К оглавлению журнала

УДК 550.84.011:550.41.02

© И. С. Старобинец, 1992

ФОРМИРОВАНИЕ АНОМАЛЬНЫХ ГЕОХИМИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ НА НЕПРОДУКТИВНЫХ ПЛОЩАДЯХ И КРИТЕРИИ ИХ ПОИСКОВОЙ ОЦЕНКИ

И. С. СТАРОБИНЕЦ (ВНИИгеоинформсистем)

Известно немало случаев, когда аномальные геохимические поля (АГП) формируются не только на продуктивных, но и на непродуктивных площадях. Это ложные аномалии, к которым относятся также участки с разрушенными залежами.

Проблема ложных аномалий, несмотря на обобщающие публикации по нефтегазопоисковой геохимии [1, 3, 4], остается очень слабо изученной. Следует различать причины выявления подобных полей: геолого-геохимические, связанные с условиями их формирования, и технолого-методические, обусловленные несовершенством методики и технологии (неудачное размещение точек отбора образцов, недостаточно Информативный способ их дегазации и др.). Автор рассматривает лишь научную (геолого-геохимическую) сторону вопроса и на основе большого фактического материала по разным регионам анализирует ряд причин, способствующих формированию АГП на непродуктивных площадях.

Недостаточно учитывалось важное положение о том, что АГП в верхних горизонтах могут формироваться не только над промышленными скоплениями УВ, но и над непромышленными разрушающимися или разрушенными залежами, так как в этих случаях интенсивность вертикальной миграции УВ значительно выше. Это хорошо подтверждается на примере площадей Лено-Тунгусской и Мангышлакской нефтегазоносных провинций и других регионов, где проводились систематические нефтегазопоисковые геохимические работы [1, 3].

Так, при проведении исследований в Тунгусском бассейне Сибирской платформы выявлено крохотное, явно разрушенное месторождение Сигово-Подкаменное. Также не подтвердились прогнозы на площадях Нижнетунгусской (небольшая залежь газа, аномально обогащенного СО2), Бильчанской, Яссенгской, Холмской (газовый выброс нефтегазоводной эмульсии из доломитов венлокского яруса). В то же время для зон разрушения залежей специфичны аномально высокая концентрация метана, его гомологов и аренов как в породах, так и в рассеянных газах надпродуктивных отложений, а также высокая контрастность АГП [5]. Например, для Курейско-Бакланихинского вала в отложениях силура содержание СН4 достигает 180 см3/кг, С2+ +высш.– 90 см3/кг, арены газовой фазы пород – 87 усл. ед., для Бахтинского мегавыступа – 35 см3/кг СН4 и 2 см3/кг С2+высш., СО2 в рассеянных газах – 45–95 %, в газах долеритов – 75 %. Все это согласуется с исключительно неблагоприятными геолого-геохимическими условиями сохранности ожидаемых залежей УВ в пределах Курейско-Бакланихинского мегавала и Бахтинского мегавыступа, т. е. с отсутствием здесь низкопроницаемых региональных покрышек достаточной мощности, обилием крупных тектонических нарушении, наиболее высокой в провинции активностью магматических процессов [2].

На площадях с удовлетворительными и хорошими условиями сохранности скоплений УВ благодаря соленосной формации достаточной мощности (Катангская седловина и Байкитская антеклиза) концентрации УВ-газа в породах надпродуктивных отложений небольшие (0,02–0,3 см3/кг), величина контрастности аномальных полей резко снижается (20–50), содержание аренов в газе около 3 усл. ед. [5].

В Мангышлак-Устюртской провинции неудачи геохимических поисковых работ также в значительной мере связаны с положительной оценкой нефтегазоносности площадей с непромышленными или разрушенными скоплениями УВ. Так, на площадях Долгинец отмечены лишь небольшие признаки нефтегазоносности, Жуман – непромышленные нефтепроявления, Северный Кусайник – нефтепроявления и Жунгурши – небольшая залежь нефти.

При латеральном смещении миграционных УВ в горизонтах с пологим или моноклинальным залеганием пластов при наличии структуры на глубине диагностика связи АГП со скоплениями УВ затруднена. Наглядный пример: отрицательные результаты бурения при положительных геохимических данных на небольших структурах Серахс и Мелешор в Юго-Восточной Туркмении. В то же время геохимические работы, проведенные в аналогичных условиях, способствовали открытию крупного Даулетабадского газоконденсатного месторождения, что связано со значительными размерами складки и залежей. Для повышения информативности в указанных случаях при интерпретации данных целесообразно использовать комплекс поисковых показателей [4], а не только концентрации СН4 и С2Н6+высш., как это часто делается.

Искажающее влияние близрасположенных скоплений УВ в ряде случаев проявляется вполне отчетливо. Особенно это касается небольших складок, расположенных вблизи скоплений УВ с более или менее значительными запасами. Так, крупное Даулетабад-Донмезское газоконденсатное месторождение, по данным В. А. Строганова, явно способствовало образованию контрастных АГП на соседней непродуктивной площади Серахс, что привело к неправильной оценке нефтегазоносности этой структуры (здесь определенную роль играл также фактор пологого залегания горизонтов зондирования). То же самое можно сказать о ложном АГП в бухарских слоях на площади Аккудук (Западный Узбекистан), которое, как оказалось, сформировалось под влиянием соседнего месторождения Ташлы. Возможно образование смещенного аномального поля (относительно залежи) при миграции УВ по разрывным нарушениям даже из небольшой газовой залежи, как это было на Южном Мангышлаке за пределами небольшого месторождения Эспелисай в карбонатных отложениях нижнего бодрака и в глинистых толщах олигоцена.

Экологическое загрязнение приповерхностных горизонтов нефтяными и газовыми компонентами. Если геохимические работы проводят на участках, расположенных вблизи разрабатываемых месторождений или скоплений УВ, находящихся в пробной эксплуатации, возможно образование АГП, непосредственно не связанных с залежами на исследуемой площади. Так, на Бузачинском сводовом поднятии техногенная загрязненность надпродуктивного разреза УВ-газами из разрабатываемых месторождений оказалась большой помехой при проведении геохимических поисковых работ. То же самое можно сказать о Шаимском районе Западной Сибири и некоторых других участках.

Образование сингенетичных аномальных геохимических полей за счет повышенного содержания ОВ в изучаемых отложениях. Относительно высокое содержание (более 2–5 %) Сорг в породах часто (но не всегда) сопровождается увеличением концентрации битумов и УВ-газов. Здесь возможны разные ситуации: региональное обогащение верхних горизонтов углистым или детритным ОВ и локальное образование битумных полей за счет разрушения нефтяных залежей. В первом случае обычно отмечается повышенное количество в породах сингенетичного метана, что в принципе может быть учтено при проведении геохимических работ (исключение поисковых критериев, связанных прямо или косвенно с СН4). Примером может служить тунгусская угленосная формация Лено-Тунгусской провинции (табл. 1).

При региональном обогащении изучаемых отложений сингенетичными битумоидами и частично УВ-газами (например, верхнебодракские отложения эоцена Мангыщлакского района и некоторых зон Прикаспийской впадины с содержанием би-тумоидов до 0,9 % и более, УВ-газов до 3– 5 см3/кг) газовые поисковые критерии важно использовать совместно с литогеохимическими, изотопными, биогеохимическими и другими показателями. Локальное образование битумных полей за счет полного разрушения нефтяных залежей, но это не обязательно, сопровождается повышенной концентрацией в породах УВ-газов из-за естественной дегазации, особенно верхних горизонтов в течение длительного времени. Так, на поднятии Тюбеджик (Южный Мангышлак), где выявлены разрушенные залежи с тяжелой окисленной нефтью в отложениях альба и неокома лишь в породах, непосредственно перекрывающих залежи (но не выше по разрезу), отмечалось слегка повышенное содержание УВ-газов.

Формирование эпигенетичных аномальных геохимических полей в результате дегазации глубинных газонасыщенных вод. Подобная дегазация может произойти в случае сквозных тектонических нарушений с формированием АГП (газовых и гидрохимических) вокруг последних при отсутствии скоплений УВ на глубине. Например, на площади Южный Тюбкараган (Центральный Мангышлак) в датских и палеогеновых отложениях были выявлены контрастные газовые поля, приуроченные к разрывному нарушению, концентрация УВ-газов (в основном метана) в породах составляет 50 см3/кг и более. В результате сделанного на основе этих материалов положительного прогноза было пробурено несколько глубоких поисковых скважин с отрицательными результатами. Впоследствии оказалось, что на этой площади отсутствуют ловушки для УВ, а аномальное поле образовалось за счет дегазации глубинных вод. На непродуктивном Восточно-Жеманорпинском поднятии в верхних горизонтах также отмечалось проникновение глубинных хлоркальциевых вод с повышенным содержанием УВ-газов.

Другой характер обычно носит разгрузка пластовых вод вместе с растворенными УВ-газами на месторождениях. Например, на площади Каражанбас (Бузачинский свод) до открытия там крупных нефтяных скоплений в зоне разрывного нарушения прослеживалась полоса грифонов длиной около 6 км с высокоминерализованными водами, из которых бурно выделялся газ. Аналогичная картина отмечалась на площади Газли (Западный Узбекистан) до открытия здесь крупных скоплений УВ.

Влияние траппового магматизма. В зонах его распространения на Сибирской платформе возможны нагрев пород, деструкции ОВ с образованием аномальных полей УВ-газов, не связанных генетически со скоплениями УВ [4]. Например, тунгусская угленосная серия и некоторые другие отложения ряда районов Лено-Тунгусской провинции, где выявлены АГП на непродуктивных площадях (Верхненимдынская, Ногинская и др.). Характерно, что в указанных случаях породы аномально обогащаются не только метаном, но в определенной мере его газообразными гомологами, при этом изотопный состав углерода СН4 исключительно утяжелен. Для получения дополнительной поисковой информации в рассматриваемой геологической ситуации целесообразно сопоставить концентрацию и состав газов, извлеченных из долеритов, с соответствующими данными (табл. 2) по близрасположенной эталонной продуктивной площади [4].

Сочетание таких факторов, как повышенные концентрации ОВ, неоднородность вещественного состава, изменчивость физико-химических свойств, в частности сорбционной емкости, по отношению к УВ-газам, является одной из причин наличия участков с повышенной газонасыщенностью пород сингенетичными УВ-газами, которые могут локализоваться в АГП.

Анализ материала по формированию аномальных геохимических полей на непродуктивных площадях (ложных аномалий) показывает, что в большинстве случаев при их интерпретации и выдаче рекомендаций отмечались существенные недостатки. Так, при оценке продуктивности локальных объектов геохимическими методами, по существу, использовали (за некоторыми исключениями) только два газовых показателя: концентрации метана и суммы его гомологов (С2–С5) в породах или в буровой жидкости. Другие геохимические поисковые методы и критерии, в том числе комплекс газогеохимических показателей, не учитывали. Такая потеря информации приводила к крупным просчетам при оценке нефтегазоносности. Например, площадь Восточное Жаманорпа (Бузачинский свод) по содержанию СН4 и С2Н6+высш. в опорном горизонте верхнемеловых отложений была оценена положительно и на ней проводилось глубокое разведочное бурение. В то же время до начала бурения по комплексу газогеохимических критериев с учетом распределения рассеянных ароматических УВ (С6 – С9) газовой фазы пород при сопоставлении с эталонным месторождением Каражанбас прогнозировали отсутствие скоплений УВ [4], что и подтвердилось. Площадь Северное Зекры (Западный Узбекистан) по концентрации СН4 и С2Н6+высш. в буровой жидкости была признана продуктивной. Однако по данным параллельных исследований приповерхностных УВ-газов подпочв и четвертичных пород c учетом влияния сейсмических процессов нефтегазоносность была оценена отрицательно, что также подтвердилось глубоким поисковым бурением.

При проведении геохимических исследований на локальных объектах очень слабо учитывали геологические условия сохранности ожидаемых залежей, что приводило к крупным ошибкам, так как высококонтрастные, ярко выраженные АГП часто фиксировались над непромышленными или разрушенными скоплениями УВ, а низкоконтрастные слабые поля – на месторождениях с хорошими условиями сохранности залежей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Барташевич О. В, Нефтегазопоисковая битуминология.– М.: Недра.– 1984.
  2. Геология нефти и газа Сибирской платформы / Под ред. А. Э. Конторовича, В. С. Суркова, А. А. Трофимука.– М,: Недра.– 1981.
  3. Геохимические методы поисков нефтяных и газовых месторождений / О. В. Барташевич, Л. М. Зорькин, И. С. Старобинец и др.– М.: Недра.– 1980.
  4. Старобинец И. С. Газогеохимические показатели нефтегазоносности и прогноз состава углеводородных скоплений.– М.: Недра.– 1,986.
  5. Старобинец И. С; Обухова М. В. Оценка условий сохранности углеводородных скоплений по геохимическим критериям // Докл. АН СССР.– Т. 315.– 1990.– № 1.– С. 186–189.

ABSTRACT

An analysis of the role of the most important factors influencing the formation of anomalous geochemical fields in non-producing areas in presented. They are: (1) presence of destroyed pools, or pools being destroyed, of uncommercial value, (2) lateral shift of hydrocarbon migration flow within the horizons with gentle or mono-clinal dipping, (3) distorting effect of nearby hydrocarbon accumulations, (4) ecologic pollution of near-surface horizons of hydrocarbons, etc. Geological and geochemical criteria for evaluating false anomalies are given as a first approximation.

ТАБЛИЦА I. СОПОСТАВЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ (10-4 см3/кг) ГОМОЛОГОВ МЕТАНА С3–С5 НА ПЛОЩАДЯХ С ИНТЕНСИВНЫМИ ГАЗОНЕФТЕПРОЯВЛЕНИЯМИ (А) И ПУСТЫХ ПЛОЩАДЯХ (Б)

Компоненты

А

Б

Контрастность А/Б

С3Н8

257

52

3

С4Н10

192

30

6,4

C5H12

64

6

10,7

Примечание. Площади: А – Сигово-Подкаменная и Ннжнетунгусская, Б – Элеликонская и Верхненимдынская.

ТАБЛИЦА 2. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ АГП, НЕ СВЯЗАННЫХ С ПРОМЫШЛЕННЫМИ СКОПЛЕНИЯМИ УВ

ФАКТОРЫ, СПОСОБСТВУЮЩИЕ ФОРМИРОВАНИЮ АГП КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ АГП

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ АГП

Плохие условия сохранности залежей, разрушенные или сильно разрушающиеся залежи

Аномально высокая контрастность полей; повышенное содержание в породах УВ-газов; высокая концентрация в микронефтегазопроявлениях продуктов разрушения залежей и преобразования УВ (СО2, Н2, N2, H2S, арены, смолы и др.)

Литеральное смещение миграционных УВ в горизонтах зоны ПГО с пологими залеганиями пластов

Отсутствие структуры; направление и скорость движения вод; изотопный состав углерода метана рассеянных газов; наличие АГП по разрезу; информативность большого комплекса геохимических поисковых критериев

Искажающее влияние близрасположенных скоплений УВ

Наличие АГП по разрезу; апробация комплекса геохимических критериев нефтегазоносности локальных объектов

Экологическое загрязнение приповерхностных горизонтов нефтепродуктами

Наличие АГП по разрезу; наличие продуктов разложения и деградации УВ (кислородные соединения, исчезновение н-алканов и др.)

Образование сингенетичных АГП за счет повышенного содержания ОВ

Исключение горизонтов с повышенным содержанием ОВ; исключение поисковых критериев по метану; использование комплекса литогеохимических, гидрогеохимических и, других критериев; использование данных по распределению гелия

Магматогенное воздействие на ОВ пород (зоны распространения трапповых интрузий)

Сопоставление газов долеритов продуктивных и непродуктивных площадей

Микробиологические процессы

Наличие различных аэробных и анаэробных бактерий и продуктов их распада; изменение s13С метана по разрезу и площади

 

 

Сайт создан в системе uCoz