Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геоэлектрохимические исследования при поисках нефтегазоперспективных объектов

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Геоэлектрохимические исследования при поисках нефтегазоперспективных объектов"

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УШШЕРОШГГ

На правах рукстш

ШИГАЕВ ВИТАЛИЙ ЮРЬЕВИЧ

ЛЮЭЛЕЮРОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛВДОВАНИЯ ПРИ ПОИСКАХ НЕФТЕГАЗОПЕРСПЕКТИВНЫХ ОБЪЕКТОВ

Специальность 04.00.12. - Геофизические методы поисков и разведки иесгороздешШ полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата геаиого-мкнсралогнческих каук

СА РА ТО В- 1 997

Работа вуполпе::а на кг^едре геофизических иетодоа разведи» полезных искспа&ш Саратовского государственного университета.

Научный руководитель: доктор геолого-тшералогических наук профессор Й.П.ШЩЕНШШ

оппонент»: член-корреспондент РАЕМ, доктор технические наук, профессор В.В.ТНКВАЕВ кандидат геолого-пинерапэгичаекпх наук С.В.К01ЕСННКОЦ

Ведущая организация: Государственное геологическое предприятие

"Ннгнозолжскгсология"

Защита диссертации состоится _ ¡1997 г> с ТР

часоз на заседании диссертационного совета К. 083.74.03 Саратовского государственного университета имогн ¡1. Г. Чернывевского по адресу: 410601. Саратов, ул. Московская. 155. Е корпус, геологически:'! факультет. аудитория 53.

С диссертацией цо&но ознакомиться с библиотеке СГУ.

Автореферат разослал 1997 г.

Учений секретарь диссертации, того совета ;;с;'.'тор геолого-шкералогических наук < Г. Б. КулсЬа

Актуальность теш исследований.

Нефть и газ является важнейвими источниками энергии и минерального сырья для многих отраслей народного хозяйства. В настоящее время поиски месторогдений углеводородов (УВ) приходится вести в сложных геологических условиях, на больвкх глубинах, что связано с большими трудностями. Это вызывает необходимость постоянного еовервенствования методов поиска и разведки ыестороздений УВ. Одной из актуальных и '¿ахных проблей при этом, по мнении академика В.Н.Страхова, является создание методов, основанных на изучении "эффектов от искусственных воздействий на природную среду. иначе - от взаимодействия среда с полями." Такая возмозность представляется, в частности, при активизации геохимических процессов в горных породах электрическим током (Гольдберг И.С., Комаров В. А., Кузнецов 0.Л., Путиков О.О.. Рысс B.C.. Свешников Г.В.. Симкин З.М.. Соколова А.И. и др.). В этом случае возникгэт аномалии содержания микроэлементов в горных яородах, значительно иревшающие по величине концентрации тяжелых металлов с образцах до пропускания в них электрического тока. Вагины преимуществом при этом является непосредственное изучение вещественного состава горных пород, что особенно актуально при определении и прослеги-вании путей миграции УВ.

В последние годы разрабатывавтея различные геохимические и. в частности, литогеохимические методы поиска месторождений нефти и газа. Однако их эффективность остается до конца не выясненной. Это объясняется, во-первых, недостаточной точностьп аналитических определений, во-вторых, малой представительность!? результатов анализа содержаний микроэлементов, в-третьих, невозможностью определения спектральным анализом концентраций тяжелых металлов, находящихся в подписной форме, что особенно зазено при исследовании наложенных ореолов рассеяния микроэлементов.

Активизация геохимических процессов в горных породах позволяет устранить перечисленные недостатки. Эта возможность реализуется гесэлектрохимическими методами при поисках рудных полезных ископаемых (Алексеев А.И., Гольдберг И.С., Путикоз О.Ф., Рксс B.C., Соколова А.И. и др.). Истоки геоэлектрохшии относятся к началу XIX з. На начальном этале наиболее интенсивное развитие получили методы, основанные на изучении естественных электрических полей (Аузин А. К., Петровский А.А.. Рксс Ю.С.. Свеяникоз Г.В., Семенов

A.C., Узле Р.. Шлюмберже К. и др.). Влияние электрических токов на минералообразопание и миграцию вещества послужило ыснцккм стимулом создания дистанционных методов прямой регистрации вещественного состава горных пород (Гольдберг И.С.. Комаров В,А., Ыар-куиин Я.В., Путиков О.Ф.. Рысс B.C.. Соколова А.И; и др.). Если в рудной геофизике к настоящее времени накоплен больной положительный опыт, то при поисках залежей УВ исследования в этом направлении начали развиваться лишь в последние годы (Васильева

B.П.. Воровилов H.A.. Гольдберг И.С.. Рысс Ю. С. и др.). Перекос "рудных" методов в нефтегазовую геофизику потребовал постановки . исследований по теоретическому и иетодическоцу обоснованию геоэ-лектрохкшческих нефтегазопоисковых работ.

Цель исследований. Основной целью работы является разработка методики лабораторных и полевых геозлектрохимимеских исследований при прогнозировании иефтегазоносности локальних объектов.

Основные задачи исследований:

1. Провести теоретико-экспериментальное обоснование геоэлектрохимических исследований отложений, перекрывавших нефтегазовые залежи. ;

2. Обобщить и провести анализ гсолого-геофизхческой информации с целью построения обобщенной физико-геологической модели нефтегазового месторождения.

3. Исследовать зону гилергенеза при локализации нефтегазовых аномалий наложенных ореолов рассеяния микроэлементов с целью уточнения данных литогеохиыической съемки.

4. Разработать оптимальную схему проведения геоэлектрохимических исследований, включающую способы получения и интерпретации исходных данных, обеспечивающих построение обобщенной геоэлектрс-химической модели нефтегазового месторождения.

5. Составить геоэлсктрохимические модели типовых месторождений УВ.

Научная новизна.

1. Впервые дано теоретическое и методическое обоснование ге-оэлектрохкиического метода исследований,отложений, перекрывающих нефтегазовые яалеяи. основанного на активизации геохимических процессов электрический током.

2. Разработана методика лабораторных гсоэлектрохимических исследований отлоасний. перекрывают нефтегазовые залежи, закго-

чающаяся в анализе образцов горных пород, подвергшиеся активизации электрическим током.

3. Разработана методика полевых геозлектрохикических исследований, основанная на изучении образцов горных пород, отобранных из приэлектродных зон. при различных разносах токовых электродов.

4. Обоснована методика интерпретации данных геозлектрохими-ческих исследований, основанная на изучении корреляционных связей между распределением микроэлементов, глубинами залегания и толщинами изучаемых геологических объектов.

5. Впервые построены геозлектрохимические модели типовых месторождений УВ.

8. Получены новые геологические результата при исследовании зоны гилергекеза. косвенно свидетельствующие о глубинном происхождении поверхностных геохимических аномалий.

Достоверность научных выводов работы подтверждается воспроизводимостью экспериментальных результатов.

В диссертации защищаются:

1. Методика геоэлектрохимических исследований отложений, перекрывающих залежи УВ.

2. Методические приемы интерпретации геозлектрсхиоических аномалий распределения микроэлементов при нефтегаэопоискозых работах.

3. Геозлектрохимические модели типовых месторождений нефти и газа.

Научно-практическое значение результатов работы состоит в том, что данные, полученные при геоэлектрохиыических исследованиях могут быть использованы в качестве основных критериев оценки нефтегаэоносности локальных объектов. Больпуп практическую ценность при этом представляют составленные автором геоэлектрохимические модели типовых месторождений УВ. Данные, получаемые при изучении зон гипергенеза могут быть использованы при косвенном обнаружении путей миграции УВ, что имеет ваанейиее значение в теории и практике нефтяной геологии.

Разработанная автором методика исследований может использоваться при экологических исследованиях почв, загрязненных тяжелыми металлами, а п\кже при реабилитации урбанизированных террарий.

Реализация,результатов.

Результата исследований использовались при экологической картировании Хирноеского нефтяного района и изучении экологических последствий при разработке нефтегазовых месторождений Нижнего Поволжья на различных стадиях их эксплуатации. Результаты исследований внедрены в АО "Саратовнефтегеофизика".

Апробация работы и публикации.

Основные положения диссертации и результата исследований докладывались на Международной конференции "Неклассическая геозлект-рика" (Саратов-1995 г.). на Всероссийской научно-технической конференции (г. Периь-1993.1994г. г. ), на Всероссийской солевом совещании (г.Санкг-Петербург-1994 г), на Всероссийской научно-технической конференции "Экология и геофизика" (г.Иоскза-1995 г.). на научно-практическом семинаре "Проблемы акологии Саратова и области" (г.Саратов-Ш^). на XXX Международной научной студенческой конференции "Студент и научно-технических прогресс" (г. Новосибирск -1992 г,). на Всесоюзной научно-технической студенческой конференции по геофизическим методам разведки (г.Перць-1991 г.).

По теме диссертации в печати опубликовано 12 работ.

Структура й объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитированной литературы. Обгдай объем работы составляет 191 страницу мавииописного текста. Диссертащя содержит 15 таблиц. 54 рисунка и список литературы из 101 наименований.

Диссертация выполнена на кафедре геофизических методов раэ-аедки полезных ископаемых Саратовского госуииверситета под руководством профессора D. П. Конценебина. которому автор выражает свою искреннюю благодарность. Больвую помоац» при-обсуждении работы, сборе материалов и оформлении оказали профессор Л. С.Кравченко, доценты В.Г.Балабанов. М.И.Ркскин. Э.С.Шестаков. О.Г.Шигаев, к. г. -м.н.А.Ю. Гужиков. И. В. Пролетки». И. В.Верстобитова. студента Д. В. Чибизов. tí. Н. Маслов. В. В. Дудин. Л. А. Няснккова. 0. И. Skokod. Н. В. Дородняя. Всем км автор признателен.

(Удержание работы..

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи работы, приводятся осиошше научные положения. выносимые на aatprry.

Псрзая глава посвя^он* лробл^е ^орыировашш обобцС-гоюй фнзи-

- т -

ко-геологической модели (ФГМ) нефтегазового месторождения. Основой ОГМ является структурно-вга?ественный комплекс (СВК), состоящий из геологических образований и иг физико-химических характеристик.

В разделе 1.1. приводятся сведения об эволюции представлений о СВК нефтегазовых месторождений как геологической модели изучаемого обгекта. Первые общие представления о ФГМ ыестороздений УВ, как совокупности геологичзских. геохимических и геофизических параметров. описывающих не только залежь, но и след диффузионного потока (ореола рассеяния УВ) дал в начале XX века В.И.Вернадский. 'Исследования Аиирова К. Б., Березкина В. М., Гумарова К. С.. Зорькина Л. М., КарусаЕ. В.. Киричек М.А., Кругловой З.Д., Кунарева

A.A.. Матвеева Б.К.. Могилевского Г.А.. Сейфуллина P.C., Сидорова

B. А., Сидоренко А. В., Соколова В. А.. Тикваева В. В. и др. дополнили первые сведения о залежах нефти и газа разнообразной информацией. подтверждающей идею В. И. Вернадского. •

Раздел 1.2. посвящен вопросам образования локальных неодно-родностей над месторождениями УВ. образующихся под воздействием эпигенетических УВ и являющихся причиной формирования над ними аномалий геолого-геофизических, геохимических полей и, в частности. полей наложенных ореолов рассеяния микроэлементов. Рассматривается механизм их образования под воздействием геологических, химических. Физических, биологических и других факторов, приводится классификация Форм нахождения элементов, предложенная Л.В.Антроповой, согласно которой выделяются:

1. Водорастворимая группа форм элементов, в которую входят ионы этих элементов, находящиеся либо в растворенком состоянии в жидкой Фазе, либо о соединениях, расгьорииых в воде.

2. "Капиллярная" Форма, к которой относятся элемента, содержащиеся в капиллярной влаге.

3. Сорбированные Лориы, вклачзяцие з свой состав элементы, находящиеся у границ твердой и жидкой фаз, закрепленные на твердой Фазе силами сорбции.

4. Груша элементов, связанных с окислами и гидроскислами железа и марганца (феррум-форма).

5. Группа форм нахождения элементов в воде собственных минералов, силикатов и изоморфных примесей в породообразующих силикатах.

- о -

Исследованиями Архипова Л.Я., КарусаЕ.В., Кузнецова 0.Л., Кучерука Е.В; и др. установлена зональность в составе форм нахог-дения элементов. Вертикальная зональность проявляется в.существовании ведущих групп форм в четырех горизонтах: почвах, рыхлых отложениях. коренных породах зоны окисления и коренных породах ниже последней. При этом над нефтегазовыми залезами микроэлемента в верхней приповерхностной зоне .находятся в форме водных растворов и "капиллярной" влаге, а их содерзание не превышает доли процентов от валовых концентраций.

Горизонтальная зональность проявляется в количественных изменениях групп форм внутри каждой выделенной вертикальной зоны и зависит от велич-.'лк электрохимического потенциала элементов.

Ореолы рассеяния химических элементоз в почвах и приповерхностных отлокениях, представляют собой аномальную зону. обогащенную отдельными элементами, совпадающую в плане с контуром нефте-газокосности или окаймляюцую залегь. При этом наиболее контрастные аномалии по отдельным микроэлементам встречаются в покрыпках залежей. В приповерхностных отложениях валовые содержания элементов в горных породах над залежью и за ее пределами различается слабо. Данный факт подтверждают литогеохимические исследования, проведенные автором на ряде месторождений УВ. характеризующихся различным геологическим строением: Королевском, Жирновском, За-падно-Степком. Йихалковском. Чангыр-Таа.

3 разделе 1.3. приводится обобщенная физико-геологическая модель нефтегазовых месторождений предлозенная Карусои В.В., Кузнецовым О.Л., Петуховьм A.B. и др. При зтем нефтегазовые месторождения аппроксимируются не только собственно залеяьв УВ. но к перекрывающими отлоаениями, которые характеризуются измененными физико-химическими свойствами пород в результате эпигенетического воздействия на них УВ. Поисковыми обгсктамн литогеохимической съемки при этом являются почва, рыхлые отлогения приповерхностной зоны и геохимические барьеры. Однако использование в качестве анализируемого материала валовых концентраций элементов не всегда правомерно из-за низкой контрастности и практического отсутствия аномалий. Последнее обстоятельство требует проводить работа по усовераснствованию литогеохимической съемки. Однна из путей со-всрЕенствопамия является активизация геохимических процессов и горных породах электрическим током, что отмечается Грльдбергоы

И.С.. Путиковым О.Ф.. Рыссш Ю.С., Соколовой А.И. я Ер.

Во второй главе приведены теоретические основы геоэлектрохи-мотеских исследований отложений, перекрывающих нефтегазовые залоги.

Физико-химические основы геоэлектрохимических методов исследований рассматриваются в разделе 2.1.

Прохождение электрического тока через горные породы приводит к их преобразованию, связанному с электрохимическим растворением минералов. Общей закономерностью такого растворения, по мнению В.С.Рысса является первоначальное извлечение элементов из слабо-закрепленных. а затем все более труднорастворишх форм.

Электрохимические процессы, проходящие в горных породах, определяются, главным образом, плотностью (силой) тока и длительностью процесса (временем пропускания тока). Перенос электрических зарядов происходит в жидкой фазе горных пород и осуществляется за счет ионов.

В разделе 2.2. описаны процессы прохождения электрического тока через горные порода. Рассмотрено движение веществ под действием электрического тока в наиболее простой модели - отдельном капилляре. Приводимые в разделе, данные основаны та результатах экспериментов iL А.Алексеевой, которая определила зависимость подвижности и скорости заряженных частиц на разных уровнях от стенок капилляра. При этом отмечено, что вблизи стенок капилляра частицы движутся от анода к катоду, а в центре капилляра от катода к аноду. Расслоенность а движении зарядов обусловлена влиянием на них дополнительных факторов, например, злектроссматического движения жидкости.

Движение ионов во влажной пористой среде (горных породах) регистрируется как интегральный эффект слохных двизений в кагдом из капилляров. Особенности подвижности ионов в пористых средах наиболее полно описаны в работах Алексеевой H.A.. Гольдберга И.С.. Григорьева 0. Н.. Рысса ¡3. С.. Фридрихсберга Д. А» и др. В результате установлено, чтэ обычно подвижность ионов в пористой среде меньше, чем в свободном водном растворе в 2-5 раз и более. Чем меньше пористость и ниже влажность, тем. как правило, менызе интегральная подвижность ионов (Алексеева М.А., Гсшьдберг и. С., Рысс Ю. С.). Вместе с тем с увеличением концентрации электролита , наблюдается уменьшение скорости ионов и увеличение соответственно

подвижности. Другими факторами, влияющими на подвижность ионов являются электрокинетические явления и, в частности, электроосмос.

С целью определения скорости движения ионов Си£< автором были проведены экспериментальные исследования. В лабораторную емкость загружался песок, насыщался дисциллированной водой. В качестве анода использовался медный электрод, катод был изготовлен из графита. Напряженность электрического поля составляла 23 в/см. Согласно полученным результатам, подвижность ионов Cu2* составила 0.28 см2/в'ч, а скорость перемещения ионов Си2* - б см/ч, что не противоречит данным Алексеева Г.И. и Гольдберга U.C. Значения подвижности ионов в больших блоках горных пород по Л. В.Антроповой, Ю.С. Рысса на порядок к более превышают величины, установленные в свободных водных растворах.

Далее в работе приводятся экспериментальные данные по электрохимическому извлечению микроэлементов из песчгно-глкнистьж пород. отобранных из геохимических скважин, пробуренных на Западно-Степной плоцади, распологенпой на стыке Клинцовского выступа и юго-западной части Бузулукской впадины. Согласно результата.! опыта, микроэлементы, в частности, Kl, to, Pb, V присутствуют как в катионной, так и в анионной формах. Причем Ni доминирует в кати-онной форме, РЬ и Mri - в анионной, У примерно в разных соотноае-ниях. Время пропускания электрического тока в эксперименте составляло 120 мин, сила тока - 250 ыА. В первые 25-40 мин пропускания тока наблюдается резкое возрастание концентрации в призлект-родных участках, так концентрация Мл возросла в 2.5 раза, V - в Î.5. til - в 6, РЬ - в i раза. Затем рост концентрации прекращается. Анализ показывает, что увеличение концентрации произозло за счет микроэлементов . находящихся в образцах в слабозакропленной Форме. Полученные данные удовлетворительно согласуются с результатами Л.В.Антроповой. Таким образом, изменяя врсия пропускания и силу электрического тока появляется возможность избирательного извлечения микроэлементов из образцов горных пород.

Третья...глава посвяцсна разработке методики геозяектрохимичес-ких исследований отложений, перекрывающих нефтегазовые заложи, которая базируется на аканиях закономерностей движения заряженных частиц в горках породах и возможности злектрохимичсского извлечения из них микроэлементов различных форы содержания.

Разработка методики лабораторных гесэлсктрохкмкчсаШ исследований изложена а разделе ЗЛ...

В ее основе лежат опытдао работы, главной задачей которых было определение оптимальных параметров силы тока J и времени 1 пропускания электрического тока через образца горках пород, проблема выбора этих параметров определяется извес-пкм законом параден.

С целью определения оптимально;"! силы тока через образцы горных пород пропускался электрический ток силой 10, 100, 300 мА. Через каждые 5 мии из приэлект^одных участков отбирались образцу для определения в них значении концентраций макроэлементов.

Результаты эксперимента позволили считать оптимальной силу тока з 250 мА.

С целью определения времени пропускания электрического то!-а через образцы горных пород к дан.чым геоэлсктрохглшчсских исследований бил применен аппарат однофактормсго дисперсионного анализа. Полученные данные позволяют считать временной интервал от 20 до 45 мин оптимальным для лабораторных исследований.

Обоснованность выбора данного временного интервала подтверждается результатами лабораторных исследований с образцами, отоб-ргкнкми на Запал;га-Степной плошал;-. Получение результаты указывают на то, что основной прирост содержания ГП. РЬ. Ня. V приходится на первые 15-25 мин пропускания тока через образу; пород,

Раздел 3.2. содержит методическое обоснование полевых геоэ-лсктрокимичесних исследований. о основе которых лехат усгачсзлсн-ные Гольдбергом И. С.. Россом С. С. и ср. факту, подтверлдг^ие струйную миграцию рещества. Миграция У В осуществляется по сюлдб-ленжм зенал и сопровождается 'эпигснетичеСкили изменениями о пе-ренриваючях эалежи горных породах. Если это тек, то след кигр^ру-юза УВ «ояп с?»аругнть гтоеяоййо тоучая изменение? минерального состава пород, перекрызг&есях 'мсЗЙГегаЬогое залези. Рсзенке данной проблемы требует разрзботй!й мегеддал работ, направлен?®!» !« выяп-ление следов-миграции. С от ей ¡¡ел к с автор предложил непольг.етть йрухэлсктроди^й установку ^В. Суямость предлагаемой »столики селевых геоэлоктрохиыйческих исследований эал/жчдется а том. что сг риезиего источник/! тока через лктаггумг электроды в горкме пер о» вводится постоянный тек, с пемочьв которого есучесголжггся извлечено микроэлементов, и* пе-рснсс и нахсплемю а призлектроомх

частях с последующим отбором проб для анализа их элементного состава. В зависимости от напряженности поля и времени пропускания t тока изучаются подвижные формы каждого элемента, которые ло данным Васильевой В. И.. Гольдберга И.С.. Рысса В.С.. Дорогокупец Т. И. и др. несут наибольшую информацию о залежах УВ. Послойное изучение геохимической обстановки осуществляется за счет последовательного увеличения разносов токовых электродов, что позволит проводить геоэлектрохимическое зондирование горных пород.

В четвертой гладе дано описание геоэлектрохнынческих моделей ■типовых месторождений УВ: Королевского, Кирновского, Западно-Степного, Михалковского, Чангьр-Тгп. Приведены результаты геоэлектрохимических исследований на Петропавловской площади.

Построение моделей основана на геозлектрохнмических данных, полученных с учетом вертикальной и горизонтальной зональности: почвам (Королевское, Кирновское), рыхлым отложениям (Михалковское), коренным отложения:.', зоны окисления (Западно-Степное и Чан-гыр-Таз). коренным отложениям ниже зоны окисления (Чзнгыр-Tas).

Важным аспектом любых исследований является оценка точности получаемых данных. Реоенне вопроса о точности экспериментальных геоэлектрохккических материалов изложено в разделе 4.1.

В ходе определения качества полученных результатов установлено, что распределение данных опробования геоэлектрохиыического метода является нормальным. а форма кривой плотности вероятности концентраций микроэлементов практически совпадает с кривой нормального распределения. Далее были вычислены как относительные ояибки определения концентраций Мп, Си, V. Mi. РЬ и др. по разностям двойных спектральных анализов. Tait и средние относительные 'ояибки всего комплекса геоэлектрохимических исследований; На основании полученных данных, выбранное сечение изолиний при построении схем распределения концентраций микроэлементов в 3 раза превышало ссибку наблюдений.

S разделе , 4.2., приводится геоэлектрохимическая модель Королевского месторождения УВ.(юго-восток Прикаспийской впадины).

В разрезе осадочного чехла Королевского месторождения УВ выделяется пять крупных лятолого-стратиграфических комплексов (Федоров Д. Л i: i) терригенный комплекс палеозойского возраста: 2Î карбонатный комплекс палеозойского возраста; 3) галогенный комплекс палеозойского возраста: 4) терригенно-карбонатный комплекс

мезозойского возраста; 5) покровный терригенно-карбснатный комплекс кайнозойского возраста.

Нефтянные залежи здесь развиты на глубинах 3910-4700 м и приурочены к крупным органогенным постройкам позднедевонско-ранмека-менноугсльного возраста. Рифогекные отложения перекрыта плотиьми глинистыми иззестнякамн раннепермского возраста, которые образует. так называемую "згпирггщую толщу".

С целью построения геозлектрохимической модели Королевского месторождения были выполнены лабораторные геоэлектрохимические работы. При этой, на анализы отбирались образца из почвы, по 6 профилям, пересекающим структуру в широтном направлении. Геохимические пикеты располагались как в контуре залежи, так и были вынесены за его пределы.

По результатам исследований были построены схемы распределения концентраций Т1, РЬ, Ш. Си, Йг до и после пропускания электрического тока через анализируемые образцы. Составление этих схем по отдельно взята.! элементам представляет несомненный интерес в процессе построения геоэлектрохиыической модели месторождения.

На схеме исходных концентраций 11 наблюдается довольно спокойное распределение этого микроэлемента по площади, без каких-либо заметных аномалий. Содержание Т1 плавно нарастает от периферии к центру запеки от 80' !0'3% до 200-10"3

На схеме построенной по результата?.! спектрального анализа образцов. активизированных электрическим током, наблюдается совер-оенно иная картина. В целом, содержание Т1 меняется от 140-10"3% до 400' 10* г%. Центральной части залегай« УВ соответствует зона повышенных концентраций, оконтуренная изолинией 200' 10"

Подобное распределение по площади исследований характерно также для РЬ, N1. Си,

В отличие от распределения указанных микроэлементов наибольшие исходные концентрации Зг в 100'30"35» обнаружена по краям контура нефтегазонссности- После активизации образцов пород электрическим током з центральной части Королевской структуры отмечена аномалия пониженных концентраций Бг в 30' 10*3 2. Аномалии поваленных значений данного элемента приурочены к краевым частям структуры И составляя? 200-200' 10' г%. .

Геологическая интерпретации полученных данных заключалась в поиске корреляционных связей концентраций микроэлементов с глуби-

нами залегания поверхности и тодозвы соли, подсевы "запираю,ей толщи" и ее топазной с целью оценки влияния геометрий геологических границ ка результаты исследований. Согласно полученным данным. коэффициент корреляции не престает 0.1, что указывает ка отсутствие какой-либо связи.

Обращает на себя внимание факт резкого увеличения, значений концентраций микроэлементов в образцах, отобранных в контуре месторождения при уменьшении толщины "запирающей толе,и". Зто является косвенным подтпркдение« слияния залоги У В на распределение концентраций подвижных форм макроэлементов.

Геоэлектрохимкческая модель Еирковского нефтегазового месторождения приводится о разделе 4.3.

Геозлектрохимические исследования были выполнены по профиля, лересеггаючему площадь в субширотном направлении. Образцы для исследований были отобраны из почвенного слоя с глубины 0.2 м и характеризуются одинаковым литологическим составом.

В тектоническом отновении изучаемая территория откосится к району Доно-Медведицких дислокаций (юго-восточный склон Воронежской антеклизы). Яирновсксе месторождение УВ пророчено к одноименно!^ поднятию, которое представляет собой брахиантиклинапь, размером 2.5 х 3 км по верхнебапкирским отложения;*. В геологическом строении принимают участке четвертичные, среднсюрскио, каменноугольные и девонские отделения. Всего выделено 20 продуктивных пластов, содержащих 28 залежей, основной тип которых - пластовые, сводовыс.

При геоэлектрохкмических исследованиях были определены концентрации ряда микроэлементов, наиболее информативными из них является Мл. N1, V. Для анализа рассматривалось изменение относительного параметра йО«С,ов/С<с,, имевшего смысл коэффициента увеличения концентраций микроэлементов о образцах после пропускания тока на катоде и аноде (С.е|С) по сравнения с их исходным содержанием (С„сг). Изменение параметра ¿Ш по префклэ. пересекаему структуру в субаиротном направлении, имеет некоторые особенности. Максимальные значения Ди для указанных микроэлементов ваблюдаатся над контуром заложи, где содержание V увеличивается в 3 р.ла. а Мл и N1 в 2 раза. Вис залежи значения Ш но превшзают 1.1-1.9 единиц.

Для распределения по профиля суммарной концентрации этих юо<-

роэлешентов характерно • ее постепенное нарастание в направлении периферийных частей залежи с 80' 10"3% до 250' !0"35Е.

Совпадение коэффициента увеличения концентраций и суммарной концентрации V, N1. ¡й} в подвижней ферме в образцах после пропускания тока с периферийными частями Хирновского месторождения является косвенным подтверждением влияния чкгрирувчих ув на геохимическую обстановку в отложениях, перекрывающих нефтегазовые залежи.

В разделе 4.4. описана геоэлектрохимическая модель Ззпзд-но-Степного месторождения УВ. В ходе геоэлектрохимических исследований анализировалось содержание микроэлементов в образцах, отобра"ных по разрезу геохимических скважин в интервале 50-500 м. пробуренных по двум профилям и пзрссекгЕзкк пяэцздь о сезеро-за-падном и юго-западном направлениях.

Изучаемый район расположен о зоне сочленения Кяинцсвскаго .выступа Яигулсвско-Пугачевского свода и юго-ззладной части Бузу-лукской впадины. По литологическим признака.'.! и стратиграфическому положения осадочный чехол исследуемой плоцади условно расчленен на 4 литолого-стратиграфических комплекса:

1. Карбонатно-терркгенный - среднего и частично верхнего девона.

2. :ерригенно-карбонатный поясолесой - верхнего девона и миг-ней пе»:-.;и.

3. Сульфатно-галогенный - кунгурского. уфимского, казанского ярусов.

4. Терригснный комплекс - татарский ярус верхней перин, мезозойские н кайнозойские отложения.

3 отложениях террмгенмого девона Западно-Степная структура представляет собой лриразломную брзхиактиклинальную склааку, тянутус в северо-западном направлении. По слрггсзсми отложениям она разбита развитой системой разрывных нзрузений сеоеро-западко-го простирания, которые просматриваются вплоть до меловых и более

молодых отложсний,

Западно-Степное иестсрождение УВ многоплзстспое тектонически экранированное. Продукция получена из тульских. бсбрнксаею;*. «и-ззлооско-чорслецких, павийских. ардатсвских. зоробьеееккх, меса-лосских, морсовой« н бийских отлозений.

По результатам гтазлентрохтжческих исследований з образцах

бьуго установлено наличке Мп, 2п, Со. Ва. Бг, Т1. Са, 8. Эй к др. После чего расчитывались средние концентрации этих микроэлементов по скваягинам и параметр Ли. Далее анализировалось изменение Ли по профилям расположения геохимических скважин,, для Си, 8п. РЬ, Сг. на извлечение которых электрический ток оказал существенное влияние. Установлено, что над залежью УВ концентрация подвижных Форм Бп возросла в 2 раза, РЬ и Си - в 1.5 раза, Сг - в 1.2 раза. В скважинах, расположенных вне структуры значения относительных параметров Ли колеблются около единицы. Для распределения исходной концентрации 8п, РЬ, Си, Сг характерно плавное поведение и даже некоторое укеньпение величин Сас, по мере приближения к контуру нефтегазоносное™.

Таким образом, в отлични от традиционного литогеохимнческого метода, геоэлектрохимические исследования наиболее точно определяют зону скопления УВ повьшением концентраций некоторых элементов над ней. ;

В процессе интерпретации полученных данных была изучена корреляционная связь концентраций (С,. 0 к) обнаруженных микроэлементов с глубинами залегания и толщинами "основных" (включающих залежи УВ) геологических горизонтов. При этом использовалась процедура однофакторного анализа. Установлено, что распределение РЬ, Бп, Си. N1. V, Мо, Сг. 2л, Со. Ва, Т1. Са, £г, В не зависит от глубины залегания и толщины "основных" геологических горизонтов, причем Бп, V. (За, В извлечены из прианодной зоны,: РЬ, N1, Мо. Со, Сг из прикатодной, а Бп. V,. Мо, Со при извлечении с катода и ад:ода в сумме.

Таким образом, в результате пропускания через образца горных пород электрического тока обнаружены аномалии в распределении подвижных форм некоторых микроэлементов, приуроченных к зоне скопления УВ. Отсутствие корреляционных связей между концентрациями микроэлементов, глубинами залегания и толщинами "основных" изучаомш объектов позооляят предположить о вероятном влиянии на распределение тяжелых металлов залежей УВ.

В разделе. 4.5, приведена геохимическая модель месторождения Чангыр-Тал. При ее составлении использовались результаты геоэлектрохимических исследований образцов, отобранных по разрезу двух скважин, расположенных за контуром и в пределах контура неф-тегазоносности. в интервале глубин 0-800 м.

Нефтяное мсстсрождейие Чангыр-Тая приурочено к структурному выступу, связанному с крупной Сузакской антиклинальной складкой с размера),1И 7 ж 2 т. которая входит в состав Наймаю-Ачисайсчой антиклинальной зоны.

В разрезе осадочного чехла выделяются отложения срской. меловой, палеогеновой и неогеновой системна Чангырташской площади при-алленные притоки нефти получены из терригенных палеогеновых отложений (породы туркестанской и сумсарской спит).

Нефтяная залехь относится к группе пластовых запечатанных кн-фильтрационными водами. Основной Фактор экранирования УВ - ин-фильтр^ционна"! гндродиигяичсский барьер. • ,

При геоэлектрохимичсских исследованиях кс-рноосго материала определялись концентрации V, N1, °Ь, Мл, Си, Со, С?, до и после пропускания электрического тока. Это позволило определить коэффициент увеличения концентраций Ди и проследить за его изменением по разрезу обеих скважин. Распределение ¿0 -;:аззнных элементов, а также среднего коэффициента увеличения концентраций М!ср. по разрезу законтурной скважины характеризуется плавным изменением и отсутствием аномалий.'

По-иному изменяется параметр ¿У по разрезу внутриконтурной скважи.-п.!. Выделяется аномальные зоны повызенкух содержаний микроэлемента ст 1.5 раз для Мп. Г.Ч, Са до 10 раз для РЬ, соответствующие интервалам 10-520 м. 240-320 м. 440-560 м. Выявленная закономерность в распределении коэффициента увеличения концейтращд полностью подтверждается в распределен!« по глубине параметра ¿Пер.

Раздел, 4.6. работы посвящен построения гсозлочтрсхнмическей модели Михалковского месторождения УВ. расположенного в пределз.4 Языкопско-Октябрьского выступа кристаллического фундамента и приуроченного к зеие Саратовских дислокаций.

Изучаемая структура имеет пяд гтикпинальной складки, представленной двумя изолированными сводами, к относится к ДСВСНСКСМУ времени формирования, В разрезе осадочного чехла выделяются девонские. каменноугольные, юрские. меловые, четвертичные отлс?е-ния. На Михалковской площади открыты две газовые залехн в тульских и одна в бобршчооских песчаниках, з тахас нефтяная залежь о кыновско-пааийсш« песчаниках.

С целью построения геоэлектрохнмической модели изучаемого месторождения УВ изучалась геохимическая обстановка с использованием лабораторного варианта. На анализ отбирались образцы почв на ряде геоэлектрохимических пикетов как в контуре нефтегаэоноснос-ти, так и вис ого. Согласно полученным результатам, по данной площади отсутствует аномальное содержание микроэлементов как до пропускания тока, так и поело активизации геохимических процессов. Например, концентрация N1 практически по мере приближения к контуру залежи не изменяется и не превыиает 12' 10"

Причина отсутствия . аномальных концентраций микроэлементов объясняется данными полевых геозлектрохимических исследований, которые проводились на двух пикетах: над залежью УВ и за ее контуром. При этом использовались 50 и 100 метровые разносы токовых электродов.

По результатам экспериментов изучались концентрации V. N1. Сг. Мп, 71 до и поело пропускания тока. Анализ поведения параметра Ли показал, что на законтурном пикете за 90 мин пропускания тока наблйдаотся незначительное (в 1.5-2 раза) увеличение параметра Д1) как на 50 петровом, так и на 100 метровом разносах. Этот факт говорит об отсутствии на данной площади поверхностных аномалий, что и подтвердили результаты лабораторных исследований.

Увеличение разноса электродов до 100 и приводит к росту содержания микроэлементов на енутриконтурном пикете в 3-7 раз. Это можно объяснить началом подтока к земноЯ поверхности микроэлементов из более глубоких .горизонтов при увеличении глубины преткновения электрического тока.

На электроде, местоположение которого в ходе всего эксперимента не менялось в течение 180 мин. наблюдается незначительное увеличение АУ за контурам аалежи и увеличение этого параметра в 4-10 раз в контуре ксфтегазоносностй месторождения.

В разделе ^._7Г'описаны геоэлектрохнмические исследования гипергенеза при -локализации иефтегазоперспектквных аномалий на Петропавловской площади (Дальнее Саратовское Заволаье). Постаков-ка геоэлектрохимических исследований "на данной площади обусловлена низкой эффективностью здесь ли¥ЬГеохимичеехой' съемки, по Данным которой наблюдается полное отсутствие какой-либо * закономерности в распределении микроэлементов по площади работ. Данный Факт объясняется, по-видимому, наложенном гипергенных факторов на

процессы, связанные собственно с влиянием эпигенетических УВ. если таковые имеются.

В тектоническом отнопении исследуемая территория расположена на юго-востоке Восточно-Европейской платформы в пределах северо-западной части внутренней бортовой зоны Прикаспийской впадины Петропавловская структура представляет собой антиклиналь,, размером 2.3 х 17.8 юл. . вытянутую в субзкротном направлении. Глубокое бурение отсутствует.

На Петропавловской площади проведен комплекс нефтегазопоиско-вых геохимических работ (Л.С.Кравченко и др.). основными результата!»» которых были выделенные аномалии повыаежнх кс«ценгргц>й тяжелых .У Б и зон минимального содержания Мп.

В ходе интерпретации результатов геохимической съемки встал вопрос о генезисе обнаруженных аномалий. С целью резенкя этой задачи проведены гсоэлектрохимичсские исследования ш образцам, отобранным из четырех геохимических скявх и- через 10 и в интервале 0-160 м.

Результата исследований указывают на глубинную природу поверхностных аномалий и позволяют проследить нескшако "струй" миграция У В. Так. ореолы Хп в подвижной форме имеют сложную струк-уру. На глубинах 140-560 м. распространение ореола ограничено :' .1сположсниом скважт! н его разори резко сокращаются в интервал 0-60 м. Наиболее перспективте» в нсфтегазопоисковом отно-аении следует сч5гтать западна часть ПетрояаолооскоЯ площади, где отмечено нанбольвее содержание Мл. '•;.••:• '.

Приведенные в главе данные геоэлектрох«в1ических исследований позволяют существенно дополнить фиэихо-геологические модели упомянутых выае месторождений УВ. Результат», полученные при построении этих моделей, лают возможность принимать та в качестве эталонов на этапе прогноза исфтегазоиссмссти локальных структур, подготовленных к бурению другим« геофизическими методами. Кроне того, полученные материалы позволяет дополнить физико-геологичйс-куп модель нефте-газового месторождения. которая кроме самой залежи УЗ включает в себя оывелеаааис отлеатч» с игделениеы з них зон струйной миграции гефти и гага. Иди залежью отмечаотся пласты, в кеторнх происходит жггенагсмое вторичное мзтерллообразова-нкс и которые характеризуются аномальными значениями параметров геофизических и геохишгческнх полей, поояен№а сояфжаниг« та-

чсских элементов, что обусловлено специфичностью физико-химических условий в них.

В_з^лчении диссертации сформулированы основные результаты гыполкснных исследований.

1. Установлено существенное влияние электрического тока на геохимические процессы, протекающие в горных породах, перекрывающих нефтегазовые залежи. В зависимости от силы тока и времени его пропускания через образцы горнах пород представляется возмояность проводить разделение микроэлементов по формам их нахождения. В Частности, активизация геохимических процессов электрическим током позволяет ослабить влияние на результаты спектрального анализа микроэлементов, находящихся в закрепленной форме. Это имеет ; ьахноо значение при ьефтепоисковых работах, поскольку залежам УВ соответствуют, в основном, наложенные ореолы именно слабозакреп-леншх форм тяжелых металлов.

2. Разработана методика лабораторных и .полевых геоэлектрохи-ыических исследований отложений, перекрывающих местороадения нефти и газа, основанная на изучении закономерностей распределения тяжелых металлов в подвижной Форме.

3. Установлена высокая эффективность лабораторного варианта разработанной методики при ее опробовании на типовых месторождениях УВ. Выявлено совпадение участков повышенных концентраций микроэлементов в подвижной форме с контуром промышленной нефтега-зоносности. что свидетельствует о возможности использования разработанной автором методики геоэлектрохимических исследований при поисках и разведке залежей нефти и газа.

4. Изучено распределение тяиелых металлов в объектах, выбранных с учетом вертикальной геохимической зональности (коренные породи окислительной и восстановительной зон местороадения Чан-гмр-Таш, коренные породы зоны окисления Западно-Степного месторождения, почвы Королевского и Жирновсксго ыестороадений).

5. Пекааййз возможности полевого варианта методики геоэлект-рохимическ;1? исследовании при его опробовании на Михалковсйой плошали. Основанием для постановки здесь полевого варианта гебэ-лектрохимическогс метода послужило отсутствие каких-либо аномалий концентраций тяжелкх металлов в почвах данного местороадения УВ. Выполненные работы на пикетах, расположенных в пределах контура нсфтогазоносьости и пне его. позволили оценить .степень влияния

залежей УВ на распределение микроэлементов в перекрывающих отложениях. Полученные результаты подтвердили вывод сб отсутствии повышенных концентраций в почвах Михалковского месторождении. что указывает на неблагоприятные геояого-геохщические условия для образования в почвах наложенных ореолов тяжелых металлов. Напротив. в более глубоко залегающих отло^ниях наблюдается рост содержания микроэлементов- в подвижных формах,. что и было вдавлено при увеличении глубины исследований.

6. В ходе геоэлектрохимичсских -лсследсваний зон гшкргскеза были обнаружены следы "струйной" миграции УВ ка Петропавловской площади, подтверждающие возникновение ореолов эпигенетических микроэлементов, образующихся под воздействием мигрирующих из мест своего скопления УВ в вызелохащие горизонты. Ппи проведении работ было выявлено несколько "струй" певызенных I унцентраций микроэлементов в подвижной форме, которые хорово коррелируете? по глубине, места).»! образуя отдельные, не догедпие до земной поверхности аномалии.

7. Построены геозлектрохимические модели типовых нефтегазовых месторождений: Королевского. "и,-:юпского. Западно-Степного. Михалковского, Чангкр-Таа, что позволило уточнить обобщеннус физи-ко-геологическу» модель месторождения УВ.

Тг-иим образом, разработанная в диссертации методика геоэлект-¡.•)хи;,:!; оских исследований .отложений.' герекркпасщих нефтегазовые залежи, является одним из рекекий важной и весьма актуальной задачей нефтегазопоискосых исследований. . Экспериментальное опробование разработанной методики при построении геоэлектрохимических моделей типовых месторождений УВ-показало о целом се высокую эффективность.

Изложенные выводи и рекомендации явились результатов обобщения ¡я гоголстних исследований а&тера в области геозлектрох^кчес-клх методов изучен;« отяехс!П!н. перекрывзсщих нефтегазовые месторождения. Подтверждение прапемермости и эффектганости исслодоел-иий является внедрение получениях результатов, в практику геяо-го-поискозых и геоэкологических работ.

Сшсок.опуб/3!кова}1!п«.?абрт.. '

1. Опробование геоэлеетрохкмическик методов исследований отложений, перекрывающих -нефтегазовые залежи.// Недра Позолжья ,и Прикаспия. !15. - Саратов. ШЗ. с. 62-67. (Соавтор С. Г.£»5Гзев>

2. Геоэлектрохиаические исследования зон гипергенеза при локализации нефтегазоперспективных аномалий.// Вопросы геологии нефти и газа. вып. 61. изд. СП, 1996. с. 88-94.

3. Методическое обоснование геозлектрохимических исследований оглоаений. перекрывающих месторождения углеводородов. - Деп. в БИНИТО.. «2300 - В. 96. 1936. 13 с.

4. Возможности гсозлектрохимического метода при оценке загрязнения почв тяжелыми„металлами.// Проблемы экологии Саратова и области, вш.1, изд.СГУ, 1906, с. 70-75.

5. Изучение распределения тяжелых металлов в почвах геоэлект-рохииическнм методом.// Всероссийская научно-техническая конференция "Экология и геофизика". М., тезисы докладов. 1995. с, 77.

6. Активное возбуждение геох>!мических процессов при исследовании горных пород, перекрывающих местороадения нефти и газа.// Всесоюзная студенческая научная конференция по геофизическим методам разведки. Пермь, тезисы докладов, 1991. с.15-16.

7. Возможности гсоэлектрохимических исследований отложений, перекрывающих нефтегазовые залежи. // XXX Международная студенческая конференция "Студент и научно-технический прогресс". Геология. Новосибирск, 1992, с. 76-82.

8. Геоэлектрохимическио модели нефтегазовых месторождений.// Научно-техническая конференция. Пермь, тезиса докладов,' 1993, с. 34-35. ■ 'г -

9. Выбор оптимальной силы тока и-времени его пропускания при геоэлектрохишческих исследованиях. // Научно-техническое совещание. Пермь, тезисы докладов, 1994, с.27-28.

10. Опыт использования геоэлектрохимического метода в районах развита соленэсных толщ. (На примере Прикаспийской впадиш).// Солевое совещание. Санкт-Петербург, тезисы докладов, 1991, с. 139. (Соавтор Ю. Г. Иигаев) ' - ■.

51. Гооэлсктрохимические исследования как основа изучения подкшмх форм металлов при поисках месторождений углеводородов.// Международная конференция "Неклассическая геоэлектрика." Саратов, тезисы докладов. 1995. с. 32. (Соавтор Ю, Г. Еиггео).

32. Геоэлектрохишческие исследования при поисках месторождении нефти и газа.и Международная конференция "Закономерности эволюции земнпй коры". Санкт-Петербург, тезисы докладов. 1996, т. 1. с. 281.