Роль современных и палеогидрохимических условий в размещении нефтяных и газовых месторождений

В. А. Кудряков

В кн. «Гидрогеохимическая зональность и нефтегазоносность». М. –Наука. –1988. с. 23-30.

Распространение залежей нефти и газа в недрах контролируется комплексом переменных геологических параметров: литологических, тектонических, геохимических, гидрогеологических и др. Сочетанием этих параметров определяются масштабы нефтегазообразования, рас­пределение продуктов преобразования ОВ в среде водонасыщенных горных пород, соотношение различных форм миграции УВ, аккумуляция нефти и газа и размещение нефтяных и газовых месторождений. Подзем­ные воды, являясь преобладающей составной частью единой флюидальной системы земной коры, наиболее чутко реагируют на изменение геологических условий, отражая, с одной стороны, воздействие скоплений УВ и влияя, с другой — на формирование и размещение залежей нефти и газа.

В течение длительного времени гидрогеологи-нефтяники основное внимание уделяли изучению изменений химического состава подземных вод под влиянием нефтяных залежей, что способствовало разработке гидрохимических показателей нефтегазоносности. К числу таких показа­телей были отнесены высокая минерализация подземных вод, преоблада­ние в их составе хлоридов натрия и кальция и обогащенность нафтено­выми кислотами, йодом и другими микрокомпонентами. В последующем была установлена связь нефтегазовых скоплений с повышенными содер­жаниями углеводородных газов и ОВ в подземных водах. В настоящее вре­мя результаты гидрохимических исследований стали использоваться при расчетах прогнозных запасов УВ генетическими методами, в частности при определении масштабов массопереноса УВ в водорастворенном состоянии и потерь УВ на растворение в подземных водах.

Современная гидрогеохимическая зональность нефтегазоносных бас­сейнов является результатом процессов водообмена и метаморфизма подземных вод. Очевидно, что этим процессам подвергаются вполне определенные исходные природные воды. По признаку источника поступ­ления природных вод в горные породы исходные типы подземных вод могут быть определены как экзогенные и эндогенные. К экзогенным относятся воды, захороненные вместе с осадком (седиментогенные) и проникшие в уже сформировавшиеся горные породы (инфильтрогенные). Стабильность минерализации и химического состава океанических и морских вод позволяет принять в качестве исходных вод морских бассейнов седиментации воды хлоридно-магниево-натриевого состава с минерализацией порядка 35 г/л (талассогенные воды). При общей пестроте минерализации и химического состава вод континентального генезиса (метеогенных) их специфической особенностью является пре­обладание гидрокарбонатов и сульфатов натрия и кальция. Особым типом исходных поверхностных вод являются хлоридно-магниево-натриевые рассолы солеродных бассейнов.

Эндогенные воды образуются при конденсации водяных паров вулка­нических эманации и плавлении горных пород, минералы которых содер­жат кристаллизационную воду. При бесспорности происхождения гидро­сферы за счет дифференциации вещества Земли участие эндогенных вод в современном водообмене представляется проблематичным, так как от­сутствуют надежные критерии диагностики ювенильного генезиса природ­ных вод, а признаки их влияния не обнаружены даже на участках относительно неглубокого залегания мантии в океанах.

Основным содержанием процессов преобразования исходных вод в литосфере является тенденция к установлению химического равновесия в системе горные породы — подземные воды — органические вещества. Указанное равновесие постоянно нарушается в ходе литогенеза и водо­обмена в соответствии со сменой геохимических и термобарических условий, обусловливая последовательное нарастание минерализации под­земных вод и изменение их химического состава в направлении конечного продукта метаморфизации подземных вод — рассолов хлоридно-кальцие-вого состава. Различие степени метаморфизма подземных вод в НГБ отра­жается в наблюдаемой гидрохимической зональности. Так, в центральной части Ферганского бассейна предполагается сохранение седиментогенных вод, претерпевших глубокий метаморфизм,— рассолов хлоридно-кальцие-вого состава с минерализацией до 200 г/л и более. В бортовых участках этого бассейна, частично подверженных воздействию инфильтрогенных вод, распространены воды смешанного генезиса при преобладании менее крепких рассолов хлоридно-кальциевого состава. Наконец, в узкой пред­горной полосе и адырной зоне водоносные горизонты содержат пресные и солоноватые воды сульфатно-гидрокарбонатно-натриевого состава. За счет неравномерной вовлеченности в инфильтрационный водообмен водоносных комплексов в бортовых участках бассейна местами наруша­ется нормальная гидрохимическая зональность. В частности, на участках более глубокого внедрения инфильтрогенных вод по меловым отложениям относительно палеогеновых наблюдается явление гидрохимической инвер­сии. В отличие от кольцевой гидрохимической зональности Ферганской впадины распространение пресных и солоноватых сульфатно-гидрокарбо­натных вод в Бухаро-Хивинской НГО ограничено меловыми отложениями Бухарской ступени, где, по нашим расчетам, произошла неоднократная смена седиментогенных вод инфильтрогенными. Появление в этой зоне соленых вод хлоридно-магниево-натриевого состава имеет локальный характер и приурочено к участкам развития дизъюнктивных смещений, нарушающих изолирующие свойства водоупоров и способствующих пе­ретоку хлоридно-кальциевых рассолов из юрских отложений в меловые, что выражается в виде гидрохимических аномалий.

Высокая минерализация метаморфизованных седиментогенных и древнеинфильтрогенных вод обеспечивает длительное сохранение УВ в свободной фазе, а отсутствие в этих водах газов окислительной обстановки и низкая сульфатность вод ограничивают возможности хи­мического разрушения УВ. Этим объясняется преимущественная приуро­ченность нефтяных и газовых месторождений к областям распространения седиментогенных хлоридно-кальциевых рассолов. Так, в Ферганской впа­дине почти все (96%) залежи нефти и газа связаны с рассолами хлор-кальциевого типа и водами смешанного генезиса [Кудряков, Талипов, 1970]. Однако такая связь оказывается неоднозначной, так как на 44% опоискованных площадей, где в водоносных горизонтах содержатся хлоридно-кальциевые рассолы, залежи нефти и газа отсутствуют. Очевид­но, наличие таких рассолов является необходимым, но не достаточным показателем нефтегазоносности. Более того, ряд месторождений в Запад­ном Узбекистане расположен в зоне распространения типичных инфильтрационных вод. Это свидетельствует о возможности сохранения остаточ­ных скоплений УВ при кратковременной длительности инфильтрационного этапа даже в зоне распространения слабо метаморфизованных подземных вод. Согласно расчетам А. А. Карцева [Карцев и др., 1963], в течение чет­вертичного инфильтрационного этапа было разрушено порядка 10% газо­вых запасов Газлинского месторождения.

Повышение достоверности прогнозов нефтегазоносности, по результа­там гидрохимических исследований, может быть достигнуто на основе реконструкции палеогидрохимических условий. Наиболее распространен­ным в настоящее время методом ориентировочной оценки палеоминерализации подземных вод является метод геохронобат [Никаноров и др., 1975]. Использование этого метода позволяет проследить последователь­но в течение истории гидрогеологического развития НГБ изменение палеогидрохимической зональности и не только выявить области распрост­ранения седиментогенных вод в прошлые геологические эпохи, но и оце­нить возможные потери УВ на насыщение подземных вод. Например, в условиях преобладания элизионного режима водообмена в наиболее погруженных областях Ферганской и Амударьинской впадин здесь сохра­нились метаморфизованные седиментогенные воды, обеспечившие аккуму­ляцию УВ в количестве 6% в первой и около 10% во второй впадине от объемов генерированных УВ. С целью конкретизации районов опоискования нами использованы гидрохимические карты по распределению органи­ческих веществ в подземных водах. Основываясь на статистической устойчивости гидрохимических признаков наличия нефти и газа, мы выя­вили регионы, для которых результат голосования — отношение сумм достоверности характеристик ВРОВ, величины которых превышают фо­новое значение, к сумме достоверностей всех имеющихся характеристик — максимальна. Учитывая приуроченность большинства выявленных нефтя­ных и газовых месторождений к регионам, оконтуренным изолинией результата голосования 75%, мы рекомендуем новые площади, находя­щиеся в пределах других районов, оконтуриваемых изолинией 75%, для опоискования на нефтяные и газовые месторождения. Определение целесообразности продолжения поисково-разведочных работ на этих площадях в случае получения притока подземных вод в первых скважинах рекомендуется производить на основе расчетов величины результата голосования для опробованного объекта.

Таким образом, результаты изучения современных и палеогидрохими­ческих условий в комплексе с другими показателями нефтегазоносности используются как для общей оценки перспективности нефтегазоносности, так и для уточнения направления поисково-разведочных работ на нефть и газ.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Карцев А. А., Кудряков В. А., Ходжакулиев Я. А., Шугрин В. П. Главнейшие черты региональной гидрогеологии мезозойских отложений Туранской пли­ты // Геологические условия и основные закономерности размещения скопле­ний нефти и газа в пределах эпигерцинской платформы юга СССР. Средняя Азия. М.: Гостоптехиздат, 1963. Т. 1. С. 256—258.
  2. Кудряков В. А., Талипов С. О связи нефтегазоносности с генетическими типами подземных вод в Ферганской впадине //.Узб. геол. журн. 1970. № 4. С. 88—89.
  3. Никаноров А. М., Волобуев Г. П., Барцев Г. П., Палеогидрогеологические реконструкции нефтегазоносных бассейнов. М.: Недра, 1975. 189 с.

Авторы: 

Тематические разделы: