Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Закономерности изменения состава попутных и рассеянных газов на северо-востоке Волго-Урала в связи с формированием залежей нефти и газа

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

Автореферат диссертации по теме "Закономерности изменения состава попутных и рассеянных газов на северо-востоке Волго-Урала в связи с формированием залежей нефти и газа"

2 I* Ш? »зз»

На правах рукописи

ТИТОВА ГАЛИНА ИВАНОША

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТАВА ПОПУТНЫХ И РАССЕЯННЫХ ГАЗОВ НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ ВОЛГО-УРАЛА В СВЯЗИ С ФОРМИРОВАНИЕМ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ И ГАЗА

04.00.17 - геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минервлогических наук

Пермь - 1997

Работа выполнена в Камском научно-исследовательском институте комплексных исследований глубоких и сверхглубоких скважин (КамНИИКИГС) ШПП "Недра"

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических

наук, с.н.с. Т.В.Белоконь КамНИИКИГС

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических

наук, профессор - В.И.Галкин Пермский государственный технический университет

кандидат геолого-минералогических наук, доцент - Б.А.Бачурин Горный институт УрО РАН

Ведущее предприятие - О.А.О. ПермНИПИнефть.

Защита состоится пЛ7-п #Л_ 1997 г. в /f'

часов на заседании диссертационного совета К 063.66.05 в Пермском государственном техническом университете по адресу 614600, г.Пермь, ГСП-45, Комсомольский проспект, 29а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПГТУ.

Автореферат разослан _ 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук,

доцент ,,

В.П.Наборщиков

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы.

Дальнейший прирост ресурсов нефти и газа на северо-востоке Волго-Урала в значительной степени определяется решением проблемы формирования месторождений, которая до сих пор не получила однозначного научного обоснования. В этом плане большое значение имеет привлечение дополнительных критериев неф-тегазоносности, позволявших оценивать процессы генерации, миграции и аккумуляции углеводородов (УВ). На северо-востоке Волго-Урала, где ресурсы нефти, как правило, резко превалируют над ресурсами газов, исследовании газов в данном направлении обычно придается недостаточное значение. В то же время известно, что в других регионах в последние годы, помимо расширения исследования состава нефтей, большое внимание уделяется изучению состава газов разных форм (свободных, растворенных, сорбированных и др.) для выяснения наиболее важных факторов, контролирующих образование природных углеводородных систем.

Детальное изучение состава газов не только на молекулярном, но и на изотопном уровне, позволяет идентифицировать зоны генерации газов, устанавливать генетические связи между различными газами, пути и направления миграции углеводородов. Важной особенностью такого подхода является получение данных по формированию залежей не только газов, но и нефтей. Дело в том, что процесс онтогенеза нефти, как правило, тесно связан со становлением газоносности территории. В связи с этим проведенное в данной работе комплексное исследование состава газов разных форм северо-востока Волго-Урала является актуальным.

Цель работы. Выявление закономерностей изменения компонентного и изотопного состава природных газов пород и флюидов с целью уточнения особенностей формирования залежей нефти и газа на северо-востоке Волго-Урала.

В диссертации решаются следующие задачи:

1. Систематизация данных и выявление закономерностей распределения компонентов газов разных форм в зависимости от геологических факторов.

2. Выявление генетических связей между составом нефтей и газов.

3. Исследование геологических условий, влияших нв 067 разование метана и азота в попутных газах.

4. Выявление особенностей формирования залежей углеводородов северо-востока Волго-Урвла по комплексному изучение состава попутных газов.

Научная новизна.

1. Впервые цля северо-востоке Волго-Урала проведено изучение распределения газов УВ залежей, вод и пород в комплексе с оценкой основных зон их генерации.

2. Показана высокая информативность исследования глубо-косорбированных на породах газов для оценки процессов генерации и миграции УВ.

3. Установлена дифференциация попутных газов северо-востока Волго-Урала по распределению стабильных изотопов углерода в системе метан - этан - пропан - бутан.

4. Обоснована вецушвя роль органического вешества (ОВ) верхнедевонско-турнейских отложений в процессах генерации не только жидких, но и газообразных углеводородных и неуглеводородных компонентов основных залежей УВ.

5. Получены новые данные, подтверждавшие отсутствие интенсивных перетоков газов из девонского терригенного в верх-недевонско-турнейский карбонатный комплекс.

6. На основе исследования состава рассеянных газов установлено развитие процессов газогенерации в додевонских отложениях .

Зашилаемые положения.

1. Закономерности изменения компонентного и изотопного состава природных газов пород и флюидов северо-востока Волго-Урала как критерии формирования нефтегазоносности.

2. Обоснование генетического различия попутных газов девонского терригенного и верхнедевонско-турнейского карбонатного нефтегазоносных комплексов.

3. Типизация поцутных газов, отражающая особенности процессов формирования нефтяных и газовых месторождений.

Реализация результатов исследований и практическая ценность.

Результаты исследований вошли в 10 научно-исследовательских отчетов КО ШИШИ и КамНИШГС за период с 1973 по 1995 годы, внедренных в АО Пермнефть, Удмуртском тресте разведочного бурения, ГНПП "Недра". Рекомендация "Материалы по содер-

жанию сероводорода в попутных газах Прикамья" (в соавторстве с А.З.Кобловой), внедрена в лаборатории молекулярной спектроскопии ЕНЙГОИ (Москва) в 1965 году.

Практическое значение работы заключается в установлении важной роли исследования гэзов для решения проблемы формирования нефтегазоносности и возможности использования полученных результатов для планирования геолого-разведочных работ на северо-востоке Волго-Ур8ла.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы освешены в 24 статьях и докладывались на Всесоюзных симпозиумах, по стабильным изотопам в геохимии (Москва - 1978, 19Ь0) П и Ш Всесоюзном Совешании по геохимии углерода (Москва - 1986, 1991), 1У Всесоюзном семинаре "Теоретические и экспериментальные модели нефтегазообразования и их использование в прогнозе нефтегазоносности" (Ленинград, 1939), Международном симпозиуме "Нетрадиционные источники углеводородного сырья и проблемы его освоения" (С-Петербург, 1992) и других.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, изложена на 183 стр.машинописного текста, включает 52 иллюстрации, 14 таблиц и список литературы из 182 наименований.

Работа выполнена в лаборатории геохимии пород и флюидов КамНИИКИГС поя руководством доктора геолого-минералогических наук Т.В.Белоконь, которой автор выражает глубокую благодарность и признательность. Выполнение работы оказалось возможным благодаря поддержке и всестороннему содействию всего коллектива лаборатории геохимии пород и флюидов КамНИИКИГС. В процессе работы большое значение имели ценные консультации д.г.-м.н. В.М.Проворова, д.г.-м.н. Е.А.Рогозиной, д.г.-м.н. С.П.Левшуновой, к.г.-м.н. М.Г.Фрик, к.г.-м.н. М.М.Балвшовой, к.г.-м.н. И.Н.Шестова и других. Особую благодарность автор вырвжает д.г.-м.н. Прасолову Э.М. (ЕНИГРИ) и к.х.н. Кобло-вой А.З., под руководством которых начинались эти исследования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОШ

В главе I "Современные представления о происхождении газов и формировании месторождений нефти и газа" изложены взгля-

аы не процессы генерации, миграции и аккумуляции нефтяных и" газовых УВ на северо-востоке Волго-Урала. Их основу составляют работы И.X.Абрикосова, М.М.Балашовой, Б.А.Бвчурина, Т.В. Белоконь, Т.А.Ботневой, С.А.Винниковского, В.И.Внутских, Э.М. Галииова, В.И.Галкина, Ы.В.Двхновой, О.П.Загуловой, Е.С.Лвр-ской, Л.В.Казаковой, И.Г.Калачниковой, Г.С.Калмыкова, А.З. Кобловой, А.В.Кутукова, В.И.Кузнецова, С.П.Максимова, С.Г. Неручева, Б.К.Одепкова, А.А.Оборина, Р.Г.Панкиной, В.М.Про-ворова, Э.М.Прасолова, Н.А.Пьянкова, Е.А.Рогозиной, К.Ф.Ро-дионовой, М.Г.фрик, Л.В.Шаронова, O.A.Щербакове и других.

На основании проведенного исследования показано, что большинство авторов в качестве нефтегазопроизводязшх выделяют девонские терригенные, девонско-турнейские карбонатные и частично визейские терригенные отложения, которые в зонах глубокого погружения становились газопроизводявдыи. В формировании залежей нефти и газа часто важное место отводится процессам латеральной и вертикальной миграции, которые наиболее активно происходили в периоды тектонических движений. В обобщенном виде существующие концепции можно условно разделить на два направления: согласно первому - становление нефте- и газоносности изучаемого региона - происходило одновременно, по второму - свободный газ, образовавшийся с углеводородами нефти в значительной части был утерян, а современная газоносность в основном обусловлена последующими процессами метаморфизма оргвнического вещества и нефтей на больших глубинах.

Анализ распределения газовых и газонефтяных залежей на территории Пермской области и Удмуртии позволил выявить ряд особенностей, которые трудно объяснить существующими представлениями о формировании залежей углеводородов. Так, газовые и газонефтяные залежи не обнаружены в девонском терриген-ном комплексе. Наиболее широкий стратиграфический диапазон развития газовых и газонефтяных залежей отмечен для территории Прецуральского прогибе, где в то же время не выявлено залежей с газовыми шапками. По мере удаления от Прецуральского прогиба в западном направлении диапазон развития газонефтяных звлежей сужается и в пределах Верхнекамской впадины ограничивается верейскими и башкирскими отложениями среднего карбона.

В главе рассмотрены характеристики нефтегазоносных комплексов северо-востока Волго-Урала, ареал их распространения,

вещественный состав, условия аиа- и катагенеза, ОВ нефтегвзо-материнских пород, время прохождения главных зон нефте- и газообразования, а также возможные направления миграции УВ. В результате проведенных исследований обоснована необходимость комплексного исследования газов для выявления процессов формирования месторождений УВ.

Глава 2 "Обоснование комплекса методов исследования газов" посвящена разработке оптимального комплекса исследований газов на северо-востоке Волго-Урала. Известно, что по форме нахождения в литосфере разделяют свободные (в залежах), растворенные (в водах и нефтях), сорбированные и окклюдированные (в породах) газы. Анализ распределения газов разных форм показал, что для решения проблемы формирования месторождений необходимо провопить их комплексное исследование. Это связано как с изменением форм нахождения газов (рассеянные газы концентрируются, а из образованных скоплений происходит рассеяние газов), так и с различной информативностью исследования различных газов. Так, рассеянные газы пород могут использоваться для оценки типа исходного органического вещества, степени реализации им нефтегазоматеринского потенциала и др. Во-дорастворенныв газы широко применяются при прямых геохимических методах поиска, в то же время повышение концентраций гомологов метана может указывать на развитие главной зоны нефте-образования во вмешаюших комплексах пород.

В работе показано, что в пределах северо-востока Волго-Урала наблюдаются некоторые обшие тенденции в изменении компонентного состава газов разных форм, определяемые особенностями геологического развития и связанных с ним процессов газогенерации: в попутных и свободных газах чаше доминируют углеводороды (за исключением западных районов), в водораство-ренных газах - азот или метан, в газах пород значительные концентрации характерны для неуглеводородных компонентов, а среди углеводородов концентрации метана и суммы его гомологов обычно близки. В открытых и закрытых порах пород додевонско-го возраста может резко доминировать метан.

Среди аналитических методов исследования газов наиболее широко используются хроматографические, масс-спектрометричес-кие, микрохимические, суть которых изложена в главе. Особое внимание обращено на метод термогазовой хроматографии, позво-

ляший извлекать и анализировать глубокосорбированные газы ■ горных пороа. Отмечены и некоторые недостатки используемых методов, связанные с условиями отбора и методами дегазации пород. Большое значение в работе придается изучению состава стабильных изотопов углерода и азота компонентов газов, который в комплексе с закономерностями изменения молекулярного состава способствует индентификации источников газов.

Обший объем проб газов разных форм по объектам северо-востока Волго-Урала, обобщенный в данном исследовании, превышает пять тысяч, в котором рассеянные газы пород составляют несколько сотен образцов. В результате обобщения и систематизации данных автором создана компьюторная база данных в системе Ро у - Рго .

В главе 3 "Закономерности распределения компонентов газов в пределах северо-востока Волго-Урала" детально рассмотрены обше тенденции изменения концентраций углеводородных и неуглеводородных компонентов газов разных форм в пределах основных нефтегазоносных комплексов.

В связи с недостаточной изученностью газоносности древних отложений большой интерес представляет исследование рассеянных газов .пород рифейских и вендских отложений. На примере скв. 203 и 204 Бедряжской площади впервые детально изучены такие формы газов, как глубокосорбированные, открытых и закрытых (последние по данным ШИГРИ) пор. Установлено широкое развитие процессов генерации и миграции УВ газов в до-девонских отложениях. При этом увеличение с глубиной концентраций мётана в глубокосорбированных газах и доли метана в составе углеводородных газов закрытых пор и микровключений указывает на частичное вступление пород в главную зону газообразования.

В девонском терригенном нефтегазоносном комплексе наиболее высокие содержания УВ и низкие концентрации азота в попутных газах установлены в южных районах Пермской области. При этом метан и его гомологи находятся обычно в близких концентрациях.

В верхнецевонско-турнейском карбонатном комплексе ареал распространения наиболее обогащенных УВ компонентами и обед-

ненных азотом попутных газов расширяется, захватывая территорию Бымско-Кунгурской, Сылвенской и Соликамской впадин и Кось-винско-Чусовской седловины, где в составе газов наблюдается доминирование метана.

Закономерности распределения концентраций УВ газов и азота в вышележащих комплексах в общих чертах сходны с таковыми для верхнедевонско-турнейских отложений. Следует отметить только резкое повышение доли азота (до 60 и более %) в попутных газах терригенных нижнекаменноугольных отложений Висимс-кой впадины.

В региональном плане наблюдается близкий характер в изменении содержания попутных и воцорастворенных углеводородных газов и азота.

Таким образом, в целом подтверждена установленная ранее закономерность увеличения концентраций УЗ газов в направлении к Прецуральскому прогибу. В то же время в работе показано, что в пределах прогиба также наблюдается существенная дифференциация. Например, наиболее высокое (более 60 %) содержание метана характерно для залежей Сылвенской впадины, Косьвинско-Чусовсной седловины и восточных районов Соликамской впвдины, тогда как в западных районах концентрации метана падают до 40 и менее %. Интересно отметить, что условная граница зон с разной концентрацией в Соликамской впадине проходит по восточным бортам крупных структур.

Анализ результатов исследования УВ газов, глубокосорбиро-ванных на породах палеозойского комплекса, позволил отметить ряд обших тенденций. Изученные нефтегазоматеринскив породы характеризуется близкими концентрациями метана и его более тяжелых гомологов, что характерно для главной зоны нефтеобразования. В области развития продуктивных отложений происходит обогащение пород УВ газами за счет процессов рассеяния из залежей, в составе этих газов доминируют тяжелые УВ.

В связи с низкой степенью сохранности гелия в пробах попутных газов исследования закономерностей его распределения проводилось на основе изучения нефтей, отобранных в пластовых условиях. Установлено, что содержание гелия в пластовых неф-тях достигает 0,006 и более м^/т. Наиболее высокая гелиена-сышенность отмечена для нефтегазоносных комплексов среднего

и нижнего карбона Препуральского прогиба. Показано, что в связи с высокой растворимостью гелия в углевопородных флюидах и с его высокой миграционной способностью, характер изменения гелия в газах как в стратиграфическом разрезе, тек и в региональном плене может быть индикатором миграционных процессов. Наиболее активно эти процессы были развиты в Прецурахьском прогибе.

Комплексный анализ распределения гелия в нефтях и водах в совокупности с данными Э.М.Прасолова (ШИГРИ) для залежей Пермского свода и Бымско-Кунгурской впадины по изотопному составу {^НеУ^Не = 1,9-8,5 10 /У позволяет предполагать генезис его основной части за счет радиоактивных процессов в глинистых осадочных породах.

На основании анализа распределения сероводорода в гвзах концентрированных форм изучаемой территории показана приуроченность повышенных содержаний этого компонента к карбонатный отложениям, что,в частности,проиллюстрировано на примере многопластовых месторождений. Установлена приуроченность серово-дородсодержащих газов к глубинам 1000-1900 м, что совпадает с развитием главной зоны нефтеобразования. Обосновано, что основной источник сероводороде - катагенно-преобразованное органическое вещество нефтегазоматеринских пород. При этом в зонах воздействия более высоких палеотешератур на органическое вешество (Сылвенская впадина) часть сероводорода была образована при термическом разложении сероорганических соединений. Показано локальное влияние гипергенных процессов на накопление сероводорода в газах в системе порода - нефть -- газ, в также попутный газ - водорастворенный газ :,на примере отдельных месторождений в южной и юго-восточной части изучаемой территории.

Выявленные закономерности позволили отметить существенное влияние тектонического фактора и стратиграфической приуроченности на распределении газов северо-востока Волго-Урала и создали основу для решения проблемы генезисе газов.

В главе 4 "О генезисе газов северо-востока Волго-Урала" обобщены исследования изотопных характеристик углеводородных компонентов и азота в попутных газах для выявления наиболее важных геологических факторов, определяющих происхождение газов.

Рассмотрено изменение изотопного состава углерода метана, этана, пропана и бутана в пределах основных нефтегазоносных комплексов.

Диапазон изменения изотопного состава углерода метана (-43 * -58 в целом укладывается в интерввл, характерный для генерации из ОВ пород. Нвиболее обогащенный легким изотопом 12С метан превалирует в газах терригенного девона (модальное значение - в области -50-55 %с). Верхнедевонско-тур-нейский и вышележащие комплексы отличаются более высокими концентрациями тяжелого изотопа ^С (модальное значение выше -40 %о). Тэкая дифференциация позволила предположить наличие разных источников метана в изучаемом регионе.

В отличие от ранее проведенных исследований в данной работе важное место уделено изменении изотопного состава углерода в системе метан - этан - пропан - бутан в поцутных га-зэх. Базовой основой для сравнения послужила обобщенная генетическая модель американских авторов, составленная на основе вариаций изотопных характеристик компонентов газов, полученных экспериментально. Согласно этой модели, каждый источник углеводородных газов имеет свой интервал изотопных характеристик для индивидуального компонента. Для газов северо-востока Волго-Урала выявлена дифференциация по так называемым "изотопным кривым" в ряду СрС2-Сз~С4. При этом учтено, что "серповидный" вид кривой, характеризующийся последовательным изотопным утяжелением компонентов от метана к бутану, отличает генерацию газов из одного источника, "остроугольная" кривая, образующаяся за счет резкого уятжеления пропана, и кривая в виде "ломаной линии" свидетельствуют о различных источниках газов.

На основании исследования более пятидесяти изотопных кривых для попутных газов исслеяуемой территории выявлено, что "остроугольный" тип является отличительной особенностью УВ газов девонского терригенного комплекса, для которых характерно облегчение метана и утяжеление пропана по изотопному составу углерода. Анализ особенностей генерации пропана позволил исключить его появление за счет деструкции нефтей, как предполагали некоторые исследователи, и предположить, что источником могло явиться ОВ гумусового типа в пределах самого комплекса. В этом случае метан должен быть изотопно тяже-

лым, что не наблсцается и свидетельствует о другом источнике этого компонента. Косвенно на смешение газов разных генераций в терригенном девоне указывает и более широкий диапазон изотопного состав» углерода для всех УВ компонентов: метана, этана, пропана и бутана.

В девонско-турнейском карбонатном комплексе при относительном изотопном утяжелении метана преобладают "серповидные" изотопные кривые в пределах Преауральского прогиба и вида "ломаных линий" - на платформе. Приведенные данные указывают на генетическое различие газов девонского терригенного и верх-недевонско-турнейского карбонатных комплексов и о смешении газов разных генераций в платформенных районах.

Изотопный состав метана и вид изотопных кривых для попутных газов нижне- и среднекаменноугольных отложений в целом обнаруживает сходство с верхнедевонско-турнейскими отложениями, которое проиллюстрировано как в региональном плене, так и на примере иногопластовых месторождений. Некоторые отклонения от выявленных закономерностей в работе обоснованы возможностью генерации газов за счет ОВ визейских отложений в прогибе.

Исследование изменения изотопного состава азота попутных газов в комплексе с анализом различных механизмов его возникновения дало возможность заключить, что его основным источником является обогащенное азотом ОВ нефтегазоматеринских пород. При этом специфичность такого источника в терригенном дввоне проявилась по наибольшему обогащению азота легким изотопом * А/ . Получены единичные данные по облегчению изотопного состава'азота битумоидов терригенного девона, подтверждающие парагенезис азота битумоидов и газа.

Таким образом, в результате проведенных исследований были получены данные, позволяющие конкретизировать генезис основных компонентов газов северо-востока Волго-Урала и оценить основные направления миграции УВ флюидов.

В главе 5 "Особенности формирования месторождений нефти и газа северо-востока Волго-Урала по результатам исследования состава газов" рассмотрены процессы генерации, миграции и аккумуляции газов, а также генетически связанных с ними нефтей.

Анализ закономерностей изменения компонентного и изотопного составов попутных газов в комплексе с данными по харак-

теристикам зон возможной генерации позволил дифференцировать газы на четыре основных типа.

Тип I в целом отличается в основном значительным содержанием метана и повышенной его долей а составе УВ газов, относительным обогвшением тяжелыми изотопами метана и азота, "серповидной" кривой распределения изотопного состава УВ. Газы I типа доминируют в верхнедевонско-турнейских и вышележащих отложениях Соликамской впадины. Основной источник этого газа - это высокоуглеродистое ОВ верхнедевонско-турнейских отложений Камско-Кинельской системы впадин, развитой в данном районе. При этом различие условий генерации УВ предопределило некоторое отличие газов северо-востоке Соликамской впадины (16) от центральных и южных районов (1а), проявившееся в первом случае в увеличении доли метана, уменьшении концентраций тяжелых УВ и азоте, некотором облегчении углерода метана по изотопному составу. Газы типов 1а и 16 в нижнекаменноугольных терригенных и среонекаменноугольных отложениях в какой-то степени имеют уже миграционный характер. Дифференцирование в соствве газов при вертикальной миграции наиболее ярко проявилось для газов нижнепермских отложений (тип 1в).

Газы верхнедевонско-турнейских и вышележащих отложений Косьвинско-Чусовской седловины и Сылвенской впадины объединены в тип П. В отличие от газов I типа для них характерно понижение доли тяжелых УВ и обогащение метана легким изотопом 12С. Генерация газов П типа обусловлена погружением в главную зону нефтеобразования нефтегазоматеринских пород Камско-Кинельской системы впадин (тип Па в районах Косьвинско-Чусовской седловины и севера Сылвенской впадины) и в главную зону газообразования соответствующих пород Уткинско-Серебрянской впадины (тип Пб - юг Сылвенской впадины). Это, в частности, подтверждается некоторым изотопным утяжелением метана в южных районах Сылвенской впадины. Явно миграционные по составу газы нижнепермских отложений выделены в тип Пв.

Ш тип образует газы девонских терригенных отложений в основном платформенной части исследуемого района. Отличительные особенности газов Ш т/па проявляются в близких концентрациях метана и тяжелых УВ, самом легком по изотопному составу углерода метане и самом изотопно-легком азоте, часто "остро-

угольном"типе изотопной кривой УВ газов. В вышележащих отложениях газы такого типа практически не встречены. Обособленность газов девонского терригенного комплекса от вышележащих, вероятно, определяется хорошими флюидоупорными свойствами кыновско-саргаевской покрышки.

Наиболее широкое распространение в пределах верхнедевон-ско-турнейских и вышележащих отложений платформенной части получили газы 1У типа. Их общие черты (невысокое содержание метана, обогащенного тяжелым изотопом, "серповидный" и "ломаный" виды изотопных кривых, часто высокое содержание азота и др.) обусловлены различным происхождением. Генезис газов в районах близких к Прецуральскому прогибу (Висимская впадина, Пермский свод, Бымско-Кунгурская впэдина, Башкирский свод (Па и Пб) обусловлен как собственными процессами нефтегенера-ции во впадинах Камско-Кинельсяой системы на платформе, так и миграционными процессами из зон генерации Предуральского прогиба.

Что касается южных и северных районов Верхнекамской впадины (1Ув и 1Уг), то здесь УВ газы и азот в основном явились продуктами генерации высокоуглеросистых и обогащенных азотом верхнедевонско-турнейских нефтегазоматеринских пород, испытавших начальную стадию нефтеобразования, т.е. с невысокой долей мётана в продуктах генерации.

Твким образом, в работе обосновано, что ОВ верхнедевонс-ко-турнейского комплекса Камско-Кинельской системы впадин послужило основным источником не толъно нефтяных, но и газовых УВ и азота на изучаемой территории. Различная степень преобразования этого ОВ во впадинах Камско-Кинельской системы в пределах прогиба и платформы в совокупности с развитием благоприятных геологических факторов для вертикальной и латеральной миграции создали установленный характер изменения газоносности.

Убедительным аргументом связи процессов нефте- и газообразования в верхнедевонско-турнейском комплексе является то, что именно для него получено наибольшее число значимых коэффициентов корреляции между составом нефтей и газов. Наг Пример, соотношение метана и азоте в попутных газах связано с содержанием метано-нвфтеновых УВ, соотношением легких нормальных и изоуглевоцороцов С^-Сд прямой корреляционной зави-

симостыо ("£-> 0,55). Вследствие различия в миграционной способности газообразных и жидких УВ по мере удаления от основной зоны генерации в процессах вертикальных и латервльных перетоков эти связи нарушаются. Кроме того,следует отметить, что нефтегазоматеринские породы данного комплекса содержат близкие концентрации рассеянных метана и более тяжелых газообразных УВ, что характерно для зон нефтеобразования.

В работе акцентируется внимание на вертикальной зональности распределения газов разных типов по разрезу, проявляющейся в сходстве типов газов верхнедевонско-турнейских и вышележащих отложениях. Вертикальное перераспределение нефтяных УВ в пределах изучаемой территории предполагалось и ранее, но то, что в отношении газов оно исключает залежи терригенно-го девона, обнаружено впервые и ставит проблему пересмотра существующих представлений о формировании залежей нефти в этом комплексе. В этом плане интересно отметить, что нефти и газы терригенного девона практически не обнаруживают между собой корреляционных связей по составу.

Анализ возможных источников УВ терригенного девона позволил предположить смешение газов разных генераций, таких как собственный потенциал ОВ в пределах платформы, реализованный в главной зоне нефтеобразования, так и приток газообразных УВ за счет глубокопогруженных комплексов Прецурвльского прогиба и платформы. В таком случае получает объяснение обнаруженный автором факт наиболее широкого диапазона изменения изотопного состава метана, этана, пропана и бутана для девонского терригенного комплекса.

Интенсивные перетоки газообразных УВ из верхнедевонско-турнейского комплекса (особенно в Прецуральсном прогибе) обусловили и вынос гелия из пород, наиболее миграционноспособно-го газового компонента. В результате наиболее высокие его концентрации зафиксированы в вышележащих комплексах прогиба.

Обосновано, что азот и сероводород попутных газов были генерированы за счет ОВ нефтегазомвтеринсних пород, при этом сероводород мог дополнительно образовываться при благоприятных условиях в зонах гипергенеза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ниже представлены основные научные и практические результаты диссертации.

1. Впервые выполнено комплексное обобщение результатов изучения состава природных газов пород и флюидов протерозойских и палеозойских отложений северо-востока Волго-Урала (свободные, попутные, рассеянные в породах) и обоснована их высокая информативность для решения вопросов, связанных с формированием месторождений углеводородов.

2. Установлены региональные закономерности изменения содержания метана, тяжелых УВ газов, азота и гелия в попутных и свободных газах для палеозойских нефтегазоносных комплексов северо-востока Волго-Урвла и их связь с распределением воцо-растворенных гвзов. При подтверждении обшей тенденции изменения концентрации в зависимости от удаления от Предуральского прогиба, выявлена и различная зональность в пределах прогиба по распределению этих компонентов.

3. На базе комплексного исследования компонентного и изотопного составов углерода метана, этана, пропана и бутана попутных газов обоснована высокая роль верхнедевонско-турнейских карбонатных отложений Намско-Кинельской системы впадин и Ут-кинско-Серебрянской впацины в генерации газов данного комплекса и вышележащих отложений. Различие в компонентном и изотопном соствве углерода газов в значительной мере определяется степенью катагенеза нефтегазоматеринских пород, существенно различающейся в пределах Предуральского прогиба и востока Русской платформы. Получены данные о парагенезисе нефтей и УВ газов верхнедевонско-турнейского карбонатного комплекса.

4. По данным изотопного состава УВ газов и азота обосновано генетическое различие газов девонского терригенного и верхнедевонско-турнейского карбонатного комплексов.

5. ЕЬявлено превышение суммарного содержания тяжелых УВ над метаном в глубокосорбированных газах нефтегвзоматеринских пород, вступивших в главцую зоцу нефтеобразования, что может служить критерием нефтегенерации.

6. Установлено повышенное содержание доли метана в УВ компонентах газов закрытых пор и ыикровключений, а также в газах глубокой сорбции пород рифейского и вендского возраста,

)

свидетельствующее о развитии в них процессов газогенерации.

7. На основании изучения количественного распределения и состава стабильных изотопов азота в попутных газах установлено наличие двух генетически различных ассоциаций (изотопно-легкого и изотопно-тяжелого), связанных с механизмом его генерации в нефтегазоматеринских породах различного диалогического типа.

3. Обоснована приуроченность сероводородсодержаших газов к карбонатным комплексам вмешавших пород. Доказан генезис его основной части за счет органического вещества нефтегазоматеринских пород в зоне мезокатагенеза. Показана возможность генезиса данного компонента за счет гипергенных процессов в малопогруженных залежах.

9. Гелий в залежах имеет радиогенную природу и сформировался в основном в осадочных породах. Увеличение его концентрации в десятки-сотни раз в газовых шапках месторождений верхних горизонтов карбона в сравнении с содержанием в попутных и свободных газах других продуктивных комплексов, связано с активными процессами вертикальной миграции УВ газов.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Изотопный состэв нефтей и газов Удмуртской АССР. // Тез.докл. УП Всесоюзного симпозиума по стабильным изотопам в геохимии. М.: 1978. С. 175-177 (в соавторстве с Кобловой А.З.).

2. Состав попутных газов месторождений Пермского Прикамья. Инф. листок № 621 Пермского ЩИ. Пермь.: 1973. 3 С. (в соавторстве с Кобловой А.З.).

3. Состав попутных газов месторождений Прецуральского прогиба.// Нефтегазовая геология и геофизика, вып. б. М.: 1980 (в соавторстве с Чобловой А.З.).

4. Попутные нефтяные газы Прикамья.// Тез.докл. УШ Всесоюзного симпозиума по стабильным изотопам в геохимии. М.:

I980. С. 246-247 (в соавторстве с Кобловой А.З.).

5. Состав свободных газов в зависимости от стадий катагенеза и типа ОВ пород.// Тез.докл. УШ научн.-техн.конференции молодых ученых и специалистов. Пермь.: 1982.

6. О генезисе свободных газов Прикамья. // Газовая про-

мышленность. М.: 1983, № 7 (в соавторстве с Кобловой А.З.). '

7. Условия образования сероводорода в нефтяных залежах северо-востока Урало-Поволжья.// Тез.докладов Совещания по проблемам сероводорода. Волгоград: 1984 (в соавторстве с Кобловой А.З.).

3. Сероводород в попутных газвх Прикамья. Деп. в ВИЭМС. М.: 1985. № 268-МГ. С. 2-9 (в соавторстве с Кобловой А.З.).

9. Геохимические показатели фазового состояния залежи.// Пермский ЦНТИ. Информационный листок № 39В-85. Пермь.: 19В5 (в соавторстве с Кобловой А.З. и др.).

10. Геохимические особенности нефтей и газов зон нефте-газонакопления северо-востока Волго-Урала.// Тез.докладов

П Всесоюзного Совещания по геохимии углерода. М.: 1986. С. 357-359 (в соавторстве с Кобловой А.З., Грибановой М.Г.).

11. Геохимия нефтей и газов Верхнекамской впадины. Деп. в ВИЭМС. * 735-МГ. Пермь.: 19а9. С. 12 (в соавторстве с Кобловой А.З., Фрик М.Г.).

12. Газы Колвинской глубокой параметрической скважины.// Комплексное исследование пород и флюидов сверхглубоких скважин СССР. Сб. КамНШКИГС. Вып. 2. Пермь.: 1989. С. Ь4-57 (в соавторстве с Белоконь Т.В., Кобловой А.З.).

13. Газы Тимано-Печорской сверхглубокой скважины. // Комплексное исследование пород и флюидов сверхглубоких скважин СССР. Сб. КауЬИИКИГС. Вып. 2. Пермь.: 1989. С. 21-26 (в соавторстве с Белоконь Т.В., Кобловой А.З.).

14. Характеристика нефтей и газов Дороховской валооб-разной зоны. Деп. в ВИЭМС. № 922-МГ. Пермь.: 1990. С. 1-2 (в соавторстве с Кобловой А.З., Шнее В.Д.).

15. Глубокосорбированные газы пород продуктивного разреза юго-восточной чести Башкирского свода. Деп. в ВИЭМС.

№ 922-МГ. Пермь.: 1990. С. 6-8 (в соавторстве с Кобловой А.З.).

16. Основные региональные закономерности изменения состава нефтей, газов и ОВ пород юго-востока Пермского Прикамья. Деп. в ВИЭМС. № 922-МГ. Пермь.: 1990. С. 3-5 (в соавторстве с Кобловой А.З.).

17. Геохимические аспекты формирования нефтяных залежей в сложных геологических условиях.// Тез.докладов 1У Всесоюзного семинара "Теоретические, природные и экспериментальные

модели нефтегазообразования и их использование в прогнозе неф-тегазоносности. Л.: 1989 (в соавторстве с Кобловой А.З.).

18. Нефти, газы и ОВ пород севера Урало-Поволжья. Каталог физико-химических свойств. Пермь.: 1989 (в соавторстве с Вин-никовским С.А. и др.).

19. Геохимический прогноз нефтегазоперспективных объектов Верхнекамской впадины.// Геохимия, 1990, № I. С. 84-90. (в соавторстве с Галиыовым Э.М., Фрик М.Г., Кобловой А.З.).

20. 0 глубинной органической геохимии.// Тез.докладов

Ш Всесоюзного Совещания по геохимии углерода. М.: 1991. С. 7 (в соавторстве с Белоконь Т.В. и др.).

21. Изотопный состав азота-индияатор генезиса тяжелых нефтей и газов.// Тез.докладов Международного симпозиума "Нетрадиционные источники углеводородного сырья и проблемы его освоения". С-Петербург.: 1992. С. 151-152 (в соавторстве с Фрик М.Г., Кобловой А.З., Прасоловым Э.М.).

22. Геохимия органического вещества пород больших глубин (по материалам бурения глубоких и сверхглубоких скважин). Там же. С. 251-252 (в соавторстве с Белоконь Т.В. и др.).

23. Особенности состава газов Тюменской сверхглубокой скважины.// Тез.докл. совещания "Результаты бурения и исследования Тюменской сверхглубокой скважины". Пермь.: 1995. Кам-НИИКИГС. С. 79.

24. Распределение некарбонатного углерода, битумоидов и газов в породах красноселькупской серии Тюменской сверхглубокой скважины. // Тез.докладов Совещания "Результаты бурения

и исследования Тюменской сверхглубокой скважины". Пермь.:1995. КамНИИКИГС. С. 76 (в соавторстве с Фрик М.Г., Батовой И.С.).

Сдано в печать 18.02.97г. Формат 60x84/16. Шьем 1,25 п.л. Тираж 100. Заказ 1107. Ротапринт ПГТУ.