- •Глава 1. Методологические основы геолого-разведочного процесса
- •1.1. Этапы и стадии геолого-разведочных работ на нефть и газ
- •1.2. Классификация запасов месторождений, перспективных и прогнозных ресурсов нефти и горючих газов
- •1.2.1. Категории запасов, перспективных и прогнозных ресурсов нефти и газа
- •1.2.2. Группы запасов нефти и газа
- •1.2.3. Резервы углеводородов
- •1.4. Классификация скважин, бурящихся при геолого-разведочных работах и разработке нефтяных и газовых месторождений
- •Глава 2. Региональный этап геолого-разведочных работ
- •2.1. Общие требования к проведению региональных геолого-геофизических работ
- •2.2.Комплекс региональных геологических исследований
- •Геолого-съемочные работы
- •Структурно-геоморфологические исследования
- •2.3. Глубинное исследование осадочного чехла и континентальной коры
- •2.3.1. Сейсмологическое и гравитационное зондирование консолидированной части коры и верхней мантии
- •2.3.2.Глубинное сейсмическое зондирование. Программа «Глобус».
- •2.3.3. Исследование осадочного чехла и континентальной коры с помощью сверхглубокого бурения
- •2.4. Региональные геофизические исследования
- •2.5. Опорное бурение
- •2.6. Параметрическое бурение
- •2.7. Организация региональных геолого-геофизических работ
- •2.7.1.Оптимальный объем региональных геолого-геофизических работ в регионах, различных по степени изученности и сложности строения
- •2.7.2. Геолого-экономическая оценка результатов региональных геолого-геофизических работ
- •2.8. Количественный прогноз нефтегазоносности
- •2.8.1. Принципы и методы количественного прогноза нефтегазоносности
- •2.8.2. Принципы выделения и требования к эталонным и расчетным участкам
- •2.8.3. Геологические способы метода сравнительных геологических аналогий
- •Способ оценки ресурсов по удельной плотности на единицу площади
- •Способ оценки ресурсов по удельной плотности на единицу объема
- •2.8.4. Объемно-генетический метод
- •Глава 3. Стадии выявления структур и подготовки структур к бурению
- •3.1. Комплекс грр на стадиях выявления и подготовки объектов
- •3.1.1. Геологические методы
- •3.1.2. Геофизические методы
- •3.1.3. Структурное бурение
- •3.2. Методика поисков структур различного типа
- •3.2.1. Выявление и подготовка объектов в районах развития соленосных отложений
- •3.2.2. Выявление и подготовка структурно-литологических ловушек, связанных с погребенными рифами
- •3.2.3. Выявление и подготовка неантиклинальных ловушек в терригенных отложениях
- •3.2.4. Поиски структур в складчато-надвиговых зонах
- •3.3. Фонд структур
- •3.3.1.Анализ фонда структур
- •3.4. Методы оценки перспективности подготовленных структур и прямые поиски месторождений нефти и газа
- •3.4.1. Геофизические методы оценки перспективности структур
- •3.4.2. Геохимические методы оценки перспективности структур
- •3.4.3. Геологические методы оценки перспективности структур
- •Геологические основы прогноза нефтегазоносности локальных объектов
- •1. Природные резервуары по своему строению трехчленны, третий элемент - ложная покрышка.
- •3. В нефтегазосодержащих комплексах, как правило, все ловушки, выделенные с учетом толщины ложной покрышки, заполнены углеводородами до замка, то есть полностью.
- •3.5. Оценка ресурсов на стадиях выявления и подготовки структур к бурению
- •Глава 4. Стадия поиска и оценки месторождений (залежей)
- •4.1. Системы размещения поисковых скважин
- •1. Заложение поисковых скважин в своде складки
- •2. Заложение поисковых скважин на асимметричных складках
- •3. Заложение поисковых скважин по профилю вкрест простирания структуры
- •4. Крест поисковых скважин
- •5. Заложение скважин по методу клина
- •6. Треугольная система расположения поисковых скважин
- •7. Размещение поисковых скважин по радиальным профилям
- •8. Система параллельных профилей поисковых скважин
- •9. Заложение многоствольных поисковых скважин
- •10. Заложение поисковых скважин вдоль длинной оси структур
- •11. Заложение поисковых скважин по диагональному профилю
- •12. Заложение скважин для оценки размеров газовых и нефтегазовых залежей по методу в. П. Савченко
- •13. Заложение поисковых скважин на тектонически нарушенных структурах
- •14. Заложение поисковых скважин в «принципиальном» направлении
- •15. Метод «критического» направления
- •16. Заложение поисковых скважин в зонах вероятного местонахождения контактов
- •17. Зигзаг-профильное заложение поисковых скважин
- •18. Способ опорного профильного бурения
- •19. Метод «шаг поискового бурения»
- •20. Заложение скважин по показателю удельной высоты залежи
- •21. Способ размещения скважин на массивных залежах
- •22. Метод «различия вариантов»
- •23. Заложение поисковых скважин по равномерной сетке
- •24. Заложение поисковых скважин по случайной сетке
- •Заложение скважин на неантиклинальных ловушках
- •Заложение скважин на рифовых ловушках
- •4.3. Отбор и обработка керна и шлама
- •4.4. Комплекс исследований керна
- •4.4.1. Изучение вещественного состава пород Петрографические исследования
- •Изучение глинистых минералов
- •Спектральный анализ
- •4.4.2. Палеонтологические исследования
- •4.4.3. Определение физических свойств пород
- •Изучение трещиноватости пород
- •4.4.4. Нормы отбора образцов на различные виды исследований
- •4.4.5. Петрофизические исследования
- •4.4.6. Геохимические исследования
- •4.5. Геофизические исследования и работы в скважинах
- •Термокаротаж (высокоточный, дифференциальный)- т
- •4.5.1. Задачи гирс
- •4.5.3. Методы гирс
- •Термокаротаж (высокоточный, дифференциальный)- т
- •Изучение технического состояния скважин
- •4.5.4. Комплексы гирс и основные требования к ним
- •4.6. Геологическая интерпретация промыслово-геофизических исследований
- •Определение коэффициента пористости
- •Определение коэффициентов нефте- и газонасыщенности
- •4.7. Вскрытие, опробование и испытание продуктивных горизонтов
- •Опробование пластов в процессе бурения
- •Испытание скважин в эксплуатационной колонне
- •4.8. Исследования отобранных проб нефти, газа, конденсата и воды
- •4.9. Оценка запасов категорий с1 и с2
- •Глава 5. Разведочный этап грр
- •5.1. Бурение разведочных скважин
- •5.1.1.Отбор керна
- •5.1.2.Опробование и испытание разведочных скважин
- •5.1.3.Комплекс исследований в разведочной скважине
- •5.2. Основные принципы размещения скважин при разведке отдельных залежей
- •5.2.1. Расстояния между разведочными скважинами
- •5.2.2. Системы разведки месторождений нефти и газа
- •5.2.3. Основные принципы выбора системы разведки месторождений нефти и газа
- •5.2.4. Особенности разведки многозалежных месторождений
- •5.3. Особенности разведки залежей нефти и газа различного типа
- •5.3.1. Особенности разведки пластовых залежей
- •5.3.2. Особенности разведки массивных залежей
- •5.3.3. Особенности разведки неантиклинальных залежей
- •Разведка неантиклинальных залежей нефти и газа в терригенных отложениях
- •Разведка неантиклинальных залежей нефти и газа в карбонатных отложениях
- •5.3.4. Особенности разведки газовых, газоконденсатных и газонефтяных залежей и месторождений
- •5.3.5. Разведка мелких месторождений нефти (до 1 млн.Т) и газа ( до 3 млрд м3)
- •5.4. Методы определения контура продуктивности в скважинах (внк, гвк)
- •5.4.1. Определение водонефтяного (внк), газоводяного (гвк) и газонефтяного (гнк) контактов по комплексу исследований в скважине
- •5.4.2. Методы определения контура продуктивности (внк, гвк)
- •5.5. Геофизические исследования при разведке сложнопостроенных месторождений нефти и газа
- •5.5.2. Определение границ залежей нефти и газа с помощью скважинной электроразведки
- •5.5.3. Определение границ залежей нефти и газа с помощью сейсморазведки
- •5.5.4. Новый метод сейсморазведки – сейсмическая локация бокового обзора (слбо)
- •5.6. Опытная (пробная) эксплуатация нефтяных и газовых скважин
- •5.7. Отчет по подсчету запасов
- •5.7.1. Текстовая часть
- •5.7.2. Графические материалы
- •5.7.3. Документация геолого-разведочных работ
- •Глава 6. Грр на этапе разработки месторождений
- •6.1. Требования к грр на этапе разработки месторождений
- •6.2. Использование материалов гис, полученных в процессе разработки залежей, для пересчета запасов нефти и газа
- •Глава 7. Проектирование грр
- •7.1. Проект поисков месторождений (залежей) нефти и газа
- •7.1.1. Текст проекта
- •1. Введение.
- •2. Географо-экономические условия.
- •3. Геолого-геофизическая изученность.
- •4. Геологическое строение площади.
- •4.1. Проектный литолого - стратиграфический разрез.
- •4.2. Тектоника.
- •4.3. Нефтегазоносность.
- •4.4. Гидрогеологическая характеристика разреза.
- •5. Методика и объем проектируемых поисковых работ.
- •5.1. Цели и задачи поисковых работ.
- •5.2. Система расположения поисковых скважин.
- •5.3. Геологические условия проводки скважин.
- •5.4. Характеристика промывочной жидкости.
- •5.5. Обоснование типовой конструкции скважин.
- •5.6. Оборудование устья скважин.
- •5.7. Комплекс геолого-геофизических исследований.
- •5.7.1. Отбор керна и шлама.
- •5.7.2. Геофизические и геохимические исследования.
- •5.7.3. Опробование и испытание перспективных горизонтов.
- •5.7.4 Лабораторные исследования.
- •6. Попутные поиски.
- •7. Обработка материалов поисковых работ.
- •8. Охрана недр, природы и окружающей среды.
- •9. Продолжительность проектируемых работ на площади.
- •10. Предполагаемая стоимость проектируемых работ.
- •11. Ожидаемые результаты работ.
- •11.1. Подсчет ожидаемых запасов нефти, конденсата и газа.
- •11.2. Основные технико-экономические показатели поисковых работ.
- •12. Список использованных материалов.
- •7.1.2. Графические приложения
- •7.3. Особенности проекта разведки (доразведки) месторождения (залежи) нефти и газа
- •I. Введение.
- •3.2. Тектоника.
- •3.3. Нефтегазоносность.
- •4.5. Объем, методика и результаты опробования, испытания и исследования скважин.
- •4.6. Физико-литологическая характеристика коллекторов и покрышек и изученность подсчетных параметров по керну.
3.4.2. Геохимические методы оценки перспективности структур
Теоретические основы и методы поисков и разведки скоплений нефти и газа. /Под редакцией А.А. Бакирова. Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., Высшая школа, 1976.
Геохимические методы основаны на прямом обнаружении углеводородов, мигрирующих из залежей, исходя из их физико-химических свойств, а также на изучении изменений горных пород, подземных вод, почв и условий жизнедеятельности растительных и животных организмов, возникающих под влиянием углеводородов. Благодаря миграции углеводородов, растворенных в воде и находящихся в свободном состоянии, по системам трещин и разрывным нарушениям, латеральной фильтрации через пористые породы (эффузия), их диффузии через толщу покрывающих залежи пород над нефтяными и газовыми залежами образуются локальные геохимические поля, достигающие дневной поверхности и создающие геохимические аномалии. Наиболее надежными геохимическими признаками являются углеводородные газы, следы легких фракций нефти и битума 'нефтяного' происхождения в почвах, породах и подземных водах, концентрации которых превышают фоновые значения. В настоящее время применяют различные методы геохимических исследований: газовой съемки; битумно-люминесцентный; микробактериальный; окислительно-восстановительного потенциала; радиохимический; газовый каротаж.
Перечисленные методы исследований, которые могут производиться путем изучения газового, битумного, бактериального состава и других свойств пород и вод, выходящих на поверхность и получаемых на глубине из буровых скважин, разделяются на:
1) поверхностные площадные геохимические исследования (газовая съемка, битумная съемка, газобактериальная съемка и др.), которые обычно применяются при региональных работах в новых слабо изученных районах и площадных поисковых работах;
2) глубинные геохимические исследования (газокерновая съемка, газовый каротаж, битумный каротаж и др.), проводимые при бурении опорных, параметрических, структурных и поисковых скважин. При глубинных геохимических исследованиях выбираются опорные горизонты, из которых отбираются образцы пород, пробы воды. Практика глубинных геохимических исследований показывает, что наиболее устойчивые геохимические поля над залежами нефти и газа приурочены к верхним водонапорным горизонтам разреза на глубинах порядка 100-500 м.
Геохимические методы наиболее эффективны при применении их в комплексе с геологическими и геофизическими исследованиями. При этом особенно важен комплекс с сейсмическими работами, позволяющими получить более надежные геохимические данные из большого количества сейсмических скважин.
Газовая съемка. Газовая съемка предложена В. А. Соколовым в 1929-1930 гг. В настоящее время известны следующие виды газовой съемки:
по свободному газу;
по водно-растворимому газу;
по газу, сорбированному породой.
Метод газовой съемки заключается в изучении состава и распределения углеводородных газов на исследуемой площади в верхних слоях осадочных отложений, в водных источниках, колодцах и т. д. Пробы свободного газа, пробы пород или вод отбираются с глубин 1-4 м, а при повышенном газовом фоне - с глубин 6-10 м с последующим извлечением из них газов. По мере углубления газовые аномалии становятся более контрастными, поэтому при бурении большого числа сейсмических и структурных скважин желательно проводить «глубинную» газовую съемку по площади и по разрезу.
Все разновидности газовой съемки основаны на определении микроконцентраций метана, этана, пропана, бутана, пентана, содержащихся в породах и подземных водах. Для их обнаружения в 1940-1950 гг. использовалась газохроматографическая аппаратура, а в настоящее время применяются хроматографические газоанализаторы с плазменно-ионизационным детектором, дающие стабильные показания при чувствительности до 10-5-10-6% (В. А. Соколов, 1962).
Исследования показывают, что метан является прямым признаком нефтяного или газового месторождения. Он также является компонентом каменноугольных и «болотных» газов. Однако фоновая концентрация их в подпочвенном воздухе, по данным В. А. Соколова, чаще всего имеет величину порядка 10-4%. Тяжелые газообразные углеводороды Сз-С4 характерны только для нефтяных и газовых местоскоплений и являются основными показателями при интерпретации газовой съемки. Их фоновые значения не превышают величины 10-8%. Интерпретацию результатов газовой съемки необходимо проводить с учетом всех имеющихся сведений о геологическом строении района, его нефтегазоносности и истории геологического развития.
Примеры площадных и профильных газовых аномалий в поверхностных слоях на газонефтеносных площадях в пределах различных областей приведены на рис. 3.4.4.
Интересными являются примеры так называемых кольцевых аномалий с минимальными значениями концентраций углеводородов над залежами нефти и газа и повышенными значениями на их периферии. Одной из основных причин их возникновения может являться то, что газовый миграционный поток на своде встречается с покрышками, обладающими малой проницаемостью и большой газоемкостью, способными снижать его интенсивность в присводовых частях структур, в то время как на крыльях отмечаются повышенная трещиноватость пород, разрывные нарушения и др. Асимметричный характер некоторых аномалий и несовпадение их с контуром нефтегазоносности часто связаны с наклоном пластов, смещением сводов структур и движением вод в вышележащих водоносных горизонтах.
Съемка по газам, сорбированным породами коренных отложений, известна под названием газокерновой съемки. Главной особенностью съемки является отбор кернов из скважин глубиной 3-20 м с помощью специальных отборников. Затем газы извлекают из породы путем десорбции или вакуумом и определяют их количество и состав. Этот метод более точный, но и более трудоемкий по сравнению со съемкой по свободному газу. Его применение оказалось успешным на ряде площадей Туркмении, Саратовского Поволжья и др.
Бактериальный метод. С помощью этого метода обнаруживают геохимические аномалии, вызванные углеводородными газами, в пределах которых наблюдается повышенное содержание бактерий, избирательно окисляющих метан, пропан и другие углеводороды. Над чисто газовыми залежами обычно преобладают метанокисляющие бактерии, а газонефтяным залежам, как правило, соответствуют аномалии, представленные метан- и пропанокисляющими бактериями.
Для обнаружения бактерий производится стерильный отбор проб воды из родников, артезианских скважин (водно-бактериальная съемка), образцов почв, грунтов (грунтовая бактериальная съемка) из канав, расчисток, мелких скважин глубиной до 1-2 м, а в районах развития террас и аллювиальных отложений глубиной не менее 3-4 м. Образцы в герметической посуде отправляются для анализа в лабораторию.
Существуют манометрический и пластиночный способы изучения бактерий. При первом способе определенное количество грунта, породы в специальном приборе помещают в газовую смесь (40% метана или этана и 60% воздуха). Поддерживая постоянную температуру в приборе 30° в течение 30 дней, производят отсчеты поглощенного газа по манометру через каждые пять дней. При втором способе сухой порошок почв, пород порциями по 0,1 г распыляют на агар-агаре, покрывающем пластинку. Пластинка помещается в эксикатор на 20—30 дней с отмеченной выше газовой смесью, где поддерживается постоянная температура 30°. Метанокисляющие бактерии образуют на пластинке колонии в виде желто-коричневой пленки; бактерии, окисляющие пропан, образуют белую пленку. Вид бактерий определяется под микроскопом, а их количество — по толщине пленки.
На рис. 3.4.5 приведен пример комплексной гидрогазобиохимической съемки, проведенной на Леляковской площади Днепрово-Донецкой впадины. Леляковское нефтяное месторождение четко фиксируется кольцевой аномалией вблизи поверхности по растворенному в грунтовых водах метану и тяжелым углеводородам. Средняя концентрация метана в аномалийной зоне 0,20460 см3/л, а за ее пределами 0,01696 см3/л. Контрастность аномалии составляет 12,1. Концентрация тяжелых углеводородов в аномалийной зоне достигает величины 0,01320 см3/л, а интенсивность развития метанокисляющих бактерий достигает значений 170-200 усл.ед., тогда как за пределами аномалии она равна 7,5 усл. ед. Контрастность аномалии равна 6,6. Отмеченная контрастность аномалии вызвана повышенным углеводородным потоком по серии нарушений
Рис. 3.4.4. Примеры газовых аномалий в поверхностных слоях на газонефтеносных площадях (по В. А. Соколову):
а—площадные газовые аномалии: / — Шебелинская; 2—Кумдагская; 3—Ключевская; 4 — Кожемякинская; 5—Жуковская; 6—Яблоневская; 7—Ишимбайская; б — профильные газовые аномалии: 8—Калинская; 9—Зыбзинская; 10—Верхне-Чекупская; 11—Андижанская; 12 — Маштаги; 13—Сахалин; 14 — Печорский край
Рис. 3.4.5. Схема гидрогазобиохимической съемки Леляковского нефтяного месторождения (по М. И. Субботе, С. Г. Жукову):
а - карта растворенного метана; б - карта растворенных тяжелых углеводородов; в - карта метан-окисляющих бактерий; 1 - структурные изогипсы по кровле сеноманского яруса; 2 - изогипсы по пересяжской свите (П2); 3 - контур нефтеносности по С3-P2; 4 - основные направления стока поверхностных вод; 5 - ориентировочные направления движения грунтовых вод; 6 - содержание растворенного метана >0,10 см3/л; 7 - содержание растворенного метана от 0,10 до 0,50 см3/л; 8 - содержание растворенного метана <0,050 см3/л (фон); 9 - аномалийная зона по растворенному метану; 10 - содержание растворенных тяжелых углеводородов от 0,01320 до 0,00020 см3/л; 11 - содержание растворенных тяжелых углеводородов от 0,00020 до 0,00010 см3/л; 12 - содержание растворенных тяжелых углеводородов <0,00010 см3/л; 13 - ориентировочные контуры газовой аномалии; 14 - содержание метанокисляющих бактерий >20 усл. ед; 15 -содержание метанокисляющих бактерий от 20 до 5 усл. ед.; 16 - содержание метанокисляющих бактерий <5 усл. ед. (фон); 17 - аномалийная зона по развитию бактерий Леляковской складки, придающих ей блоковое строение.
Радиогеохимические методы
И.С.Соболев, Л.П.Рихванов (Томский политехнический университет), Н.Г.Ляшенко (ГЭЦ ГП "Березовгеология"), М.С. Паровинчак (ОАО "Томскгаз") Геохимические исследования, прогнозирование и поиски месторождений нефти и газа радиогеохимическими методами. //Геология нефти и газа, 7-8, 1999. С. 19-24.
Метод радиометрической съемки для поисков нефтяных месторождений впервые был применен Л.Н. Богоявлинским и А.А. Ломакиным в 1926 г. в Майкопском нефтеносном районе. Использовав ионизационную камеру, они получили аномальное поле радиоактивности над нефтяной залежью, не связанной со структурой (шнурковая залежь).
Теоретические предпосылки возможности применения методов радиогеохимии при прогнозировании и поисках месторождений нефти и газа, сформулированные рядом российских и иностранных ученых (Х.Лаунберг, С.Хаддет, Л.Миллер, У.Кревс, Д.Пирсон, Д.Сикка, А.Ф.Алексеев, Р.П.Готтих и др.), основываются на теории вертикальной миграции УВ из залежей.
Продукты распада УВ — углекислый газ, вода, сероводород и другие мигрирующие в результате диффузии и фильтрации из залежи газы и воды — стимулируют эпигенетические процессы, приводящие к изменению физико-химических параметров среды, что выражается в преобразовании пород надпродуктивного комплекса, возникновении специфичных минеральных ассоциаций, нарушении окислительно-восстановительных обстановок и перераспределении некоторых химических элементов, в том числе радиоактивных.
Под воздействием эпигенетических процессов, вызванных влиянием УВ-залежей, над месторождениями нефти и газа на протяжении длительного геологического времени происходит формирование специфического радиогеохимического поля, характеризующегося своеобразными полями распределения общей радиоактивности, уровнями накопления радиоактивных элементов и характером их взаимосвязи.
Практика показывает, что радиационная производная (мощность экспозиционной дозы) над и вокруг залежей УВ варьирует в незначительном диапазоне по сравнению с фоновыми значениями. В свое время этот факт во многом обусловил ограничение применения радиогеохимических методов. Появление современной лабораторно-аналитической базы и измерительной аппаратуры, новых типов детекторов и методических приемов, позволяющих выявлять слабые изменения радиогеохимического поля, возродило интерес к применению радиогеохимических методов для прогнозирования и поисков месторождений нефти и газа.
Комплекс радиогеохимического картирования включает термолюминесцентную, радиометрическую и гамма-спектрометрическую съемки по поверхности. Плотность измерений выбирается согласно решаемым геологическим задачам, детальности исследований, масштабу объекта.
Методика термолюминесцентной радиометрической съемки разработана в Институте разведочной геофизики и геохимии (КНР)*. В качестве измерительных элементов применяются поликристаллические термолюминесцентные дозиметры (ТЛД) на основе LiF, позволяющие фиксировать суммарную составляющую радиоактивности (α, β, γ) и обладающие высокой чувствительностью. Применяемые для измерений ТЛД помещаются в водонепроницаемую упаковку. Для получения статистически достоверных результатов число дозиметров на точке измерений равно 10. Все дозиметры предварительно калибруются по чувствительности. Термолюминесцентные дозиметры на точках измерения устанавливаются на глубину 0,5-0,7 м. Время экспозиции измерительных элементов в среднем составляет 15-30 сут.
Гамма-спектрометрическая съемка проводится с применением полевых гамма-спектометров-концентрометров типа РКП-305М, РСП-101М. Измерения осуществляются в точках установки ТЛД с определением содержания К, U (по 226Ra), Th. Для статистической достоверности на каждой точке опробования производится троекратное измерение параметров.
Пункты исследований привязываются с помощью топографических карт и JPS-приемника. Ведется необходимая геологическая документация.
Полученные в результате радиогеохимической съемки данные проходят многоцелевую статистическую обработку. Значения интенсивности термолюминесценции градуируются и нормализуются. Строятся карты дозовых вариаций поля радиоактивности и распределения радиоактивных элементов, но, как правило, эти карты носят вспомогательный характер.
В качестве основных критериев при выделении прогнозных участков нефтегазоносности используются:
торий-урановое отношение (Th/U);
показатель интенсивности перераспределения естественных радионуклидов;
интенсивность термолюминесценции.
Построение прогнозных схем нефтегазоносности осуществляется по комплексному радиогеохимическому показателю, рассчитываемому по оригинальной методике. По степени перспективности нефтегазоносности выделяются три типа участков: с высокими, средними и низкими перспективами нефтегазоносности.
Результаты комплексного радиогеохимического картирования показывают, что радиогеохимическое поле в пределах исследованных нефтегазоносных структур имеет довольно ярко выраженные специфические особенности распределения анализируемых радиоэлементов и их интегрированного показателя — интенсивности термолюминесценции. Необходимо отметить, что поля анализируемых параметров каждого объекта при наличии ряда общих закономерностей в характере распределения радиогеохимических показателей имеют и отличительные особенности, что в каждом случае требует индивидуального подхода. Эти различия в значениях радиогеохимических показателей вызваны как размерами и глубиной залегания залежей, а соответственно, и степенью интенсивности эпигенетических преобразований пород надпродуктивного комплекса, так и литолого-ландшафтными особенностями территорий, тектоническим строением, гидродинамическим режимом подземных вод и другими факторами.
Поля концентраций радиоактивных элементов над нефтегазовыми месторождениями характеризуются высокой степенью дифференциации в распределении К, Th, U и имеют более сложное строение, чем за их границами.
В пределах исследованных площадей четко фиксируются оси, относительно которых намечается радиогеохимическая зональность. Учитывая довольно выдержанный литолого-фациальный состав подпочвенных геологических образований, можно с большой долей уверенности сказать, что строение радиогеохимического поля на участке локализации УВ-залежей в первую очередь обусловлено особенностями глубинного строения (в том числе тектонического) и проявленностью эпигенетических процессов (прежде всего окислительно-восстановительного характера). Тем не менее анализ только моноэлементных карт не позволяет с высокой степенью достоверности оконтуривать положение УВ-залежей.
Более четко неоднородности строения радиогеохимического поля, вызванные влиянием УВ-залежей, просматриваются при анализе основных компонентов комплексного радиогеохимического показателя — Th/U, интенсивности перераспределения естественных радионуклидов и интенсивности термолюминесценции.
Существование зон, характеризующихся аномальными значениями Th/U, по всей видимости, связано с резкими изменениями физико-химических параметров среды, произошедшими в результате эпигенетического воздействия мигрирующих из залежи жидких и газообразных компонентов. Изменение окислительно-восстановительных обстановок в свою очередь послужило причиной перераспределения урана.
Выявленные зоны высокой интенсивности перераспределения естественных радионуклидов, пространственно совпадающие с полями аномальных значений Th/U, также подтверждают существование геохимических барьеров и, очевидно, фиксируют структуры, вмещающие залежи УВ.
Наиболее контрастно области проявления наложенных процессов, связанных с воздействием нефтегазовых залежей, отражаются в полях интенсивности термолюминесценции.
Рис. 3.4.6. Прогнозная схема нефтегазоносности по данным радиогеохимического картирования Западно-Полуденной (л), Северо-Васюганской (б) и Мыльджинской (в) площадей
1 — перспективность нефтегазоносности: а — высокая, б — средняя, в — низкая; 2 — газо- (а) и водонефтяной (б) контакты по данным геолого-геофизических исследований; 3 — разведочная скважина и ее номер; 4 — точка комплексного радиогеохимического исследования
Необходимо отметить, что линейные размеры выделяемых аномалий в некоторых случаях превосходят горизонтальные проекции залежей. Это связано с концентрацией элементов-индикаторов в горизонте опробования, определяемой интенсивностью окислительно-восстановительных реакций в зоне миграции УВ.
Учитывая эпигенетическую природу радиогеохимических аномалий, формирующихся над местами локализации УВ-залежей, можно говорить, что по значениям радиоактивной производной будут фиксироваться нефтегазоносные залежи любого типа (в том числе литологически и тектонически экранированные).
Выполненные исследования показали, что комплексное радиогеохимическое картирование с применением методов полевой термолюминесцентной радиометрии и гамма-спектрометрии позволяет с высокой степенью вероятности выявлять нефтегазоносные структуры.
Радиогеохимическое поле над нефтегазовыми месторождениями характеризуется высокой степенью неоднородности. Максимальные вариации содержаний анализируемых радиоэлементов и значений комплексных показателей в большинстве случаев фиксируются в пределах ГВК, ГНК, ВНК и областях локализации основных запасов УВ.
Анализ моноэлементных карт не позволяет четко выделять границы зон влияния УВ-залежей. Для обнаружения участков скоплений УВ с максимальной вероятностью их выявления (> 0,7) целесообразно применять комплексные радиогеохимические показатели, учитывающие поведение всех радиоэлементов.
При интерпретации результатов необходимо учитывать различные особенности ландшафтов (в частности, условия заболоченности и др.). Наличие локальных вариаций значений содержаний элементов и интенсивности термолюминесценции, совпадающих с профилями исследований, позволяет говорить о том, что в более крупном масштабе радиогеохимическое поле имеет более сложный характер. Локальные дифференциации значений различных показателей, на наш взгляд, вызваны неоднородностями строения залежи УВ и различной проницаемостью экранирующих пород. По-видимому, при проведении крупномасштабных работ 1:25 000 — 1:10000 возможен более локальный прогноз, более точное выделение ГВК, ГНК, ВНК и ориентировочное определение глубины залегания залежей.
Материалы радиогеохимического картирования показывают, что благоприятные предпосылки для получения положительных результатов существуют и в варианте аэрогамма-спектрометрической съемки, которая могла бы быть поставлена на стадии средне- и мелкомасштабных поисково-прогнозных работ.
Рис. 3.4.7. Характер изменения комплексных радиогеохимических показателей по профилю Северо-Васюганского газоконденсатного месторождения
(геологический разрез по Шарабуровой В.И., 1988)
1 — продуктивный пласт Ю1; 2 — кора выветривания; 3 — палеозойский фундамент; В — отражающий горизонт; ИТЛ — интенсивность термолюминесценции; КРП — комплексный радиогеохимический показатель
Геоэлектрохимические методы
Зональность «наложенных» ореолов рассеяния металлов над нефтяными залежами. С.Г.Алексеев, С.А.Вешев, Н.А.ВорошилоВ, К.И.Степанов (ВИРГ-Рудгеофизика). //Отечественная геология, 2000. С.40-43.
Исследования, ранее выполненные в различных регионах (Западная Сибирь, европейская часть России), показали возможность применения геоэлектрохимических методов для поисков нефтегазовых месторождений. Нефтегазовые месторождения выявляются по «наложенным» ореолам рассеяния химических элементов-индикаторов нефти, сформированным в различных почвенных горизонтах. Ореолы рассеяния, как правило, кольцеобразной формы и увязываются с контуром проекции нефтяной залежи на дневную поверхность.
Многообразие процессов, происходящих при эволюции залежи и образовании «наложенных» ореолов рассеяния, приводит к усложнению и нарушению приконтурных кольцевых аномалий. При этом аномалии одних элементов могут смещаться относительно аномалий других, иметь различные протяженность и интенсивность. Вещественный состав и пространственное положение аномалий, выявляемых разными геоэлектрохимическими методами над одной залежью, часто не совпадают друг с другом, что обусловлено различными механизмами миграции и трансформации форм нахождения химических элементов вокруг залежи.
Изучались металлоорганические формы нахождения элементов (МПФ) и формы, сорбированные на гидроксидах железа (метод ТМГМ), применялся метод ЧИМ (метод частичного извлечения металлов). Графики распределения концентраций металлов и мультипликативных коэффициентов МПФ и ТМГМ по одному из профилей приведены на рис. 3.4.8.
Рис. 3.4.8. Результаты наблюдений геоэлектрохимическими методами на Южно-Радовском месторождении, Уфимско-Оренбургская нефтегазоносная область.
Графики распределения концентраций микроэлементов и мультипликативных показателей: а — Ni—МПФ, б — NixCo—МПФ, в— СuхРЬ—МПФ, г — NixCoxMn—ТМГМ; 1 — нижнепермские известняки и доломиты; 2 — нефтяная залежь.
Пространственное разделение элементов приводит к формированию концентрической зональности аномального геохимического поля. В большинстве изученных месторождений краевые части нефтяных залежей выделяются повышенными концентрациями никеля и кобальта МПФ и никеля ЧИМ. Указанные элементы формируют приконтурную кольцевую аномальную зону. На некотором удалении от края залежей фиксируются пространственно совмещенные аномалии меди и свинца МПФ, образующие внешнюю аномальную зону. Аномалии никеля, кобальта и марганца ТМГМ обычно тяготеют к внешней аномальной зоне меди и свинца МПФ или фиксируются в той и другой структурной позиции. Менее типичны геоэлектрохимические аномалии над внутренней частью залежей. Они отмечаются для многоярусных месторождений и месторождений со структурными осложнениями строения антиклинальных ловушек.
Смещения аномалий относительно контура залежей наиболее отчетливо проявлены в ловушках, расположенных на склонах региональных поднятий. При этом аномалии закономерно смешаются в сторону восстания осадочных толщ, перекрывающих залежь. Наряду с выявленной тенденцией зонального распределения элементов-индикаторов нефтяных залежей на некоторых месторождениях устанавливается закономерное смещение аномальных зон относительно контура залежей. На Тетеревском месторождении геоэлектрохимические аномальные зоны смещены в направлении свода крупного выступа фундамента, на склоне которого локализована нефтяная залежь.
Отмеченная зональность распределения форм нахождения элементов-индикаторов нефти в настоящее время не имеет теоретического обоснования. Предварительно можно выделить две группы факторов, приводящих к разделению элементов в аномальном геохимическом поле.
К первой следует отнести эндогенные факторы, связанные с процессами окисления и дессипации залежей углеводородов. Эти факторы могут приводить к переводу в подвижные формы микроэлементы, содержащиеся в нефтях и приконтурных водах и их миграции к поверхности в потоке паров воды, углевородных газов, углекислого газа и азота. Различия в концентрациях микроэлементов в нефтях, битумах и приконтурных водах могут приводить к формированию отмеченной зональности аномальных геохимических полей относительно контакта залежи. Выявленная зональность также может быть связана с миграцией химических элементов с различными газами (углеводородами, азотом, углекислым газом и т.д.). В данном случае металлы, образующие устойчивые комплексные органические соединения (никель, кобальт), могут мигрировать с углеводородными газами и, поглощаясь органическими комплексами почв, образовывать аномалии МПФ. Более широкий круг элементов, мигрирующий с неорганическими газами и парами воды, поглощаясь железомарганцевыми соединениями почв, будет образовывать аномалии ТМГМ. Смешение аномальных зон относительно контура залежи может происходить за счет отклонения потока глубинных флюидов по направлению регионального поднятия осадочных толщ и вдоль наклонных зон повышенной трещиноватости на склонах антиклинальных ловушек.
Ко второй группе относятся процессы, связанные с воздействием зонального флюидного потока на почву. При этом связанные формы нахождения элементов могут переходить в различные подвижные формы с последующим их закреплением на геохимических барьерах.
Комплексное применение нескольких геоэлектрохимических методов, ориентированных на селективное выделение определенных форм нахождения химических элементов в совокупности с анализом на более широкий круг элементов-индикаторов нефти, позволит увеличить надежность оценки перспективности изучаемых участков и более точно определить местоположение предполагаемой залежи.
