Нефтегазопоисковые показатели при гидрогазобиохимических съемках

Е.В. Стадник

В кн.: «Исследования в области гидрогеохимии нефтегазоносных бассейнов».-

М.-Наука. 1982. с. 132-135

В процессе проведения приповерхностных гидрогазобиохимических съемок на нефть и газ в отобранных пробах исследуется комплекс гидрохимических (включающих ВРОВ), газовых и бактериальных групп показателей. Эти группы тесно взаимосвязаны и взаимообусловлены, что определяется особенностями миграции флюидов от залежей нефти и газа и условиями образования в приповерхностных зонах геохимических аномалий. По­лученные данные указывают на преимущественно фильтрационный массоперенос углеводородных газов от залежей к дневной поверхности. Об этом свидетельствуют процессы накопления на месторождениях и перс­пективных участках в снежном покрове за короткий период его лежания углеводородных газов в заметных количествах [198], а также формиро­вание на площадях газохранилищ газобактериальных аномалий спустя 2-3 года после закачки газа в пласт-коллектор [144].

Установлено, что УВ, поступая в приповерхностные горизонты, при определенных условиях могут быть частично или даже полностью ассимилированы специфической группой бактерий, источником жизнедеятельности которых служат метан и его тяжелые гомологи. В результате в подземных водах и породах верхней зоны бактерии образуют аномальные скопления, так называемый бактериальный фильтр. Биохимические процессы ассимиляции УВ, а также различные физико-химические превращения приводят к изменению состава вод, в частности к уменьшению содержания сульфатов в водах, повышению содержания гидрокарбонатов и т. д. Кроме того, восходящий поток флюидов над месторождениями ведет к обогащению вод такими компонентами, как общий углерод, бензол, толуол, фенолы, аммоний, йод, фосфор и другие, которые несут в ряде случев информацию о наличии залежей нефти и газа на глубине. В результате этих процессов в водах и породах верхней зоны разреза над залежами формируются различного рода гидрогазобиохимические аномалии. Количественная их оценка определяется суммарным эффектом изменения газовой, гидрохимиче­ской и бактериальной групп показателей, что свидетельствует о тесной связи между ними. Специальными исследованиями, выполненными во ВНИИЯГГ (Е.В. Стадник и др.) установлено, что избыточное накопление общего углерода в водах происходит в результате бактериального окисления УВ. Биохимическая деятельность микроорганизмов может значительно изменить форму геохимических аномалий, а также количество и соотношение углеводородных компонентов, в том числе и изотопного состава углерода.

Таким образом, генетическое единство и взаимообусловленность газовых, гидрохимических и бактериальных групп показателей определяют необходимость их комплексирования при поисках месторождений нефти и газа. Поисковая эффективность показателей для разных глубинных уровней различна. Плотность бактериального фильтра над залежами нефти и газа с глубиной ослабевает при возрастании интенсивности газовых и гидрохимических показателей, максимум для которых отмечается в непосредственной близости от залежей.

Как показал ряд исследований [39, 139], глубина развития жизнеспособной микрофлоры, образующей и окисляющей УВ, имеет большее развитие, чем это представлялось ранее. Так, в разрезе Северного Устюрта био­химическая зона прослежена до глубины 1100 м, Нижнего Поволжья -1200 м и Южного Мангышлака - 1600 м. В подземных водах Северного Кавказа она опускается до 2000 м. Установлено, что основным фактором, ограничивающим распространение по глубине углеводородной микрофлоры, является температура.

Выявлена специфичность в особенностях распределения различных групп показателей в районах нефтеносных, газоносных и неперспективных. В пределах нефтеносных территорий встречаемость пропан- и бутанокислящих, а также окисляющих жидкие УВ бактерий обычно выше, чем в районах газоносных [139]. Здесь также развиты бактерии, окисляющие ароматические УВ. Соответственно воды нефтеносных районов отлича­ются наличием бензола, толуола, повышенных концентраций аммония и фенолов, а в составе водорастворенных газов - тяжелых гомологов метана. В разрезах перспективных территорий присутствуют главным образом метанокисляющие бактерии с низкой интенсивностью развития; состав газов преимущественно азотный, углеводородная составляющая их представлена в основном метаном.Здесь в водах, как правило, отсутствуют бензол и толуол, а другие компоненты ОВ содержатся в малых количествах. В качестве примера различий в показателях приведем некоторые результаты (таблица) изучения вод приповерхностных горизонтов Северо-Устюртского НГБ, где в районах, различающихся по условиям нефтегазоносности, проведены обширные гидрогазобиохимические исследования.

Большое разнообразие и неравнозначность показателей, применяемых при оценке перспектив нефтегазоносности локальных структур, требуют дифференциации в отношении использования каждого из них. Условно существующий арсенал гидрогазобиохимических показателей можно раз­делить на две серии — прямые и косвенные. Косвенные показатели несут информацию о существующих в недрах условиях для формирования, сохранения и разрушения углеводородных скоплений. Среди косвенных гидрохимических показателей выделены тип вод и характер минерализа­ции, концентрации Cl, Br, J, NH4, пониженные величины коэффициентов Na/Cl, Ca/Mg, Cl/Br и др. Сюда следует также отнести содержание в водах ВРОВ, их окисляемость (йодатную и перманганатную), величину отношения йодатной к перманганатной окисляемости, состав битумной части ВРОВ (извлекаемую хлороформом), наличие нафтеновых кислот и др. Среди газовой группы показателей в серию косвенных отнесены газонасыщенность вод, содержание кислых газов, Ge, Ge/Ar и др. К косвенным бактериальным показателям относятся денитрифицирующие, десульфирующие, целлюлозоразрушающие и другие группы бактерий.

Прямые показатели подразделяются на показатели ореольного рассеяния компонентов от залежей и показатели биохимического и физико-химического превращения. В первую подсерию включаются компоненты, мигрирующие от залежей и генетически связанные с ними. К ним относят­ся газовые показатели рассеяния залежей нефти и газа (метан, ТУ и др.) и показатели ВРОВ (ароматические УВ, фенолы, фосфор и др.). Группа прямых показатели биохимического и физико-химического взаимодействия с водами также генетически связана с залежами нефти и газа, но отражает условия их разрушения под воздействием различных процессов. Сюда включаются сульфатность вод (степень насыщения вод сульфатами), гидрокарбонат-ионы, бактерии, окисляющие УВ, и др.

Локальная положительная структура может быть отнесена в разряд вероятно продуктивных (это относится и к залежам неструктурного типа), если к своду структуры (или вверх по восстанию пластов для залежей неструктурного типа) в направлении от регионального фона прослеживаются следующие закономерности в изменении состава вод и ее газовой составляющей: 1) возрастание в составе водорастворенных газов доли ТУ с приближением к сводам структур или выявленным аномалиям при увеличении общей газонасыщенности вод; 2) наличие скоплений пропан-бутанокисляющих бактерий; 3) появление в водах бактерий, окисляющих ароматические УВ; 4) резкое возрастание показателя суммарной интенсивности развития индикаторной микрофлоры, ассимилирующей УВ от С1» до С7; 5) увеличение содержания в пластовых водах бензола, толуола, аммония, фосфора, фенолов и общего углерода; 6) появление в зонах аномалий вод глубинного подтипа, обедненных сульфатами и обогащенных гидрокарбонатами; 7) наличие корреляционной связи между газовыми, бактериальными и гидрохимическими показателями.

Таким образом, гидрогазобиохимические показатели могут быть эффективно использованы при поисках месторождений нефти и газа не только по водам глубоких горизонтов, но и по приповерхностным водам. Разработанный комплекс гидрогазобиохимических критериев по водам зоны свободного водогазообмена в настоящее время применяется при геологоразведочных работах на нефть и газ [83, 10]. Использование этих видов работ способствовало открытию отдельных нефтяных и газовых месторождений в различных районах страны.

Литература

  1. Бабина Н.М., Мельникова В.М. Распределение полиядерных ароматических углеводородов в юрских и нижнемеловых отложениях Западно-Сибирской  плиты. - В кн.: Геохимические  критерии перспектив нефтегазоносности мезозойских и палеозойских отложений Сибири. Новосибирск: Наука, 1976. (Тр. СНИИГГиМС; Вып. 231.)
  2. Богданов В.М., Могилевскип Г.А., Стадник Е.В., Телегина З.П.  Зональность  распространения микроорганизмов в водах и породах. -Микробиол.промышленность, 1977,№ 3.
  3. Инструктивные указания по проведению газобиохимических поисковых работ на нефть и газ/ Могилевский  Г.А.,  Богданова  В.М.,  Телегина З.П. и др. М.: ОНТИ ВНИИЯГГ, 1974.
  4. Могилевский Г.А., Стадник Е.В. Геомикробиологический и газогидрохимический методы поиска месторождений нефти и газа. - Микробиол. промышленность, 1977, № 7.
  5. Намиот А.Ю. Фазовые равновесия в добыче нефти. М.: Недра, 1976.
  6. Стадник Е.В., Могилевский Г.А. Сошников В.К. и др. Нефтегаэопоисковая гидрогазобиохимическая съемка по снежному покрову.-Изв.  вузов. Геология и разведка,1978, N 3.

Авторы: 

Тематические разделы: