Гидрохимическая зональность в распределении газовых и органических компонентов подземных вод северо-каспийского артезианского бассейна как отражение процессов генерации и аккумуляции углеводородов

Л. Д. Тальнова, Г. С. Долгова

В кн. «Гидрогеохимическая зональность и нефтегазоносность».

– Наука, 1988. –59-64

В настоящее время достигнуты значительные успехи в установлении генетического родства многих компонентов ВРОВ и ВРГ со скоплениями УВ и доказана возможность использования их для прогноза нефтегазаносности локальных объектов [Зингер, Кравчик, 1969, 1972а, б; Швец, 1973; Зингер, Кравчик, 1976; Барс, 1981]. Было показано, что состав ореольных вод формируется в результате влияния залежей нефти и газа на контактирующие с ними фоновые подземные воды [Зингер и др., 1973].

Поскольку все процессы, происходящие в осадочной толще НГБ, протекают

в водной среде, на формировании фонового состава подземных вод обязательно должны отражаться процессы генерации, миграции и аккумуляции УВ.

Анализ роли некоторых факторов в формировании фоновых характеристик подземных вод позволил установить влияние на состав ВРОВ в первую очередь таких факторов, как тип исходного РОВ и степень его катагенетической превращенности. Прежде всего был проведен сравнительный анализ распределения кислородсодержащих компонентов ВРОВ для хорошо изученных разрезов мезозойских и палеозойских отложений юго-востока Западно-Сибирской и Русской и севера Предкавказской платформ. Оказалось, что влияние указанных факторов наиболее четко выразилось в различном распределении низших органических кислот (муравьиной, уксусной, пропионовой, масляной). Две полярные группы исходного РОВ (гумусовое и сапропелевое), характеризующиеся принципиально различным сочетанием кислородных соединений, определяют формирование двух основных генетических типов ВРОВ. Порода с исходным РОВ гумусового типа формирует следующие генетические ассоциации, или типы, ВРОВ (рис. 1).

Первый генетический тип, отвечающий стадии катагенеза ПК—MK1, характеризуется: 1) наличием только двух кислот — муравьиной и уксусной 2) низкими суммарными концентрациями кислот (до 3 мг/л).

Второй генетический тип отвечает стадиям катагенеза MK1—МК2 и характеризуется: 1) появлением масляной кислоты и присутствием, таким образом, трех кислот: муравьиной, уксусной и масляной; 2) более высоким суммарным содержанием кислот (в среднем 6 мг/л).

Третий генетический тип ВРОВ присущ стадиям катагенеза МК2—МК3 и характеризуется: 1) отсутствием муравьиной кислоты; 2) высокими суммарными концентрациями кислот (в среднем 85 мг/л).

Исходное РОВ сапропелевого типа в отличие от исходного РОВ с гумусовым материалом формирует генетические типы ВРОВ, для которых характерно: 1) полное отсутствие или незначительное участие (до 10%) муравьиной кислоты; 2) присутствие пропионовой кислоты, подчас доминирующей; 3) постоянное наличие масляной кислоты; 4) высокие суммарные концентрации кислот (рис. 2).

Таким образом, определение роли и влияния исходного типа РОВ и степени его преобразованности на формирование органической составляющей подземных вод позволяет более углубленно понимать общие закономерности формирования подземных вод литосферы; это также имеет актуальное практическое значение, поскольку, используя генотипы ВРОВ, можно решать обратную задачу, т.е. по ним выделять основные типы РОВ пород различных стадий метаморфизма, что важно для оценки нефтегенерирующего потенциала изучаемого разреза.

На основании установленной зависимости нами определен тип РОВ и степень его катагенеза для кыновско-пашийских отложений. Выделены зоны генерации УВ в этих отложениях на территории северного и северо-западного обрамления Прикаспийской впадины.

По результатам соотношений индивидуальных компонентов низших жирных кислот было установлено, что на большей части рассматриваемой территории развиты гумусовый и смешанный типы РОВ, находящегося на стадии катагенеза МК3- Условную границу проявления этой стадии можно провести линии Романовская — Квасниковская — Любимовская площади. Севернее и западнее этой границы степень катагенеза снижается до MK1-2. При дальнейшем продвижении на северо-запад наблюдаются предельно низкие концентрации органических кислот (0,6 мг/л). Их соотношения указывают на гумусовый тип РОВ, катагенетическая превращенность которого достигла стадии ПК—MK1. На северо-востоке территории в пределах Оренбургской области был определен сапропелевый тип РОВ высокой степени преобразованности (МК3)- Таким образом, установленная степень катагенеза РОВ при среднем содержании Сорг (по геохимическим данным) до 0,6% в пределах Саратовско-Волгоградского участка и до 1% в Куйбышевско-Оренбургском районе свидетельствует о достаточно высоком нефтегазоматеринском потенциале рассматриваемых отложений.

Как видно из приведенного выше материала, в составе ВРОВ наиболее ярко отражаются процессы генерации УВ. Процессы аккумуляции УВ более полно отражаются в составе ВРГ. Этому утверждению предшествовал анализ фактического материала по ВРГ регионов, характери­зующихся различными типами углеводородных скоплений. На примере Волго-Уральской провинции была установлена связь зонального изменения ВРГ с зональностью процессов нефте- и газонакопления [Зингер, 1966]. В соответствии с распространением нефтяных в Куйбышевском, газонефтяных в Саратовском и газовых залежей на юге Волгоградского и в Астраханском Поволжье в фоновом составе ВРГ с юга на север содержание азота возрастает от 10 до 65%, а метана—уменьшается от 80 до 30%. Таким образом, по составу ВРГ фоновые воды могут быть дифференцированы на три категории: 1) фоновые воды геохимических областей газонакопления; 2) геохимических областей нефтенакопления и 3) геохимических областей нефтегазонакопления.

По составу ВРГ на исследуемой территории выделяются: 1)зона газа метанового типа с содержанием горючих газов более 85%, тяжелых УВ — более 3%, занимающая территорию Кудиновско-Волгоградского вала, южный склон Степновского сложного вала; 2) зона азотно-метанового газа с содержанием горючих газов 70—80% и тяжелых УВ до 3%, развитая в пределах Линевской и юго-западной части Арчедино-Коробковской приподнятых зон; 3) зона азотно-метанового газа также с содержанием горючих газов до 80% и аномально высоким содержанием тяжелых УВ — более 10%, выделенная в пределах Оренбургского свода; 4) зона чисто азотных газов, зафиксированных на крайнем северо-западе территории в водах Чаплыгинской (N2 - 96%), Мичуринской (N2 -95%) и Ржаксинской (N2 - 99%) площадей. Подземные воды повсеместно недонасыщены газом. Отношение Рг/Рв составляет 0,2—0,6. Таким образом, основываясь на наличии зон генерации УВ в кыновско-пашийских отложениях и зональном распределении ВРГ, к высокоперспективной зоне нефтегазонакопления прежде всего необходимо отнести территорию Кудиновско-Волгоградского вала, всю бортовую зону Прикаспийской впадины, включая и южный склон Степновского вала. Перспективной зоной нефтенакопления следует считать южный склон Оренбургского и северный склон Соль-Илецкого сводов.

Дифференциация зон нефтегазонакопления проведена по разработанной нами методике выделения зон нефтегазоносности, основой которой является рассмотренная выше связь зональности в распределении ВРОВ и газов с процессами нефтегазообразования и нефтегазонакопления.

Предлагаемая методика включает также анализ гидрохимических и геолого-тектонических условий рассматриваемой территории и позволяет более обоснованно намечать направления поисково-разведочных работ и выбирать наиболее перспективные на нефть и газ участки.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Барс Е.А. Органическая гидрогеохимия нефтегазоносных бассейнов. М.: Недра, 1981. 300 с.
  2. Зингер А.С. Газогидрохимические критерии оценки нефтегазоносности локальных структур (на примере Нижнего Поволжья). Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1966. 475 с. (Тр. НВНИИГГ; Вып. 5).
  3. Зингер А.С., Жутовт А.К., Кудинова А.С. Ореолы рассеяния нефтяных и газовых залежей. Саратов: Изд-во Саратов, ун-та, 1973. 211 с.
  4. Зингер А.С., Кровник Т.Э. К проблеме прямых гидрохимических показателей нефтегазоносности и роли мицелярной растворимости при миграции углеводородов в водных растворах //Докл. АН СССР. 1969. Т. 189, № 1. С. 180— 183.
  5. Зингер А. С., Кравчик Т.Э. Изучение сложных эфиров в составе органического вещества подземных вод (на примере Нижнего Поволжья) //Геохимия. 1972а. № 7. С. 888—889.
  6. Зингер А.С., Кравчик Т.Э. Низшие ароматические кислоты в подземных водах Нижнего Поволжья (генезис и возможность использования в нефтепоисковых целях) // Докл. АН СССР. 19726, Т. 202, № 3. С. 693—696.
  7. Зингер А.С., Кравчик Т.Э.Закономерности и особенности распределения раство­римых углеводов в подземной гидросфере // Докл. АН СССР. 1976. Т. 228, № 4. С. 958—961.
  8. Швец В. М. Органические вещества подземных вод. М.: Недра, 1973. 192

Авторы: 

Тематические разделы: