Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Особенности распределения бензола и толуола в подпочвенных глинах как поисковый критерий нефтеносности на юге Западной Сибири

ВАК РФ 25.00.09, Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Особенности распределения бензола и толуола в подпочвенных глинах как поисковый критерий нефтеносности на юге Западной Сибири"

На правах рукописи

ТИМШАНОВ Рустам Ильясович

ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ БЕНЗОЛА И ТОЛУОЛА В ПОДПОЧВЕННЫХ ГЛИНАХ КАК ПОИСКОВЫЙ КРИТЕРИЙ НЕФТЕНОСНОСТИ НА ЮГЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

25.00.09 - геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

2 ОКТ 2014

Новосибирск - 2014

005553035

005553035

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук.

Научный руководитель:

Исаев Виктор Петрович

доктор геолого-минералогических наук, профессор, профессор геологического факультета, Иркутский государственный университет;

Соболев Петр Николаевич

кандидат геолого-минералогических наук, заведующий отделом, Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья.

Защита состоится 19 ноября 2014 г. в 14 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 003.068.02 при Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука СО РАН, в конференц-зале:

630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3; e-mail: KostyrevaEA@ipgg.sbras.ru; факс (8-383) 330-28-07

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ИНГГ СО РАН, http://www.ipgg.sbras.ru/ru/education/commettee/D-003-068-02.

Автореферат разослан 19 сентября 2014 г. Ученый секретарь

Курчиков Аркадий Романович

доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук.

диссертационного совета, к.г.-м.н.

Е.А. Костырева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ В настоящее время по большинству районов Западной Сибири поисково-разведочные работы нацелены на открытие относительно небольших, часто сложнопостроенных месторождений нефти и газа. В этой ситуации предварительная (до бурения скважин) оценка нефтеносности ловушек, выделенных по результатам сейсмических исследований, может существенно сократить расходы на подготовку запасов углеводородов (УВ). Поэтому разработка методов прогноза залежей нефти и газа по данным наземных геохимических исследований является актуальной.

Цель работы - уточнение геохимических показателей нефтеносности за счет разработки критериев, учитывающих особенности миграции углеводородов от залежи к дневной поверхности. Объект исследования - геохимические поля концентраций бензола и толуола в приповерхностных отложениях.

Научная задача - определение зависимости содержания бензола и толуола в геохимических полях приповерхностных отложений от геологических условий размещения нефтяных залежей в осадочном чехле.

Решение научной задачи включало:

• Усовершенствование методики геохимической съемки на основе комплексного учета технологических (загрязнение проб, деградация УВ) и природных (метеорологических, ландшафтных) факторов, влияющих на величину измеряемых показателей.

• Анализ процессов миграции углеводородов, влияющих на относительный состав бензола и толуола; теоретическое обоснование геохимической модели отображения залежи в полях распределения концентраций бензола и толуола.

• Интерпретация результатов геохимических съемок, проведенных на площадях юга Западной Сибири, с привлечением материалов сейсморазведочных работ 20 и ЗЭ (структурных карт, временных разрезов) и результатов испытаний в скважинах. Фактический материал и методы исследований. В работе

использованы материалы разномасштабных геохимических съемок, лабораторных и полевых экспериментов, проводимых лично и при участии автора с 2001 г. на 19 площадях в Тюменской (Михайловская, Пихтовая, Южно-Пихтовая, Усть-Тегусская), Курганской, Томской областях (Средне-Васюганское месторождение, Муромская площадь) и других регионах. Использованы результаты хроматографического анализа образцов приповерхностных отложений (снег, ил, торф, грунт), отобранных на более чем 6000 пикетах.

Для получения геохимических данных применена адаптированная под измерение содержания в приповерхностных отложениях аренов С6-С9 методика газогеохимической съемки по снежному покрову, разработанная B.C. Вышемирским. Концентрации бензола и толуола определялись парофазным методом на хроматографе «ЭХО-EW» в полевой лаборатории. Калибровка измерений проводилась двумя способами: по созданным искусственно пробам глины с известной концентрацией и по многократному анализу естественных образцов с удалением газовой фазы. В процессе обработки данных вводились поправки, учитывающие деградацию УВ в пробах в случае длительного хранения, влияние природных и техногенных факторов на содержание бензола и толуола в исследуемых средах.

Геологическая интерпретация распределений бензола и толуола и их относительного содержания производится с позиций органической теории происхождения нефти и основана на теории геохимического поля (A.B. Петухов, И.С. Старобинец и др.) и результатах изучения процессов миграции углеводородных систем как отечественными (В.А. Чахмахчев, И.С. Старобинец и др.), так и зарубежными (R.W. Klusman, А. Brown) учеными. Использованы материалы геохимических исследований (анализы нефти, керна, пластовых вод), приведенные в ряде научных изданий и публикаций (Стадник, 1966; Карцев, 1972; Шиманский, 1976; Петров, 1984; Гончаров, 1987; Фурсенко, 2008). Привлечены результаты испытаний в 55 скважинах и материалы сейсморазведочных работ 3D и 2D (структурные карты, сейсмические временные разрезы, результаты динамического анализа сейсмических данных).

Защищаемые научные результаты

1. Показано, что зависимость изменения концентраций ароматических УВ в пробах от времени их хранения описывается системой дифференциальных уравнений. На основе ее решения предложен способ реконструкции исходных геохимических параметров, обеспечивающий получение однородной геохимической информации.

2. Установлено, что показатель

Б/Т* = CB/VCJTC? (1)

(где Сб - концентрация бензола, Ст - концентрация толуола) является качественным признаком условий миграции углеводородов из залежи к дневной поверхности. Обоснована информативность прогнозной оценки нефтеносности, учитывающей содержание ароматических УВ - бензола и толуола, в комплексе со значениями их отношения (Б/Т*).

3. Выявлена прямая взаимосвязь содержания бензола и толуола в приповерхностных глинах с продуктивностью юрских отложений на месторождениях юга Западной Сибири. Данная закономерность осложняется наличием аномальной зависимости, при которой увеличение продуктивности сопровождается существенно большим повышением концентраций аренов и снижением значений Б/Т*. Аномальная зависимость характерна для зон разломов и трещиноватости и объясняется благоприятными условиями для активной миграции УВ.

Научная новизна и личный вклад.

1. Для оценки влияния времени хранения проб на содержание в них углеводородов и повышения достоверности данных геохимической съемки было использовано приближенное математическое описание процессов деградации УВ в пробе в форме системы линейных дифференциальных уравнений и предложен алгоритм восстановления исходных концентраций на основе их решения.

2. Опираясь на результаты исследования процессов миграции УВ (сорбционно-хроматографические, распределительно-хроматографические, диффузионные эффекты), теоретически обоснованы вариации относительного состава бензола и толуола в приповерхностных отложениях, определяемые не только дальностью, но и условиями их миграции.

3. На основе детального сопоставления геохимических данных с геологическими особенностями строения территории, с использованием сейсмических временных разрезов, результатов скважинных испытаний, разработаны геохимические критерии выявления участков повышенной продуктивности, усовершенствована традиционная модель отображения залежи в геохимических полях.

Теоретическая и практическая значимость. Усовершенствована методика геохимической съемки, направленная на повышение достоверности получаемых результатов. Теоретически обоснована и выявлена на практике зависимость значений Б/Т* в пробах подпочвенных глин от проницаемости перекрывающих залежь отложений, глубины залегания нефтенасышенных пластов, продуктивности скважин из разных нефтегазоносных комплексов. Усовершенствована геохимическая модель отображения залежи в полях приповерхностных распределений бензола, толуола и показателя Б/Т*. По результатам проведения геохимических съемок на ряде площадей юга Западной Сибири построены разномасштабные карты распределения концентраций бензола, толуола и показателя Б/Т*. В комплексе с геолого-геофизическими материалами они используются при региональном прогнозе нефтеносности структур III

и IV порядка, детализации контура залежей нефти и уточнении размещения эксплуатационных скважин. Апробация и адаптация метода в других геологических условиях позволяет существенно расширить географию его применения.

Реализация работы. В Уватском районе Тюменской области по результатам геохимической съемки осуществляется выбор мест заложения поисковых и разведочных скважин. Результаты геохимической съемки также учитываются при проектировании размещения эксплуатационных скважин на ряде месторождений.

Апробация работы и публикации. Основные положения работы докладывались на 12 всероссийских и международных научно-практических конференциях:

• международная научно-практическая конференция «Нефть и газ Западной Сибири» (Тюмень, 2003);

• VII научно-практическая конференция «Пути реализации нефтегазового потенциала Ханты-Мансийского автономного округа» (Ханты-Мансийск, 2003);

• VII научно-практическая конференция «Аналитика Сибири и Дальнего Востока - 2004» (Новосибирск, 2004);

• третья всероссийская научно-техническая конференция «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна» (Тюмень, 2004);

• рабочее совещание «Эффективность и целесообразность применения наземных геохимических методов при проведении региональных и поисковых работ на нефть и газ на территории РФ» (Новосибирск, 2005);

• II международная специализированная выставка и научный конгресс «ГЕО-Сибирь - 2006» (Новосибирск, 2006);

• международная академическая конференция «Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Западной Сибири» (Тюмень, 2008);

• всероссийская молодежная научная конференция с участием иностранных ученых «Трофимуковские чтения — 2008» (Новосибирск, 2008);

• международная академическая конференция «Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Западной Сибири» (Тюмень, 2009);

• всероссийская молодежная научная конференция с участием иностранных ученых «Трофимуковские чтения-2011» (Новосибирск, 2011);

• VIII международная специализированная выставка и научный конгресс «ГЕО-Сибирь - 2012» (Новосибирск, 2012);

• X международная специализированная выставка и научный конгресс «ГЕО-Сибирь - 2014» (Новосибирск, 2014).

По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 3 статьи в ведущих научных рецензируемых журналах, рекомендованных перечнем ВАК (Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений).

Структура диссертационной работы. Работа объемом 221 стр. текста состоит из введения, 4 глав и заключения. Она включает 124 рисунка, 8 таблиц и список использованной литературы из 143 наименований.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность члену-корреспонденту РАН, заслуженному геологу России А.Р. Курчикову за постановку задачи, научное руководство и постоянное внимание к проблеме.

Автор благодарит член-корреспондента РАН В.А. Каширцева, а также заведующего лабораторией геохимии нефти и газа ИНГТ СО РАН, доктора геолого-минералогических наук А.Н. Фомина и сотрудников этой лаборатории кандидата геолого-минералогических наук Е.А. Фурсенко, ведущих инженеров Е.В. Карташева,

B.Г. Рыболовлева, Е.А. Зубову за конструктивную критику, и полезные советы, учтенные при подготовке данной работы.

Автор благодарит кандидата технических наук А.Ю. Белоносова, под руководством которого были осуществлены полевые работы, за помощь и поддержку в их проведении. Автор искренне благодарит коллег, сотрудников ЗСФ ИНГТ СО РАН, кандидата геолого-минералогических наук О.В. Золотову, а также О.С. Мартынова,

C.А. Шешукова, С.А. Завьялову, Д.Д. Кириченко за помощь в проведении исследований.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРЯМЫХ ГЕОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

Первая глава посвящена анализу развития теоретических представлений о структуре геохимического поля по опубликованным данным отечественных (П.Л. Антонов, О.В. Барташевич, В.И. Вернадский, B.C. Вышемирский, A.A. Геодекян, И.В. Гончаров, Г.Н. Гордадзе, JI.M. Зорькин, В.П. Исаев, A.A. Карцев, А.Э. Ко'нторович, Д.С. Коробов, Н.В. Лопатин, В.М. Матусевич, Г.А. Могилевский, A.A. Оборин, Л.С. Озеранская, A.A. Петров, М.Я. Рудкевич, A.B. Рыльков, П. Н. Соболев, В.А. Соколов, Е.В. Стадник, И.С. Старобинец, В.А. Строганов, В.А. Чахмахчев) и

зарубежных (А. Brown, А.Н. Debnam, R.W. Klusman, G. Laubmeyer, R.G. McCrossan, L.C. Price, D.F. Saunders, D. Schumacher) исследователей. Проанализированы особенности формирования геохимических полей в неординарных, осложненных геологических условиях. Рассмотрены возможности различных видов геохимических съемок, применяемых для нефтегазопоисковых работ.

МЕТОДИКА ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Во второй главе дана характеристика методики геохимической съемки, изложены новые подходы в ее проведении, направленные на повышение достоверности прогноза нефтеносности. Показано, что существенными факторами, влияющими на результаты анализов, являются условия проведения отбора проб приповерхностных отложений. Описаны методы контроля техногенного загрязнения, включающие использование тестовых контейнеров и сравнительный анализ хроматограмм. Приведены теоретические расчеты, моделирующие снижение концентраций УВ в пробах при длительном хранении. На основе принятых моделей и эмпирических данных, полученных при статистической обработке результатов хроматографических анализов, реализована методика восстановления исходных концентраций УВ в пробах.

ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПОЛЕЙ КОНЦЕНТРАЦИЙ БЕНЗОЛА И ТОЛУОЛА

Третья глава посвящена анализу структуры полей распределений бензола и толуола в различных типах приповерхностных сред. Показано, что концентрация аренов в снежном покрове и донных отложениях водоемов сильно изменяется во времени в зависимости от внешних метеоусловий: температуры воздуха и выпадения осадков. Техногенное загрязнение оказывает влияние на содержание УВ в средах активного водо- и газообмена (снег, почва, торф, ил). В глинах природные и антропогенные факторы, искажающие глубинный сигнал, минимальны, что подтверждается практикой. Стабильность сорбционных характеристик глинистых отложений обусловлена их низкой проницаемостью и наличием только сезонных колебаний температуры.

Рассмотрены особенности взаимного распределения концентраций бензола и толуола в подпочвенных глинах на предмет их связи с нефтеносностью. Теоретически обоснован механизм дифференциации смеси бензол-толуол при миграции к дневной поверхности под влиянием сорбционно- и распределительно-хроматографического, диффузионного, биохимического, гравитационного эффектов. Для описания их относительного содержания предложен показатель

Б/Т* (1), преимуществом которого является то, что его значения находятся в диапазоне от 0 до 1, в то время как отношение Б/Т может неограниченно возрастать до бесконечности при Ст —» 0. В этом случае предел Б/Т* равен единице, что более удобно при анализе распределений.

Глубинными источниками аренов, мигрирующих к дневной поверхности, являются залежи нефти и конденсата, битуминизированные отложения, рассеянное органическое вещество пород, где Б/Т* « 1. При миграции УВ в вышележащие отложения, а также при растворении в подземных водах, доля бензола неизменно увеличивается. Наименьшее увеличение Б/Т* ожидается в зонах разуплотнения пород, трещиноватости и тектонических нарушений, характеризующихся повышенной проницаемостью. Здесь преобладают процессы струйной миграции углеводородов в виде коллоидных частиц в водной среде порово-трещинного пространства пород, а также прорывы отложений углеводородными газами в наиболее ослабленных местах. Зоны, отличающиеся относительно низкой проницаемостью пород, характеризуются снижением общего потока УВ и наличием более выраженных эффектов дифференциации мигрирующей смеси (увеличение отношения Б/Т*).

Совокупность факторов, влияющих на относительное содержание бензола и толуола в процессе миграции от залежи к дневной поверхности, может приводить к различным вариациям их концентраций в подпочвенных глинах. Высокое содержание аренов наряду с низкими значениями Б/Т* обусловлено их активной миграцией по системам трещин и разломов, контактирующих с залежью, тогда как повышенные концентрации аренов и высокие значения Б/Т*, регистрируемые в ее пределах, свидетельствуют о хороших экранирующих свойствах перекрывающих отложений. Локальное увеличение доли бензола в совокупности с высокими концентрациями аренов возможно в зонах разгрузки подземных вод, а также при возникновении благоприятных условий для развития популяций углеводородокисляющих бактерий и повышении их активности по отношению к мигрирующим компонентам. Таким образом, значение Б/Т* дает качественную информацию об условиях миграции УВ, в то время как суммарное содержание аренов С6-С7 в подпочвенных глинах позволяет количественно оценить ее масштабы. Необходимо отметить, что информативность Б/Т* зависит от уровня концентраций бензола и толуола. В случае их низкого содержания в диагностируемых средах возрастает неопределенность в расчете показателя, что может привести к нецелесообразности его использования.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕНИЯ ГЕОХИМИЧЕСКИХ СЪЕМОК

В четвертой главе обобщены результаты геохимических съемок по глинам на содержание гомологов бензола, выполненных на ряде площадей юга Западной Сибири в Тюменской, Омской, Томской, Курганской областях и ХМАО. Проведен их совместный анализ с геолого-геофизическими материалами (продуктивность скважин, структурные карты нефтенасыщенных отложений, сейсмические временные разрезы и т.п.). Наиболее полные результаты получены на территории Уватского района, где, начиная с 2007г., в целях разведки, доразведки и уточнения проекта разработки месторождений выполняются комплексные исследования, включающие геохимическую съемку по подпочвенному грунту.

На изученной территории выделено более 20 поднятий разной величины, на девяти из которых открыты месторождения нефти и конденсата в пластах юрских отложений. Характерными особенностями структур, выявленными сейсморазведочными работами ЗБ, является их изометричность и осложненность структурами меньшего порядка. Блоковое строение определяется наличием глубинных разломов и зон трещиноватости, являющихся как тектоническими экранами, так и проводящими каналами углеводородных флюидов. Системы разломов осложняют строение залежей, нарушают экранирующие свойства флюидоупоров и формируют каналы активной миграции углеводородов от залежи к дневной поверхности, что находит свое отражение в особенностях распределения геохимических показателей. В таких условиях скопления УВ могут быть приурочены к ловушкам комбинированного типа, стратиграфически, тектонически и литологически экранированными, выявление которых сейсмическими методами затруднено.

Структуры с доказанной нефтеносностью, как правило, характеризуются высоким содержанием аренов в подпочвенных глинах. Максимумы концентраций бензола и толуола чаще всего отмечаются на склонах поднятий и реже в куполах, образуя кольцевые и сводовые аномалии. В распределении Б/Т* такие аномалии обычно сопровождаются низкими значениями. В целом, над структурами фиксируется увеличение этого показателя, обусловленное фоновым содержанием толуола и повышенным - бензола. Участки высоких значений Б/Т* в ряде случаев практически полностью повторяют контур структуры (Рисунок 1).

а

в

Рисунок I - Распределение геохимических показателей над нефтеносной структурой: а) суммарная концентрация бензола н толуола; б) значения Б/Т*; в) графики изменения содержания бензола, толуола и значений Б/Т*, совмещенные с временным разрезом ЗЭ

Распределение Б/Т* позволяет диагностировать природу возникновения аномальных концентраций арснов. Содержание их в подпочвенных глинах, обусловленное субвертикальной миграцией из залежи, зависит от обшей проницаемости вышележащих отложений и величины источника УВ. Высокие значения БЛГ* на участках фоновых или повышенных содержаний бензола и толуола свидетельствуют о низкой проницаемости отложений, перекрывающих нсфтснасышенныс пласты. Такая ситуация нередко наблюдается в сводовых частях структур. Увеличение концентраций аренов и снижение значений Б'Т" связываются с интенсивной миграцией углеводородных флюидов по

зонам разломов и трешиноватости. На структурных планах такие аномалии приурочены к осложнениям в виде структурных носов, врезов, перегибов осей складок, градиентных зон и т.п. На временных сейсмических разрезах выделяются смешения осей синфазности. потери корреляции отражающих горизонтов. Высокие концентрации аренов и высокие значения Б/Т' указывают на наличие зон разгрузки подземных вод, в которых содержание бензола относительно велико за счет его лучшей растворимости по сравнению с толуолом.

Проведен сравнительный анализ продуктивности юрских пластов и содержания ароматических УВ (бензола и толуола) в приповерхностных отложениях. Использовались материалы испытаний 24-х поисково-разведочных скважин и результаты анализа проб, отобранных в нх непосредственной близости. Семь скважин являются непродуктивными, в 9-ти скважинах дебиты нефти не превышают 10 м'/сут., в 4-х скважинах - от 10 до 30 м'/суг., в 4-х -более 30 м,/сут. (со средними дебитами около 80 м'/сут.). Сравнивая результаты испытаний со значениями геохимических параметров, измеряемых на поверхности, можно отмстить, что увеличение продуктивности юрских пластов сопровождается ростом концентраций аренов (Рисунок 2).

На ряде месторождений проведено сопоставление геохимических показателей и результатов эксплуатационного бурения, начатого через 1-2 года после проведения геохимических съемок. Оценивались такие показатели как эффективные нефтенасышснные толщины и средние дебиты скважин.

В результате сопоставления материалов геохимических съемок по приповерхностным отложениям с годовыми результатами эксплуатационного бурения на Тямкинском и Устъ-Тегусском месторождениях была показана прямая зависимость между содержанием аренов в подпочвенных глинах и средней продуктивностью скважин (Рисунок 3. тип 1). Выявлено, что разброс значений, прежде всего, связан с удаленностью сравниваемых скважин до ближайшей точки отбора пробы при сильной изменчивости геохимических распределений. Расстояние между скважинами составляло 500 м, между пикетами сети пробоотбора - 300-600 м, при этом удаленность могла достигать значений в 150-300 м.

При сравнении толщин продуктивных пластов и приповерхностных концентраций аренов такой зависимости не выявлено. Продуктивность пласта зависит от многих факторов, включающих эффективную нефтенасышенную толщину, пористость, проницаемость, пластовое давление, температуру и т.п. Эти же факторы, характеризующие состояние залежи, в совокупности с проницаемостью перекрывающих

залежь отложений обуславливают интенсивность субвертикальной миграции УВ от залежи к дневной поверхности, которую мы можем оценить по концентрации УВ в приповерхностных отложениях. Тем самым объясняется более явная взаимосвязь концентраций аренов с продуктивностью скважин. нежели чем с эффективными нефтенасышенными толщинами.

<10 10-30 >30 Продуктивность скважин, м3/сут.

Рисунок 2 - Распределение суммарной концентрации бензола и толуола в подпочвенных глинах в зависимости от продуктивности юрских отложений

Рисунок 3 - Взаимосвязь суммарной концентрации

бензола и толуола в подпочвенных глинах и продуктивности юрских отложений по данным эксплуатационного бурения

Полученная зависимость может быть использована в качестве прогнозного параметра при совместной геологической интерпретации геолого-геофизичсских данных и результатов детальных геохимических съемок. Однако, прогноз нефтеносности осложняется наличием аномальной зависимости концентраций аренов от продуктивности пластов (Рисунок 3. тип 2). выражающейся более высоким уровнем содержания бензола и толуола в пробах. Обычно такие точки характеризуются пониженными значениями Б/Т*, что наряду с другими данными позволяет интерпретировать их как зоны напряжении и разломов. Повышенная проницаемость перекрывающих залежь отложений в таких зонах приводит к увеличению интенсивности миграции УВ и, как следствие, к аномальному росту их концентраций на дневной поверхности. Диагностика таких зон необходима для повышения достоверности прогноза нефтеносности при использовании геохимических данных.

0 50 100 150 200 Продуктивность пласта мчеут

О не определен а тип 1 ■ тип 2

Ьмяннм*-

На исследуемых территориях нефтегазоносность установлена также в пластах неокомского комплекса, характеризующихся максимальным развитием песчаников. Отмечается прямая зависимость значений Б/Т* в пробах подпочвенных глин, отобранных вблизи скважин, вскрывших нефтенасыщенные нижнемеловые отложения, от их продуктивности. Формирование крупных скоплений УВ связывается с наличием благоприятных условий для их накопления за счет повышения экранирующих свойств флюидоупоров, что проявляется в росте параметра Б/Т*.

В распределении Б/Т* отмечаются закономерности, выявленные ранее при изучении процессов миграции углеводородных систем рядом исследователей. Зафиксировано значительное увеличение доли бензола в пробах подпочвенных глин, отобранных на площадях с нефтеносностью, установленной в нижнемеловых отложениях (среднее значение Б/Т* составляет 0.7), по сравнению с районами, где притоки нефти получены только из юрских отложений (среднее Б/Т* около 0.3). Этот факт может объясняться обогащением бензолом самой нефти в результате ее миграции в верхние горизонты. Подтверждается зависимость значений Б/Т* в подпочвенных глинах от глубины залегания нефтенасыщенных юрских пластов (в интервале от 3000 м до 2400 м). С увеличением глубины и соответственно дальности миграции флюидов из залежей к дневной поверхности происходит умеренное возрастание доли бензола.

На Усть-Тегусской и Урненской площадях показано, что распространение участков высоких значений Б/Т* и высоких концентраций аренов контролируется границами зон выклинивания нефтеносных пластов, что прямо указывает на взаимосвязь распределений аренов в приповерхностных отложениях и параметра Б/Т*, вычисленного на их основе, с распространением нефтенасыщенных коллекторов.

На Тямкинском месторождении в период с 2007 по 2009гг. проведено четыре геохимические съемки с шагом сети опробования от 50 до 600 м. Анализ их результатов показал, что низкая плотность сети опробования является одной из причин неудач геохимических съемок в районах, характеризующихся сильной дислоцированностью и сложным строением нефтеносных отложений. Выявлены геохимические аномалии, обусловленные миграцией УВ по зонам дизъюнктивных нарушений, характерные размеры которых составляют от 100 до 500 м. Поперечные размеры Тямкинской структуры составляют около 4 км. Со снижением плотности сети пробоотбора вероятность пропуска аномалий увеличивается. Так, при

шаге 600 м Тямкинская структура могла быть проинтерпретирована как бесперспективная.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена задача определения зависимости содержания бензола и толуола в геохимических полях приповерхностных отложений от геологических условий размещения нефтяных залежей в осадочном чехле. Проведена оценка влияния геологических условий миграции на изменение их относительного состава с использованием методики геохимической съемки, адаптированной под измерение концентраций моноароматических углеводородов в глинистых пробах.

Усовершенствование методики геохимической съемки заключалось в разработке способов учета деградации УВ в пробах в случае длительного хранения. Метод основан на использовании решений, полученных при математическом моделировании деградационных процессов с привлечением коэффициентов, рассчитанных статистически при обработке данных. На основе дополнительных режимных измерений учитывалось влияние поверхностных источников УВ, а также природных и техногенных факторов на содержание бензола и толуола в исследуемых средах. Вопросы адаптации методики геохимической съемки включали в себя: подбор оптимальных условий пробоподготовки и анализа, учитывающих требования по чувствительности, точности и экспрессности; пересчет концентрации УВ в газовой фазе на их содержание в пробе глины.

Теоретически обоснована и выявлена на практике зависимость значений Б/Т* в пробах подпочвенных глин от характера миграции УВ и проницаемости отложений, перекрывающих нефтенасыщенные пласты. Показано, что привлечение данных по Б/Т* помогает интерпретировать аномалии аренов, оценивать природу их возникновения. Таким образом, предложен качественный геохимический признак, характеризующий условия миграции УВ.

На ряде месторождений юга Западной Сибири по материалам поисково-разведочного и эксплуатационного бурения выявлена прямая взаимосвязь содержания бензола и толуола в приповерхностных глинах с продуктивностью юрских отложений. Эта закономерность позволяет вести прямой прогноз нефтеносности и выявлять высокопродуктивные зоны на основе комплексирования геохимических и геолого-геофизических материалов. Прогноз осложняется тем, что на ряде участков, как правило, приуроченных к зонам разломов и трещиноватости, отмечается аномальная зависимость, при которой увеличение продуктивности сопровождается существенно большим повышением концентраций аренов.

Аномальный рост содержания аренов здесь объясняется благоприятными условиями для их миграции, что отражается в снижении показателя Б/Т*. Выявление таких зон необходимо для правильной интерпретации распределений концентраций аренов, т.к. в противном случае ожидаемая продуктивность этих участков будет сильно завышена.

Разработанные критерии успешно используются при диагностике нефтеносности структур как в южных, так и северных районах Западно-Сибирской НГП. Выявленные закономерности подтверждаются и уточняются последующим бурением. Успешность применения геохимической съемки обусловлена привлечением широкого спектра геолого-геофизической информации. Повышение эффективности нефтепо исковых работ возможно при комплексировании геохимических и геофизических методов на стадии полевых работ, путем анализа керна из сейсмовзрывных скважин.

Одним из дальнейших направлений развития метода является его апробация и адаптация для других геологических условий и климатических зон, что позволит существенно расширить географию его применения. При отсутствии глинистых отложений, доступных для опробования, целесообразно использование концентраторов -искусственных модулей, устанавливаемых в грунт для пассивного сбора углеводородов. Для успешного применения концентраторов необходимо провести комплекс дополнительных методологических исследований.

Публикации по теме диссертации в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК

1. Курчиков, А. Р. Динамика концентраций ароматических углеводородов Св-С8 в приповерхностных средах в связи с прямыми геохимическими поисками залежей нефти / А. Р. Курчиков, А. Ю. Белоносов, Р. И. Тимшанов // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2010. - № 4. -С. 44-48.

2. Курчиков, А. Р. Связь полей распределения содержания бензола и толуола в подпочвенных глинах с нефтеносностью отложений (на примере месторождений юга Западной Сибири) / А. Р. Курчиков, Р. И. Тимшанов // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2012. - № 10. - С. 10-18.

3. Курчиков, А. Р. Необходимость применения геохимической съемки при подготовке структур к эксплуатационному бурению на примере Тямкинского и Усть-Тегусского месторождений (Уватский

район Тюменской области) / А. Р. Курников, Д. В. Емельянов, Р. И. Тимшанов, А. Ю. Белоносов // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2013. -№6. -С. 25-38.

в других изданиях:

4. Курников, А. Р. Метод временной вариации параметров при сборе, обработке и интерпретации геохимико-геофизических данных на стадии подготовки объектов к поисковому бурению / А. Р. Курников, А. Ю. Белоносов, Р. И. Тимшанов // Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО. VII научно-практическая конференция. 2-4 декабря 2003 г.: материалы конференции Т. 2. - Ханты-Мансийск, 2004. - С. 187-199.

5. Тимшанов, Р. И. Использование полигона при проведении нефтепоисковых работ методом углеводородной съемки по снежному покрову / Р. И. Тимшанов, А. Ю. Белоносов // Нефть и газ Западной Сибири. Международная научно-техническая конференция. 12-13 ноября 2003 г.: материалы конференции. Т. 1. -Тюмень : ТюмГНГУ, 2003. - С. 45-46.

6. Тимшанов, Р. И. О некоторых методических аспектах углеводородной съемки по снежному покрову / Р. И. Тимшанов, А. Ю. Белоносов // Нефть и газ Западной Сибири. Международная научно-техническая конференция. 12-13 ноября 2003 г.: материалы конференции. Т. 1. - Тюмень : ТюмГНГУ, 2003. - С. 39-40.

7. Тимшанов, Р. И. Использование портативного хроматографа при поисках нефти методом углеводородной съемки по снежному покрову / Р. И. Тимшанов, А. П. Ефименко, В. В. Федотов // «Аналитика Сибири и Дальнего Востока». VII научно-практическая конференция. 11-16 октября 2004 г.: материалы конференции. Т. 1 -Новосибирск : ИК СО РАН, 2004. - С. 116.

8. Тимшанов, Р. И. Эффективность применения полевой лаборатории при углеводородных исследованиях на нефть и газ / Р. И. Тимшанов, А. Ю. Белоносов // ГЕО-Сибирь-2006. Т. 5. Недропользование. Новые направления технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых : сб. материалов, междунар. научн. конгресса «ГЕО-Сибирь-2006» (24 - 28 апреля 2006 г., Новосибирск). - Новосибирск : СГГА, 2006. - С. 161-165.

9. Белоносов, А. Ю. Основы концепции вариационных углеводородно-геофизических исследований для поисков скоплений углеводородов / А. Ю. Белоносов, Р. И. Тимшанов // ГЕО-Сибирь-2006. Т. 5. Недропользование. Новые направления технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых

: сб. материалов, междунар. научи, конгресса «ГЕО-Сибирь-2006» (24 - 28 апреля 2006 г., Новосибирск). - Новосибирск : СГГА, 2006. -С. 40-44.

10. Курников, А. Р. Современное состояние наземных нефтегазопоисковых геохимических исследований и направления их развития / А. Р. Курчиков, А. Ю. Белоносов, Р. И. Тимшанов // «Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Западной Сибири». Международная академическая конференция. 17-19 сентября 2008 г.: материалы конференции. -Тюмень, 2008. -С. 118-130.

11. Тимшанов, Р. И. Моделирование процесса деградации проб снега (грунта) при проведении поисковых геохимических исследований на нефть и газ / Р. И. Тимшанов // «Трофимуковские чтения - 2008». Всероссийская молодежная научная конференция с участием иностранных ученых. 5-12 октября 2008 г.: материалы конференции. Т. 1. - Новосибирск : РИЦ НГУ, 2008. - С. 235-237.

12. Тимшанов, Р. И. Результаты применения углеводородной съемки на стадии доразведки нефтяных месторождений Уватского района / Р. И. Тимшанов, А. Ю. Белоносов, А. Р. Курчиков и др. // «Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Западной Сибири». Международная академическая конференция. 16-18 сентября 2009 г.: материалы конференции. -Тюмень, 2009. - С. 262-265.

13.Тимшанов, Р. И. Новые подходы в проведении геохимических нефтепоисковых исследований / Р. И. Тимшанов //«Трофимуковские чтения - 2011». Всероссийская молодежная научная конференция с участием иностранных ученых, поев. 100-летию академика A.A. Трофимука. 16-23 октября 2011г. -Новосибирск : РИЦ НГУ, 2011. -С. 298-301.

14. Курчиков, А. Р. Новые подходы в проведении геохимических нефтепоисковых исследований / А. Р. Курчиков, А. Ю. Белоносов, Р. И. Тимшанов//Горные ведомости.-2011. -№6.-С. 104-110.

15. Тимшанов, Р.И. Особенности миграции ароматических углеводородов из залежи к дневной поверхности и уточнение геохимических критериев нефтеносности / Р. И. Тимшанов // ГЕО-Сибирь-2014. Т. 1. Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Геоэкология : сб. материалов в 4 т. междунар. научн. конгресса «ГЕО-Сибирь-2014» (8- 18 апреля 2014 г., Новосибирск). -Новосибирск : СГТА, 2014. - С. 166-170.

_Технический редактор Т.С. Курганова_

Подписано в печать 02.09.2014 Формат 60x84/16. Бумага офсет №1. Гарнитура Тайме _Печл. 0,9. Тираж 120. Зак. №111_

ИНГГ СО РАН, ОИТ 630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3