Гидрогеохимические методы поисков залежей УВ и гидрогеохимические показатели нефтегазоносности
Для геохимических поисков залежей нефти и газа определенное значение имеет процесс растворения УВ-газов в подземных водах и формирование специфического солевого состава вод в результате фильтрационного движения глубинных вод к земной поверхности.
Движение глубинных вод к поверхности может происходить в виде пленочной фильтрации и диффузии. И тот и другой вид движения происходит (1) при наличии гидростатитеского напора глубинных вод, уровень которого достигает исследуемого горизонта грунтовых вод или дна поверхностного водоема; Для пленочной фильтрации необходимо дополнительное условие - наличие гидравлической связи между напорными горизонтами и грунтовыми или поверхностными водами – по трещиноватым зонам; диффузия происходит постоянно как результат действия градиента концентрации солености вод.
В результате разгрузки глубинных вод происходит:
1. Местное повышение уровня грунтовых вод
2. Изменение солевого состава грунтовых и поверхностных вод (обычно в сторону повышения минерализации и хлоридности)
Там где эти процессы интенсивны, могут появиться гидрогеохимические аномалии
Важно учитывать, что эти процессы могут не быть связаны с нефтяными и газовыми залежами. Но если залежь есть, то диффузионный газовый поток, проходя через горизонт грунтовых вод, может значительно усилить гидравлический напор и увлечь за собой массы пластовых высокоминерализованных вод. Аномалия при этом может образоваться независимо от тектонических факторов.
Образование гидрохимической аномалии в грунтовых водах
Зона повышенной трещиноватости пород;
Диффузия солей фильтрационное поднятие вод
Обычно пластовые воды нефтегазоносных отложений регионально насыщены УВГ. А особенности солевого состава вод позволяют уточнять геологическое строение. В случае насыщения УВ-газами имеется:
· фоновая составляющая газонасыщения, основным источником которого, как предполагают, является органическое вещество осадочных пород
· и аномальная составляющая, источником которой являются сами залежи – наиболее важна с позиции геохимических поисков.
при этом первостепенное значение имеют воды приповерхностных горизонтов зоны поискового геохимического зондирования.
В общем случае к появлению аномальной составляющей могут привести различные причины:
Рис. 1. Факторы формирования углеводородных аномалий
Все многообразие причин формирования аномальных полей в приповерхностных горизонтах можно разделить на две категории: 1) «глубинные» - связанные с миграцией углеводородов из недр и 2) «поверхностные» - связанные с современными процессами образования-разрушения углеводородов в приповерхностной зоне (атмосфере, в воде, почво-грунтах). Аномалии, вызванные первой группой факторов, могут быть названы эпигенитическими или миграционно-переточными, а аномали второго рода – гипергенно-биохимическими.
Исскусство геохимического поиска заключается в выявлении аномалий, связанных с миграционно-переточными факторами. Эта задача оказывается настолько сложной, что многие показатели состава вод, которые могли бы логично использоваться в качестве прямых показателей на нефть и газ в настоящее время отвергнуты как не достаточно надежные и обоснованные, в частности показатели основанные на наличии в воде органических веществ глубинного происхождения – солей нафтеновых кислот (продукты окисления растворенных битумов) [1], углеводородных газов и ароматических УВ.
В качестве способа диагностики аномалий рекомендуется метод определения изотопного состава УВ-газов. Углеводороды современных биологических процессов имеют более легкий изотопный состав, чем из глубинных отложений. Но метод дорогостоящий и не всегда доступен нефтяным компаниям, занимающимся поиском.
Поэтому при поиске нефти и газа для точного установления источника геохимических аномалий не достаточно рассмотрение только газонасыщения вод, рассматривают целый комплекс гидрогеологических показателей:
1) обще - и палеогидрогеологические,
2) гидродинамические,
3) гидрохимические (сюда включается и изучение ОВ),
4) газовые,
5) микробиологические.
При этом все показатели стараются сгруппировать:
1. на прямые и косвенные: прямые должны однозначно (прямо) указывать на связь этих показателей с залежами нефти и газа, а косвенные характеризуют благоприятные условия для сохранения этих залежей
2. по специфике поставляемой информации, указывающие на условия: 1) залегания нефти и газа, 2) формирования, 3) сохранения залежей, 4) наличия ловушек и др.
Для обоснования прогноза привлекается максимальное количество показателей. И только совместное наличие прямых и косвенных показателей прямо говорит о нефте - и газоносности. При этом нередко ограничиваются качественной характеристикой:
Схема комплексной оценки гидрохимических показателей нефтегазоносности
№ пп | Мыла, йод, гидросульфиды и т. п. | Хлоридная группа, бром и др. | Заключение |
1 | есть | есть | Нефть есть и вероятно наличие промышленных залежей |
2 | есть | нет | Нефть есть, но маловероятно наличие промышленных залежей |
3 | нет | есть | Благоприятные условия для промышленных залежей |
4 | нет | нет | Нефтеносность неизвестна, перспективы неблагоприятные |
Оценка гидрогеохимических данных проводится с учетом залегания и направления движения исследуемых вод:
· Воды могут быть «автохтонными», тоесть залегают в том резервуаре, в котором мы их находим. Заключение делается по гидрохимическим показателям для данного резервуара.
· «аллохтонными» - поступающими в данный резервуар извне. Прогноз делается в отношении резервуаров, откуда приходит вода, однако выяснить это не всегда возможно.
· «тектонические» - жильные воды трещин, секущих пласты. Прогноз решается также – нефтяные залежи должны быть в направлении, противоположном движению вод (это не значит, что их нет и в других направлениях).
Организация и методика проведения съемок и тематических поисковых исследований
Съемки.
По степени детальности можно выделить две главные разновидности гидрохимических съемок:
1) Структурные, в которых делается прогноз наличия благоприятных геологических условий для залежей нефти и газа – ведется поиск погребенных тектонических поднятий или депрессионных разломов. Среди них можно выделить:
a. Полудетальные гидрохимические съемки. Ведутся на значительных площадях. Никаких горных работ не производится. Пробы воды отбираются из всех имеющихся поверхностных источников, колодцев, озер, мелких скважин (1-1,5 м). Распределение точек отбора по площади неравномерно.
b. Маршрутные. Цель – выявление признаков нефтеносности, уточнение прогноза наличия нефти в пределах некоторой толщи пород. Ведутся на значительных площадях. Горные буровые работы могут проводиться. Пробы воды отбираются из имеющихся водопроявлений, расположенных по выбранным маршрутам. Особый интерес представляют глубинные напорные источники. Кроме отбора воды проводятся замеры температуры источников и дается характеристика условий их выхода (важно для стратиграфической привязки источника)
2) Детальные гидрохимические съемки ставятся на отдельных площадях с целью проверки и уточнения имеющихся данных о наличии тектонического поднятия. Площадь ограничена одним поднятием. Буровые работы ведутся, так как водопроявлений мало. Площадь покрывается равномерной сеткой точек отбора проб.
Результаты съемок представляют в виде карт и профилей. При детальных съемках строятся карты значений отдельных параметром методом изолиний. При полудетальных и маршрутных съемках специальных указаний нет. На карту можно наносить:
· Анализы воды в виде круговых диаграмм, радиус – минерализация.
· Условные знаки типа, группы воды и т. д., помещая их в точку отбора
· Зоны однотипных вод (по какому-то важному признаку)
· Определение направления движения воды в нефтеносной толще поможет уточнить прогноз: можно наметить направление, в котором следует искать залежи.
Тематические поисковые исследования.
В областях где имеется значительной количество геологических и гидрохимических данных, ценные результаты дает систематизация и обобщение имеющихся материалов.
Цель – наметить наиболее перспективные районы.
В обобщении опираются на все имеющиеся данные, выполненные с разными целями. Проводятся дополнительные анализы, в основном используют результаты глубоких буровых скважин.
При этом выявляют условия, благоприятные промышленной нефтеносности. Проводится увязка гидрохимических данных с геологическими! Выбираются те показатели, которые важны для данной геологической области. Стандартных рецептов нет – это НИР.
По выбранным показателям строят мелкомасштабные гидрохимические карты и на их основе – карты прогноза нефтеносности. Места наибольшей застойности – наиболее перспективны. Очень ценно увязать гидрохимические показатели с коллекторскими свойствами пород.
Гидрогеохимические показатели
В настоящее время при прогнозе нефтегазоносности используются тип вод и характер общей минерализации, коэффициенты метаморфизации вод, сульфатность, микроэлементы (аммоний, йод, бром, бор и др.), редкие и рассеянные элементы (стронций, ванадий, никель, медь, молибден и др.).
Тип вод и характер минерализации являются наиболее общими гидрохимическими показателями условий водообмена в погруженных частях бассейнов. Залежи нефти и газа приурочены, как правило, к водам хлор-кальциевого и гидрокарбонатно-натриевого генетических типов повышенной минерализации.
В зонах где возможны потоки глубинных газов углекислого состава (альпийского тектогенеза), а также в районах с инверсионным гидрохимическим разрезом углеводородные залежи ассоциируют с водами гидрокарбонатного типа.
При рассмотрении подземных мод было замечено, что при приближении к залежи минерализация вод может уменьшаться за счет конденсации паров воды залежи (опреснение), но не всегда, так в застойных зонах залежей выклинивания наблюдается более высокая минерализация вод (Березовского района Западной Сибири и в Нижнем Поволжье)
, , Могилевский методы поисков и разведки нефтяных и газовых месторождений. – Уч. Пособие. – М.: Гос. науч. тех. изд-во нефтяной и горно-топливной лите-ры, 1954. – 431 с.
