Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Прогнозирование условий сохранения коллекторов и покрышек нефти и газа на больших глубинах по данным термодинамического моделирования на ЭВМ (на примере западного борта Южно-Каспийской впадины)

ВАК РФ 04.00.17, Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Прогнозирование условий сохранения коллекторов и покрышек нефти и газа на больших глубинах по данным термодинамического моделирования на ЭВМ (на примере западного борта Южно-Каспийской впадины)"

академия наук азерба'^шна институт проблем глубинных нефтегазовых месторождений

На правах рукописи

ТАГИЕВ САМИР ОКТАЙ оглы

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ УСЛОВИЙ СОХРАНЕНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ И ПОКРЫШЕК НЕФТИ И ГАЗА НА БОЛЬШИХ ГЛУБИНАХ ПО ДАННЫМ ТЕРВДОШАЩТЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ЭВМ

(на примере западного борта Кйто-КаспийскоА впадины)

Специальность: 04.00.17 Геология, поиски л разведка

нефтяных и газовых месторождений

Авторефера г

дисоигтации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогичс'ких наук

Баку - 1992

Работа выполнена в Институте проблем 1'лубишшх нефтегазовых месторождений Акадеши наук Азербайджана.

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических

наук Р.Д.ДЖКВАНШИР

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогичаских наук ГУЖЕВ И.О.

доктор геолого-минералогических наук КОНДРУШИШ Ю.М.

/

Ведущая организация: Азербайджанский государственный научно-исследовательский институт нефтяной промышленности (АзНЙПИнефть).

Защита состои-оя " Ц " Н0Я&Р<9 1992 г. Ь -£30 часов на заседании специализированного Совета Д 004.22.01 в Институте проблем глубинных нефтегазовых месторождений АН Азербайджана (370143, г.Баку, пр.Азизбекова, 33).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем глубинных■нефтегазовых месторождений АН Азербайджана.

Автореферат разослан "/У" 1992 г.

Ученый секретарь

специализированного совета -------

доктор технических наук . ** ^^ З.Я.АЕБАСОВ

...., у.;г Б'Л Вл'г.О ТЕIVА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Прогноз углеводородных ресурсов на больших гл;- Зинах являемся одним нз тшиболее важных п перспективных направлений нефтегазовой науки. К настоящему времени практически все нефтегазодобывающею страт, ведут научно-исследовательские, геолого-гвофизлческие и буровые работы с целью изучения и прогнозирования глубокозалегащих отложений * перспективных на нефть и газ. Неотъемлемой частью этой проблемы является прогчоз пород-коллекторов и пород-экранов на больших глубинах, наличие и свойства которых в немалой степени обусловливают возможность обнаружения пропншленк л скоплений углеводородов. Сказанное вццвигает в число актуальна проблему разработки и усовершенствования методов прогноза пород-коллекторов и пород-экранов и, в частности, методов моделирования с использованием ЭВМ. Сред- последних важная роль должна принадлежать термодинамическому анализу.

Одним из наиболее перспективных рогионов в аспекте освоения больших глубин является Южно-Каспийская впадина (ЮКВ), особенно ее западный борт, где уже в настоящое время разведаны и разрабатываются крупные заложи нефти, газа и газового конденсата на глубинах порядка 4-6,5 км. По мнению многих исследователей, есть основания'предполагать, что глубины залегания продуктивных отложений могут достигать здесь десяти и бодее километров. В этой связи научно-обоснованное прогнозирование условий сохранения на больших глубинах пород-коллекторов и порэд-покри-шек является необходимом условием комплексной оценки перспектив нефтогазоносности глубокопогруженных осадочных комплексов Шно-Каспийской впадины.

_ 4 -

Цель работы. Разработка и реализация, на примере осадочных отложений западного борта Южно-Каспийской впадины, методики прогнозирования условий сохранения пород-коллекторов и пород-экранов на больших глубинах по данным термодинамического моделирования на ЭШ.

основные задачи исследования. I. Анализ взаимосвязей между минералогическим составом пород и термобарическими параметрами разреза Кино-Каспийской впадины.

2. Разработка системы термодинамического моделирования на ЭВГЛ Процессов взаимодействия пород и флюидов.

3. Моделирование условий сохранения пород-коллекторов и пород-экраНов на больших глубинах.

4. Оценка подземных температур с помощью химического геотермометра.

5. Прогнозирование очагов углеводородообразования в Южно-Касшйской впадине.

Научная новизна. I. С учетом новых данных, для разреза Юяно-Каспийской впадины показано, что содержание монтмориллонита уменьшается с увеличением геотермического градиента и уменьшением аномальности порового давления. Получена обратная зависимость между геотермическим градиентом и градиентом порового давления, обусловленная тем, что зоны наибольших АВЩ. приурочены к интервалам залегания глинистых толщ большой мощности, характеризующихся низкими показателями термического режима.

2. Разработана автоматизированная система термодинамического анализа процессов взаимодействия пород и флюидов с помощью ЭШ ("РАМИН"), позволяющая по ограниченным термохимическим данным моделировать равновесное распределение большинства элементов поровых растворов в интервале температур до 350°С.

- 5 г

3. С использованием системц "РАШН" вшолнено моделирование термодинамических условий преобразования глинистых минералов на больших глубинах и показано, что в разрезе западного борта Кино-Каспийской впадины потенциал Гиббса для минералов группы монтмориллонита и для каолинита остается положительной величиной до глубины 9 км, что свидетельствует о низкой степени ка-тагенетическ.ис преобразований горних пород сохранении на больших глубинах породами-коллекторами я лородами-покрьшками свои, соответственно, фильтрационно-емкостных и экранирующих свойств.

4. Показана возможность определения подземных температур в Южно-каспийской впадине с использованием кварцевого геотермометра.

5. Предложена методика прогнозирования очагов утлеводоро-дообразования, основанная на определении и прогнозировании термодинамических условий преобразования глинистых минералов, и показано, что интервал залегания очагов нефтегазообразования в Южно-Хаспллской впадине приурочивается к глубинам 5-16 мл.

[¡рактическая ценность работ». Предложенная в работа автоматизированная система термодинамического анализа на ЭВМ может быть использована научными и производственными организациями для решения широкого круга проблем нефти и газа, от прогноза нефтегазоносности до изучения влияния процесса разработки месторождении на изменение равновесного состояния в системе "порода-! флюид". Она монет быть полезна также и специалистам, занимающимся вопросаш гидрогеологии, геохимии, минералогии, экологии л т.п. Полученные в работе конкретные результаты по прогнозу пород-коллекторов и пород-экранов, подземных температур и очагов углевод., ¡родообразования в Южно-Каспийской впадане могут бить использованы при комплексной оценке перспектив нефтегазо-

носности и определении первоочередных направлений поисково-раз-ведочншс работ на больших глубинах.

Зачищаемые положения. Зависимости между содернанием монтмориллонита и термобарическими условиями осадочного разреза Вж-ро-Каспийской впадины.

Методика прогнозирования условий сохранения пород-к. лекторов и пород-экранов по данным термодинамического моделирования на ЭВМ.

Результаты прогнозирования пород-коллекторов, пород-экранов, подземных температур и очагов углеводородообразования в Южно-Каспийской впадине.

Реализация работы. Результаты работы используются Институтом геологии АН Азе байджана в процессе выполнения исследований по разработке научных основ прогноза нефтегазоносности в рамках комплексной республиканской програглмы "Углеводороды больших глубин". Результаты рабо.ы вооли в сводиил отчет, подготовленный в 1989-90 гг. Московским институтом нефти и газа - головной организации по выполнению комплексной программы по проблеме "Коллектора нефти и газа на больших глубинах".

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на 1У научно-технической конференции "Шельф-86" (Бак/,19ВСг.); на 1У и У научно-теорети оских конференциях по развит;® научных основ разработки месторождений нефти и газа (Баку, 19В?.1989гг.); на У научно-технической конференции по проблемам освоения нефтегазовых месторовдений (Баку, 1939 г.); на У1 Всесоюзном совещании "Повышение достоверности определения .араметров сложных коллекторов и флюидоупоров" (Львов, "989 г.); на I Всесоюзном совещании-семинаре "Нефтегазоносность больших глубин и грязевой вулканизм" (Баку, 1989 на УТ Всесоюзном семинаре "Тео-

ротическио, природные и эксперименте,'ыше модедч нефтегазообра-эования и их использование в прогнозе нофтегазопосности" (Ленинград, 1989, г.); на научной конференции аспирантов АН Азэрб.ССР (Баку, 1990 г.1; на I Всесоюзно!! научно-практической конференции "АВ1Щ и иефтегазоносность недр" (Ленинград, 19Э0 г.); на Ы Международном симпозиуме по геохимии (Венгрия, 1990 г.); на научной конферечции аспирантов Академии наук Азербайджана (Баку, 1991 г.).

Личный вклад автора в внлолненяе диссертационной работы. Автор непосредственно участвовал в разработке я отладке автоматизированной системы, в постановке рассмотренных в работе задач, их решении, анализе полученных результатов, на основании которых были сформулированы выводы и рекомендации

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 12 научных работах.

Структура тт объем ряботц. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключениг и списка литературы, включающего 149 наименований. Текст изложен на /30 страницах, включает 16 рисунков и 7 таблиц.

Автор считает своим долгом выразить благодарность кандидату физико-математических наук Н.М.Днафаровой, оказавшей боль-шуп помощь при разработке и пуске в действие автоматизированной системы, а также д.г.-м.н. М.Б.Хепрову за предоставление данных рентген-дифракгомвгрического анализа образцов пород.

Особую признательность автор выражает своему научному руководителю доктору геолого-минералогических наук Г.Д.Джезан-ширу.

- о -

ОСНОВНОЕ СОДЕРлЛНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проанализировано современное состояние проблемы изучения пород-коллекторов и пород-экранов на больших глубинах, дана'краткая геологическая характеристика Южно-Каспийской впадины,

В изучение свойств горных пород в условиях больших глубин большой вклад внесли А.Д.Алексеев, А.И.Алиев, К.И.Багрин-, цега, Ю.К.Бурлин, Л.А.Буряковский, М.П.Воларович, Э.А.Даидбеко-ва, И.С.Джафаров, Р.Д.Джеваншир, А.Н.Дмитриевский, А.А.Имэнов, В.М.Добрынин, Г.А.Карпов, Т.Т.Клубова, Ю.М.Кондрушин, Р.П.Ко-пыстянский, Б.А.Лебедев, Н.В.Пашалы, Б.К.Прошляков, В.В.Семенова, С.Н.Симаков, А.А.Ханин, М.Б.Хеиров, О.А.Черников, Т.А.Югай, а такие зарубежные ученые К.Нагара, Д.Максвел, К.Паркер, Г.Хоб-сон, Х.Хедберг, Д.Чилингар, И.Фетт и другие.

В этих теоретические и экспериментальных работах установлены закономерности изменения коллекторскта и экранирующих свойств различных типов пород с глубиной, изучены седимэнто-геннне и татагенные причины формирования высоких коллекторских свойств пород на больших глубинах, влияние минералогического состава пород на их фшоидоупорность, важнейшие критерии для прогнозирования коллекторов нефти и газа и т.д.

В рассматриваемой проблеме важное место занимает прогноз пород-коллекторов и пород-экранов на больших глубинах. Приводятся результаты прогнозирования различными методами, в том числе и наиболее распространенным в последнее время методом моделирования. Этот мэтод становится Есе более эффективным для прогнозировать! коллекхореккх и вкрпчкрукщлХ толщ кч большх глубинах в связи с увеличивавц;-.:лся шедроняем ЭШ в практику

- Э ■.

научно-исследовательских работ.

Исследованиями различных аспектов геологического строения Южно-Каспийской впадины в различные годы занимались М.Г.Агабе-ков, А.А.Али-заде, З.Н.Алиханов, Б.К.Баба-заде, Ф.М.Багир-заде, Б.А.Еагиров, З.А.Буниат-заде, Б.А.Горин, H.H.Губкин, И.С.Гуляев, Р.М.Дадашов, Ф.Г.Дадашов,-В.Ю.Керимов, K.M.Керн ов, Ш.Ф.Мехти-ев, А.А.Нариманов, С.Г.Салаев, Р.Г.Султанов, Ч.М.Шейдаев, Э.Ш. Шихаллбейли, Х.Б.Юсуф-заде, А.А.Лкубов и многие другие.

Б работ*? приводится сведения о геоетруктурнои, литолого-стратиграфической, гидрохимической и термобарической характеристиках раареза среднеплиоценових отложений Ыкно-Каспийской впадины, их нефтегазоносности. Южно-Каспийская впадина представляет собой мощный внутригеосишишнальнии прогиб, испытывающий интенсивное прогибание. Усиление токтонической активности в поздне-плиоцен-четвертичное время привело к образованию широко распространенных полояптольних структур, сгруппированных в отдельные антиклинальные зоны, осло;шенние грязевыми вулканами и многочисленными нарушениями.

Нодзешые воды продуктивной толщи представлены, в основном, ДЕу/д основными гидрохимическими типами: хлоркальциевым и гидрокарбонатно-натриевим. Причем для данного региона характерна смена с глубиной хлоркальцпевых рассолоп на слабоминерализо-вашше гидрокарбонатно-натриевне води. По сравнении с сопредельными областями Юяно-Касппйская впадина относится к регионам с • пониженным геотермическим градиентом.

Характерной особенностью впадины является наличие интервалов с аномально высокими пластовыми давлениями (АВЦЦ). В пределах северно:j и западного бортов впадины наблюдается непрёрцвноэ увеличение интенсивности проявления АВГЩ в направлении от Ашнэ-

- 10 -

ронского полуострова и одноименного архипелага к южной части Бакинского архипелага и Црикуринскому району.

Но второй главд приводится анализ вксперименталышх и геолого-промыоловых исследований свойств и условий залегания природных резервуаров и изучаются взаимосвязи между минералогическим составом глин и термобарическими параметрами разроза.

Породы продуктивной толщи характеризуются высоким содержанием мелкозернистых фракций и плохой отсорт.ровашюстью, в "сеязи с чем структурная характеристика их крайне разнообразна и непостоянна. Определяющую роль в формировании и сохранении коллекторов и покрышек Южно-Каспийской впа/шш играют глинистые минералы. Относительное содержание глин и глинистых пород кайнозойского возраста о осадочном разрезе достигает в н ¡которых районах 90$ и более. С одной стороны, глины являются здесь по'ро-дами-покршками, а с другой - именно глинами представлена основная шсса цементирующего вещества пород-коллекторов.

Глинистые минералы тонкопелитовоц фракции кайнозойских глин Азербайджана представлены в основном минералам! монтморил-лонитовой (в среднем 40$) и гчдрослвдистой групп (.37%). Содержание каолинита достигает 15-20^, хлорита 5-10^ и смешанно-слол-ных минералов - от следов до Отмечается определенная зависимость мезду колле к юрскими свойствами пород и минералогическим составом пелитовой фракции глинистого цемента.

Наличие монтмориллонита е составе пород-покрыиок усиливает их экранирующие свойства, а его вредное влияние на коллектор, ский потенциал пород стекается 1Ш1 компенсируется воздействием ряда других факторов, таких как ЛВ1ЭД й образование аутигонпох'о каолинита. Каолинит обладает низкой обменной емкостью, поэтому замещение других глинистых минералов каолинитом приводит г. унэ-

- ii -

личению объема порового пространств:, л появлеп ~ю дополнительных фильтрационных каналов.

Для .изменил взаимосвязей пожду минералогическим составом глин и термобгчическими параметрагли рязреза нами были обобщены данные рентген-дифрактометричоского анализа образцов глия по 19 месторождениям и площадям ЮТИЗ, в том чиелс: Бибиэйбат, Грязевая Сопка, Еахар, Кжная, Гшешлл, Сангачалы-море-Дуванный-море-о.Булла, им.8 Ыарта, Булла-море, Хамавдаг-мо£ю-Гарасу-к.Персия-нинр-к.Игнатия, Юоровдаг, Карабаглы. Всего испотсьзованы результаты более че/л 500 анализов. Кроме того, произведена обработка результатов более 5000 определений поровых давлений в глинах по материалам промысловой геофизики, а так;-? опубликованных фондовых данных о термической характеристике разрезов этих же площадей юга.

Наибольшее отличие в минералогическом составе глин между различными площадями Южно-Каспийской впадины наблюдается по -содержанию минералов группы монтпсрилдонита, которое изменяется по средним значениям от 10 до 53$. Диапазон колебаний по гидио-слюде'составляет 25-61$, по каолиниту 12-26$, по хлориту 3-15$. Содержание смешаннослойных образований в среднем изменяется от следов до 7$.

Большой интерес представляет изучение особенностей распределения монтмориллонита, т.к. именно этот глинистый минерал является основным ¡шдикат^ром степени постседименташокных преобразований пород, а его содержание в породах - экранах и в составе цементирующего вещества пород-коллэкторов явллется Еодущим фактором, определяющим условия сохранения природных резервуаров нефти и газа.

На рис.1а представлен график зависимости между содеряани-

Рис. i. SqßucuMOcmu между термобарическим и минералогическим аараме/прами /зхв

ем монтмориллонита и геотермическим градиентом в разрезе ЮжноКаспийской впадины. Как видно, наблюдается достаточно тесная обратная связь между содержанием монтмориллонита и геотермическим градиентом, а именно: содержание монтмориллонита возрастает от районов Лпшеронского полуострова и одноименного архипелага к Бакинскому архипелагу и Прикуринскому району, т.о. в сторону уменьшения геотермического градиента.

Другим Еажшил фактором, Елияотда на условия сохранения монтмориллонита, является наличие аномально высоких поровых давлений, которые могут снимать скорость реакции дегидратацш! монтмориллонита. Как видно "з рко.16, с ростом аномальности порово-го давления наблюдается закономерное увеличение содержания монтмориллонита .

Отмочено, что в полненные зависимости не вписываются данные по красноцвегной толще (месторождения банка Лам, банка Иванова, банка Гускина), что осязано, по-видимому, с различными источниками сноса осадочного саторпяла.

Изучена зависимость ма:эду температурным и барическим режимом разреза Южно-Каспийской впадины. Как видно из рис.1в, наблюдается обратная слязь ге;аду гестг-рмичесыгуи градиентами и градиентами норового давления, т.е. зоны наибольших АВГЩ характеризуются самыми низкими в регионе значениями температур. Это связано с тем, что зоны интенсивного развития АВЦЦ приурочены к-интервалам залегания гл.шистнх толщ большой мовдости, характериг-зующихся, как известно, низкими показателями термического рачш-ма.

Таким образом видно, что раь:>чз Южно-Каспийской падины благоприятен для сохранения коллекторов и покрышек нефти и газа на больших глубинах. Низкие пластовые температуры и наличие

- 14 -

АВДЦ являются важншли предпосылками низких хсатагенетических преобразований пород, что особенно ярко проявляется в наличии значительных количеств монтмориллонита на большое глубинах. Поэтому значительный интерес представляет моделирование термодинамических условий сохранения и преобразования глинистых минералов и осуществление на стой основе прогнозирования природных резервуаров нефти и газа на глубинах, еще не вскрытых буровыми скважинами.

В третьей главе выполнен критический анализ современных направлений термодинамического анализа в геологии, рассмотрены теоретические основы моделирования процессов взаимодействия пород и флюидов и описана разработашмя автоматизированная система термодинамическое анализа этих процессов с помор/га ЭВМ.

.Указывается, что задача термодинамического анализа заключается в том, чтобы, имея довольно полную исходную геохимическую информацию, анализировать равновесие шшералъных соединений в диапазоне возможных изменений физико-химических условий. В связи с тем, что изучение реакций между горними породами и поровший растворами связано с большим количеством химических элементов, присутствующим в пороБых водах, и значительным числом минералов, входящих в состаЕ горных пород, одним из наиболее современных методов решения данной проблемы является математическое моделирование с использованием ЭВМ.

В ИПГНПЛ АН Азербашдеша при непосредственном участии автора разработана автоматизированная система "РЛ..Ш", реализованная на алгоритмическом языке ГИ-1, позволяющая но термохимическим данным вычислять равновесное распределение более 160 неорганических водных веадеств, присутствующих в подземных водах в интервале температур 0-35О°С. В расчетах используются также ин-

- -

терполированные значения констант диссоциации и коэффициентов активности. Для определения возможности растворения или восстановления из раствора того ил л иного минерала в программа предусмотрен расчет разницы свободно;'! энергии Гиббса для изучаемых условий и условий равновесия, а также определение подземных температур с помощью химических геотормометров.

Наибольшие интерес для решения задач нефтегазовой геологии представляет вычисление значений разницы свободной энергии Гибб-са - наименее доступной термодинашческой величины.

Разница свободной энергии Глббса Л (т для природных условий и условий равновесия

л,

где Я - газовая постоянная, Т - температура, $ - активность продукта реакции, К - константа равновесия для данной реакции.

При Д&<0 ;.шнерал (осадок) не выпадает из раствора из-за недонасщения последнего, но при наличии данного минерала в породе он моает раствориться. Если А&^О , то раствор перенасыщен по отношению к минералу, и более вероятным является образование данного минерала из раствора. Если же й&'О , то пластовая вода находится в равновесии с минералом; при этом ли растворения, ни осаждения не происходит.

Значение разницы свободной энергии Гиббса, определяющее направление протекания реакции, еще не гарантирует того, что процесс обязательно протекает в предполагаемом направлении. Определенны:! вывод монет быть сделан лишь о том, является ли раствор перенасыщенным по отношению к шшералу, находящемуся в твердом состоянии. В целом ко, результаты расчетов разницы свободной энергии Гиббса могут принести существенную пользу в качест-

ве метода определения минералов, которые могут быть встречены в изучаемой системе.

Б работе приводится перечень исходных литературных данных, использованных в автоматизированной системе "РАЩГ, блок-схема программы * возыокнив результаты вычислений, проявляющиеся нач. печати, а также условия применения системы.

В четвертой главе приведены результаты термодинамического моделирования на ЭВМ условий сохранения коллекторов и покрышек • залежей нефти и газа на больших глубинах.

Для выяснения правомочности выводов о низкой степени ка-тагенетических преобразований в недрах ЮК!: с точки зрения термодинамики было выложено моделирование процессов взаимодействия пород и флгаидог с использованием системы "РА'.1Н1П. При моделировании использовались реакции гидролиза глинистых минералог Исходными данными для расчетов послужили результаты химического анализа пластовых .од и замеров пластовых температур месторождения Сангачалы-море-Дуванный-море-о.Булла. В изучаемых конкретных термохимических условиях результаты моделирования для гидрослюды согласуются со стадийностью трансформации глинистых минералов с глубиной. Положительные значения потенциала Гиб-бса для С а - , Му- , и К~ монтмориллонита 'I каолини-

та, указывающие на возможность их аутигенного образования на изучаемых глубинах, несколько необычны, но, в то ::;е время, они полностью согласуются с независим!с.ш дааншлп электронно-микроскопических, петрографических я других видов исследований, выполненных ранее М.Б.Хеировшл, Э.А.ДандС чсовои, Н.В.Пашалы, Р.Д. Джеванширом и др., в которых было показано наличие аутигенного монтмориллонита и каолинита в разрезе продуктивной толщи на больших глубинах.

- 17 -

С целью изучения влияния вел1л..,шы рН на процессы трансформации глинистых минералов било выполнено моделирование термодинамических условий трансформации глинистых гяшоралов в интервале изменения рН от 4 до Р. Отметим, что анализ вод из различных районов показывает, что несмотря на их различный химический состав, имеется явная Тенденция к понижению ^Н с увеличением глубины залегания. Как показали результаты расчетов, при различных значениях рН, изменяющихся от 5 до 8, значение потенциала Гибб-са Есегда больше нуля, что свидетельствует о том, что на глубинах 4-5 км в ¡оХВ не происходят заметные процессы дегидратации глинистых минералов. Постоянство содержания монтмориллонита на глубинах, превышающих 4 км, в существен-юн мере объясняется взаимовлиянием трансформации глинистых [Г'нерал^в с аномальными термобаричес1ШШ1 и гидрогеохимическими условия!,и недр региона.

Представляет большой интерес моделирование термодинамических условий преобразования глинистых минералов на глуб1шах, еще не вскрытых бурением (боле. 6,5 км). Такие расчеты выполнены нами в том предположении, что на больших глубинах химический состав пластовой воды не изменится, а изменится только температуря. Что касается предполагаемой величины рН, то ее при температуре Ю0°С и более можно, по данным Б.п.Црошлякова (1987 г.), принять равной 6. '

Как показывают результаты моделирования, потенциал Гиббса остается положительной челичиной'до тегяюратур 135-145°С, что для условий Бакинского архипелага соответствует глубинам порядка 8,4-9,1 км, т.е. можно предположив, что и на больших глубинах е разрезе ЮКВ ожидается низкая степень катагенотлческих преобразований, что свидетельствует о благоприятных перспективах сохранения коллекторами высоких фильтрацнонно-емкостянх, а по-

- 18 -

родами-покрышками - высоких экранирующих свойств.

Эти результаты убедительно подтверждаются данными М.Б-Хе-ирова, А.А.Алиева и О.Б.Сафарова, которые, исследуя продукты выбросов грязевых вулканов, показали, что хчшнистне породы оли-гоцен-нижнемиоценовых отложении Бакинского архипелага и Нижне-куринской депрессии, залегающие на глубинах 7-12 км не подвержены сильным катагенетическим изменениям и представлены преимущественно набухающими глинистыми минералами.

С использованием системы "РА'Ш", с помощью кварцевого геотермометра были вычислены значения подземных температур для изучав,'шх условий и проведено их сопоставление с фактическими температурами. Полученные результаты позволили сделать вывод о правомочности использования химического метода определения подземных температур в пределах изучаемого разреза и позволяют рекомендовать данный подход и к использованию в других регионах.

На примере ЮКВ предлагается новый подход к прогнозированию очагов углеЕодородообразования, основанный на определении и прогнозировании термодинамических условий преобразования глинистых минералов. Как известно, дегидратация глин является основной причиной эвакуации нефти и газа из нефтепроизводящих материнских толщ. При этом интервал главной зоны нефтегазообразования совпадает с интервалом среднего катагенеза глинистых осадков, важной оообенноотью которого является трансформация монтмориллонита в гидроолюду, которая завершается.в подошве зоны среднего катагенеза.

Исходя из результатов проведенного с помощью системы "РА-МИН" моделирования можно полагать, что глубина порядка 4-5 км в Бакинском архипелаге еще не является интервалом наиболее интенсивного нефтегазообразования, а его верхнюю границу следует свя-

- 19 > -

зывать с глубинами порядка 8,4-9,1 км, т.к. до этих глубин потенциал Гиббса для монтмориллонита остается положительной величиной.

На основании фактических данных проведены расчеты с использованием формул, позволяющих оценивать предельную глубину сохранения монтмориллонита (НПр. юл) в любых тг мобарических условиях (Л.А.Буряковский, Р.Д.Дневаншнр, 190'"):

Нпр = 251 Г _1'23.

а с учетом безразмерного коэффициента аномальности (Ка) порово-го давления

Нпр , 261 Ка Г"1'23,

где Г - геотермический градиент.

13 результате расчетов без учета аномальности порового давления для условий Бакинского архипелага установлено, что значения !Ц} заключены в интервале 7,5-9,3 км, что практически полностью согласуется с прогнозными данными геохимического моделирования (8,4-9,1 км). Расчеты с учетом Кд позволили установить, что предельные глубины сохранения монтмориллонита в ЮКВ находятся в интервале 12,0-10,4 км.

•1а основании результатов проведенных расчетов построена схе1-1а положения очагов углеводородообразованпя по площади изучаемого бассейна. Показано, что глубина и мощность этих интерва- . лов четко коррелируется с литологической и термобарической ха-_ рактеристпкол разрезов.

Полученные результаты находятся в полном соответствии с данными изотопно-геохимических исследований не-фтегазоматеринского потенции;!л и образцах пород из глубоких скважин и продуктах ш.бросок грязевых вулканов (П.С.Гулпев, 1988), в соответствии с

- 2ú -

Ii e жжж t « er, i •4-cC 4

Ь'изэуэнуус/ К и H it if tintar • trudoutHOuQ) ш

а

l'i"

xxxxxxx X

wU9t-9

XX xxxxxx

U»¿9l-S¿

I

I t

■N

! I

I

I

1 4 i 'Vi

Sl CL

—Г"

SM

—1-

SS г

CM

V H U f К w J

- 21 -

которыми интервал залегания очагов ¿глеводоро^-юбразования приурочивается к глубинам 5-16 юл. Этим не глубинам соответствует выявленная по данным 1СЛПВ п ГСЗ регионально выдержанная зона пониженных скоростей сейсмических волн, отвечающая неконсоли,циро-Еанннм образованиям.

Таким образом,' предлагавши нами по^од дает достаточно надежные результаты и рекомендуется для использования и в других регионах. Что касается 13X3, то но ней представлена достаточно обоснованная, на наш взгляд, прогнозная схема углеводородооб-разования на больших глубинах с учетом результатов данной работы и литературных источников (рис.2).-

3 Л К Л И Ч К и И Е

1. Разработана автоматизированная система термодинамического анализа процессов взаимодействия пород и флюидов с помощью

ЭВМ ("РАкШ"), юзЕОляющая по ограниченным термохимическим данным моделировать равновесное распределение большинства элементов поровнх растворов в интервале температур до 350°С. Сист.-- ;а предусматривает расчет значений потенциала Гиббса для изучаемых условий и условий равновесия, а также расчет подземных температур с помощью химических геотермометров.

2. Для разреза Южно-Каспийской впадины получены' зависимости меаду содержанием монтмориллонита л термобарическими условиями недр. Показано, чт содержание монтмориллонита, ртень-ается

с увеличением геотермического градиента и уменьшением аномальности порового давления. Получена обратная зависимость между геотермическим градиентом п градиентом порового давления, обусловленная тем, что зоны наибольших АВЦД приурочены к интервалам залегания глинистых толп; большой мощности, характеризующихся

низкими показателями термического режима.

3. С использованием системы "РАШН" выполнено моделирование термодинамически^ условий преобразования глинистых минералов на больших глубинах и показано, что в разрезе западного борта Южно-Каспийокой"впадины потенциал Гиббса для минералов группы монтмориллонита и для каолинита остается положительной величиной до глубины порядка 9 км, что свидетельствует о низкой степени катагенетических преобразований горных пород ■■ сохранении на больших глубинах породами-коллекторами и породами-покрышками своих, соответственно, фильтрационно-емкостних и экранирующих свойств,

4. Показана возможность определения подземных температур в Южно-Каспийской Епадине с помощью кварцевого геотермометра.

Б. Предложена методика прогнозирования очагов углеводоро-дообразования, основанная на определении и прогнозировании условий преобразования глинистых минералов, и показано, что интервал залегания очагов нефтегазообразования в Южно-Каспийской впадине приурочивается к глубинам 5-16 км.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЩЛХ РАБОТАХ:

1. Тагиев С.О. Термодинашчеишй анализ условий преобразования горных пород f/11 науч.-теор.конф.молодых ученых и специалистов по развитию научных основ разработки месторождений нефти

t

и газа: Тез.докл. - Баку, 1988, С.12-13.

2. Джеваншир р.Д., Тагиев С.О., Лдафарова U.U. Изучение процессов взаимодействия пород л флюидов с помощью Э13.1 //Повышение достоверности определения параметров слсшшх коллекторов к флюидоупоров: Матер.У1 Всесоюз.совещ. - Льеов, I9B8, C.4G-47.

- '23 .,,

3. Джеванишр Р.Д., Джафарова U.M., Тагиев С.О. Автоматизированная система "РА1ДИН" для термодинамического анализа процессов взаимодействия пород и флюидов //Азербайджанское нефтяное хозяйство. - I9C9. - 7. - С.9-12.

4. Еуряковский I.A., Дневаншир Р.Д,, Тагиев С.О. Иодель прогнозирования глубин главной зоны нефтегазообразования //Теоретические, природные и экспериментальные моде, i нефтегазообразования ;г их использование в прогнозе нефтегазоносности: Тез.докл. У1 Всееоюз.семинара. - Ленинград, 1989. С.200-202.

5. Прогнозирование закономерностей трансформации глинистых минералов на больших глубинах //Л.А.Еуряковский, Р.Д.Джеваншир, М.Б.Хеиров, Р.В.АлияроЕ, С.О.Тагиев /Нэфтегазоносность больших глубин и грязевой вулканизм: Тезисы I Всесоюз.совещ. - Баку, 1959, 22 с.

G. 'Лаледова С.А., Тагпев С.О. Прогнозирование степени пре-образованности пород и органического вещества Южно-Касгшйской впадины на больших глубинах //У науч.-техн. конф.молодь'Х ученых и специалистов по разЕптию научных основ разработки месторождении нефти и газа. Тез.докл. - Баку, 1990, С.27-28.

7. 0 связи АБГЩ с нефтегазоносностыо недр //Л.А.Еуряковский , Р.Д.Джеванщир, P.r.JUnnpoE, С.О.Тагиев /Аномально высокие пластовые давления и нефтегазоносность недр: Тез.докл. I Всесо-юзн.научн.-нракт.конф. - Ленинград, 1990, С.91-93.

8. 3uivakovbky L.A. , Djevanciiir r..D., Tsgiev S.O. Computer simulation for oheaioal interaction processes of rocka and pore ' v.atera // III Sympos. on Mining Chemistry: Hat. - Hungary, 1990. P.Ü1-55.

9. Тагиев С.О. Моделирование термодинамических условий аутигенного каолинитообразования в Южном Каогши в связи с црог-

t

нозом коллекторов на больших глубинах //Изв.АН Азерб.ССР. Сер. наук о Земле. - 1990. - Si 3. - С. 101-105.

о

10. Джеванш'ир Р.Д., Буряковский Л.Л., Тагиев С.О. Прогнозирование очагов углеводородообразоЕания в Южно-Каспийской впадине на больших'глубинах //Изв.АН Азерб.ССР. Сер.наук о Земле. -1990. -йЗ. - С. 60-69.

'II. Тагиев С.О. Методика прогнозирования очагов углеводородообразоЕания //¡Лат.научн.конф.аспирантов АН Азербайджана. -Баку, 1991, С.'71-73..

12. Дзкеваншр Р.Д., Хеиров М.Б., Тагиев С.О. Прогнозирование зон трансформации глинистых минералов ir нефтегазоносность больших глубин //Геология нефти и газа. - 1992. - \> 0.