной воды при рН=3 в УФ части спектра 200-357 нм), бензола и хлора.

Сопоставление коэффициентов накопления компонентов ВРиОВ и хлора дает указание на преобладание на данном участке бассейна процессов эмиграции (рассеяния) данного компонента или его аккумуляции (накопления). В процессе нормальной литификации осадков, не нарушаемой какими-либо другими процессами, КН хлора будет близок к КН других компонентов, т.е. направленность их изменения будет одна и та же. Если КН изучаемых компонентов значительно меньше КН хлора, это указывает на возможную эмиграцию их из открытых пор на данном участке, если КН компонентов значительно больше КН хлора, это значит, что в данном месте преобладают процессы аккумуляции ВРиОВ за счет поступления из других участков того же пласта или из внешнего источника.

Сказанное можно иллюстрировать следующими примерами (табл.2).

Таблица 2

Соотношение коэффициентов накопления компонентов ВРиОВ при различных процессах

Свиты Разрезы Коэффициенты накопления (ОП/ЗП) Преобладающий процесс
Собщ Снел Сбит Слет Хлор
1 1,3 2,5 0,9 11,9 0,7 Аккумуляция, главным образом, летучих веществ
2 2,0 15,8 1,6 0,5 0,3 Аккумуляция нелетучих и битумоидных веществ
3 0,15 0,07 0,79 0,38 4,6 Эмиграция ВРиОВ
4 0,18 0,24 0,35 0,80 2,4 Эмиграция ВРиОВ
5 0,13 0,18 0,64 0,78 0,36 Аккумуляция битумоидов и летучих веществ на фоне рассеяния

При наличии достаточного количества данных по площади бассейна или района можно судить об основных направлениях миграции ВРиОВ - от мест их рассеяния к местам накопления (аккумуляции), а также о составе эмигрирующих или аккумулируемых веществ. Опыт пока­зал, что высокой миграционной способностью обладают такие компоненты, как бензол, летучие фенолы, низшие жирные кислоты. Напротив, нафтеновые и гуминовые кислоты являются малоподвижными и непоказательными для трассирования путей миграции.

Таблица 3

Примеры син- или эпигенетичности битумоидов и летучих соединений подземных вод

Свиты Разрезы Коэффициенты накопления (ОП/ЗП) Генетическая характеристика ВРОВ
Слет/Собщ Сбит/Nхлобщ Сбитнел Охлиодбит
1 1,16 0,9 0,8 1,3 Сингенетичные
2 0,99 4,8 1,0 2,7 Сингенетичные, возможна примесь эпигенетичных
3 1,40 10,8 2,0 1,8 Эпигенетичные
4 3,20 4,2 7,5 0,5 Эпигенетичные, окисленные
5 1,06 1,0 3,2 0,7 Сингенетичные, высокая степень битуминозности

Для суждения о том происходят ли, или происходили в палеовремена на изучаемом участке бассейна, или в данном районе процессы миграции подземных флюидов следует использовать показатели син- или эпигенетичности водорастворимых битумоидов (ВРБ), содержащихся в открытых порах пород.

Рис. 2. Изменение состава ВРОВ вдоль Чарджоуской ступени

1 - минерализация вод, мг экв/л; 2 - тектонические нарушения; типы вод: 3 - хлоркалышевый, 4 — сульфатно-натриевый; 5 - газопроявления; 6 - глинистые водоупоры; 7 - соленосная толща; состав ВРОВ:  8 - малое содержание, окисленные ВРОВ зоны свободного водообмена, 9 - легкие восстановленные ВРОВ зоны затрудненного водообмена,  10 - переходный тип ВРОВ более сложного состава, 11 - высокое содержание сложной смеси ВРОВ зоны отсутствия водообмена

 
 


Принимается, что ВРБ в закрытых порах являются сингенетичными по отношению к вмещаю­щей толще. Если ВРБ закрытых и открытые пор сходны по составу, это говорит в пользу их генетической близости. Эпигенетичные ВРБ, обнаруживаемые в открытых порах, отличаются от сингенетичных резко повышенным их содержанием относительно открытых пор (высокими К накопления), большей летучестью (Слетобщ), большей восстановленностью (Охлиодбит), меньшим содержанием азотистых веществ, т.е. большей величиной коэффициента Сбит/N хлобщ, а такжe нередко повышенной ароматичностью, т.е. повышенным содержанием бензола и СПА.

Подтверждением выводов, сделанных на основании изучения коэффициентов накопления компонентов ВРиОВ, может служить характер связи, существующей между коэффициентом битуминизации и коэффициентом извлечения ВРиОВ (ВРБ). В случае сингенетичных ВРБ связь между Кбит и Кизвл - обратная, для эпигенетичных ВРБ она прямая (3). Прослеживание распределения в разрезе изучаемого района (площади) ВРиОВ, установление их син - или эпигенетичности позволяет, с учетом геологических и гидрогеологических данных, делать выводы о наличии или отсутствии проявлений миграционных процессов, прослежи­вать направления миграционных потоков, расстояния, на которых они осуществлялись или осуществляются, высказывать суждения об их источниках.

Возможны случаи, когда, при наличии всех признаков эпигенетичности ВРБ (повышенные летучесть, ароматичность, битуминизация, углеродистость), степень восстановленности ВРБ резко понижена и одинакова для открытых и закрытых пор. Это может указывать или на вторичное окисление РОВ во время перерыва в осадконакоплении, или, если такого перерыва не было, - на остаточное окисление РОВ после эмиграции более высоко восстановленных летучих веществ.

О генетической связи мигрирующих ВРБ можно судить по сходству состава эпигенетичных ВРБ. различных стратиграфических комплексов в разрезе изучаемого района. Например, для Восточного Предкавказья (Пушкарская пл.) характерным критерием оказалось отношение (фен•100/Сбит), которое достигает в среднем 110-127 и в нижнеюрских и в триасовых отложениях, хотя для палеозойских глин (кумская свита) среднее составляет всего - 66, для глин келловея - 96, готерив-баррема - 72, апта и альба - 19.

Рис. 3. Характер изменения основных органических критериев нефтегазоноснсти по разрезу Салымской площади в Среднем Приобье

Если при близости большинства показателей состава ВРиОВ в открытых и закрытых порах (т.е. сингенетичности ВРиОВ вмещающей толще) лишь отдельные показатели аномально повышены (например, степень битуминизации нелетучих веществ, содержание СПА), для ВРиОВ в открытых порах можно говорить о слабой примеси эпигенетичных флюидов и о затухании миграционного потока в данных отложениях. Резкие различия в составе сингенетичных и эпигенетичных ВРиОВ разных страти­графических комплексов указывают на их геохимическую разобщенность и на поступление эпигенетических ВРБ в разные времена из разных источников. Особенно резко эти различия выделяются по содержанию СПА и фенолов, по отношению фен•100/Сбит и другим специфическим показателям. С учетом таких параметров как коэффициенты уплотнения РОВ и извлечения ВРиОВ они указывают также на этапность, прерывистость процессов миграции во времени и позволяют, с учетом геологических данных, определять такие этапы. Так, изучение ВРиОВ в породах разреза площади Салым в Среднем Приобье (8) позволило придти к выводу о межпластовой вертикальной миграции эпигенетичных ВРБ, которая была направлена снизу вверх. Следы ее прослеживаются от тюменской свиты (нижняя и средняя юра) до вартовской свиты (готерив - баррем). Она проходила, видимо, в несколько этапов, причем первый этап закончился полной эмиграцией продуктов преобразования РОВ верхнеюрских отложений (баженовской свиты), на что указывают весьма высокий Купл и крайне низкий К извл (рис. 3).

Последующие этапы связаны с новейшим временем. На этих этапах возобновившаяся вертикальная миграция эпигенетичных ВРБ дополнялась внутрипластовой миграцией сингенетичных ВРБ в отло­жениях ачимовской пачки (валанжин) и тюменской свиты.

Для уверенного суждения о наличии, расстояниях и времени миграции, как латеральной, так и вертикальной, необходимо иметь достаточное количество данных по разрезу, и по площади изучаемого района, с учетом мощностей и фациальной изменчивости отложений. Выделение ВРиОВ, анализ и расчеты аналитических данных требуют определенной затраты времени (в зависимости от числа и квалификации аналитиков), однако, получаемые результаты содержат богатую информацию (не только для изучения процессов вторичной миграции) и оправ­дывают затраченный труд, т.к. позволяют с достаточной достоверностью прогнозировать нефтегаэоносность глубинных недр и ориентировать поиски новых залежей углеводородов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Барс Е.А., Носова Л.Н., Селезнева Л.И. Гидрохи­мия мезозойских отложений Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна в связи с размещением залежей нефти и газа. В кн.: Размещение зон нефтегазонакоппения в За­падной Сибири. М., Наука, 1974, с. 52-62.
  2. Гидрогеологические и палеогидрогеологические усло­вия размещения залежей нефти и газа. М., Наука, 1977. Авторы: Е.А. Барс, С.Н. Титкова, Н.А. Климанова и др., 80 с.
  3. Барс Е.А. Органическая гидрогеохимия нефтегазоносных бассейнов. М., Недра, 1981, 299 с.
  4. Bars Е. L'hydrogochimie organique des bassins petroliferes. Advances in organic geo­chemistry. 1973 Actes du 6 Congres interna­tional de geochimie organique. 18-21 sept. 1973 Reil-Malmaison France - Editions Technip Paris.
  5. Барс Е.А., Коган С.С., Селезнева Л.И. Об изучении водорастворимых органических веществ осадочных пород в связи с вопросами миграции и аккумуляции нефти, В кн. Проблемы геологии нефти, вып. У. М.» Недра, 1975, с. 149-156.
  6. Барс Е.А., Коган С.С. Методическое руководство по исследованию органических веществ подземных вод нефтегазоносных бассейнов. М. Недра, 1979, 156 с.
  7. Белецкая С.Н. Изучение распределения рассеянных битумоидов в поровой системе пород в связи с вопросами оценки состояния миграционных процессов. - Геология нефти и газа, 1972, № 1. с. 39-45 и № 3 1972, с. 44-52.
  8. Барс Е.А., Селезнева Л.И. Водорастворимые орга­нические вещества глин баженовской свиты как критерии генезиса и миграции нефти на Салымском месторожде­нии. В кн.: Проблема нефтеносности баженовской свиты Западной Сибири. М., ИГиРГИ. 1986, с. 46-52.

© Институт проблем нефти и газа РАН (лаборатория нефтегазовой гидрогеологии)
© Л.А.Абукова
© Н.С. Шараев. Информация о сайте