Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Оценка масштабов генерации углеводородных газов в связи с формированием залежей в Уренгойском и Тазовском нефтегазоносных районах

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

Автореферат диссертации по теме "Оценка масштабов генерации углеводородных газов в связи с формированием залежей в Уренгойском и Тазовском нефтегазоносных районах"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

РГБ ОД

На правах рукописи

1 3 май МЗб

Александров В а дни Михайлович

ОЦЕНКА МАСШТАБОВ ГЕНЕРАЦИИ УГЛЕВОДОР'ОДНЫХ Г АЗОВ В СВЯЗИ С ФОРМИРОВАНИЕМ ЗАЛЕЖЕЙ В УРЕНГОЙСКОМ И ТАЗОВСКОМ НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ РАЙОН. .X

Специальность: 04.00.17 Геология, поиски и разведоа нефтяных и газовых месторождений

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого - минералогических наук

Тюмень -1996

Работа выполнена б Тюменском государственном нефтегазовом университете на кафедрах геологии и петрографии н промысловой геологии нефти и газа

Научный руководитель: - доктор геолого - минералогических, наук, профессор}ТТ.К.Куликов}

Научный консультант: - доктор геолого - минералогических наук, профессор А.М.Волков

Официальные оппонепты:

доктор геолого - минералогических наук, профессор Г.П.Мясиикова кандидат геолого - минералогических наук, А.В.Рыльков

Ведущая организация: институт "Тю/менИИИгигпогаз"

Защита диссертации состоится " 30 " мая 1996 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 064.07.01 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000, г.Тюмень, ул. Володарского, 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТюмГНГУ.

Автореферат разослан " 30 " апреля 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого - минералогических наук, профессор

--А.А.Дорошенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основным районом добычи и подготовки запасов углеводородов (УВ) и а территории Российской Федерации в настоящее впемя и на дальнейшую перспективу остается Север Западно -Сибирского осадочно - породного бассейна (ОПБ), где большая мощность осадочного чехла, высокие перспективы на газ и хорошо развитая база для ведения геологоразведочных работ. Однако подготовка новых площадей к поисково - разведочному бурению в этом регионе и последние годы значительно осложнилась. Возросшая степень разведаннсстн региона привела к резкому сокращению резервного фонда антиклинальных структур крупных и средних размеров и повысила роль мелких антиклинальных и слояснопостроенпых нсантшшиналъных ловушек, очень слабо изученных, но являющихся весьма значительным резервом в подготовке запасов УВ. Поиск и подготовка к бурению таких объектов становятся все более трудоемкими и требуют, наряду с нараг'ивэнием объемов поисково - разведочных работ, сосредоточения их на наиболее вы-сокоперспектнвных участках для первоочередного вг ада в бурение. Особенно остро эта проблема стоит в Уренгойском и Тазовском нефтегазоносных районах (ИГР), являющихся объектами изучения в данной работе. Поэтому разработка теоретических и методологических аспектов проведения работ по выявлению и картированию зон выделения углеводородных газов (УВГ) в свободное состояние, которые непосредственно связаны с повышением эффективности иефтсгазопоисковых исследований, представляет собой актуальную задачу, имеющую очевидное практическое значение .

В качестве объекта исследований выбраны юрско - меловые отложения ортоплатформешгого чехла Западно - Сибирского ОПБ, характеризующиеся сравнительно высокой геолого - геохимической изученностью и вызывающие определенный интерес для прироста запасов УВГ .

Целью работы является изучение механизмоз вь" деления газа в свободное состояние, совершенствование математических моделей историке - генетического метода оценки перспектив нефтегазоносности, комплекс-

ный анализ геолого - геохимических факторов формирования свободной газовой фазы в недрах Севера Западно - Сибирского ОПБ .

Основные задач „ исследований

1. Анализ процессов и явлений, контролирующих формирование свободной газовой фазы в недрах ОПБ .

2. Изучение и обобщение конкретных геолого - геохимических материалов по основным нефтегазоносным комплексам (НГК) Уренгойского и Тазовского ИГР .

3. Оценка масштабов генерационных процессов и изучение поглощающих возможностей юрско - меловых отложений в пределах исследуемой территории .

4. Количественный анализ процессов выделения природного газа в свободное состояние в недрах Уренгойского и Тазовского ИГР .

Научная иотпца. В работе представлены результаты г следований по обоснованию масштабов генерации УВ в юрско - меловых отложениях Надым - Тазовского междуречья с использованием геохимической модели по катагенетическон импульсивности процессов.нефтегазогенера-цин. Разработана новая модификация методов оценки нефтегазогенера-Ц1Ю1Ш0Г0 потенциала пород, учитывающая последние теоретические и экспериментальные достижения органической геохимии.В эти методы введены функциональные зависимости интенсивности генерации УВ от степени катагенетической превращенное«! органического вещества(ОВ). С учетом проведенных усовершенствований, повысивших точность методов, для основных НГК Уренгойского и Тазовского ИГР проведены расчеты процессов газогенерацнн, потерь и поглощения УВГ, а также выполнена оценка масштабов образования свободной газовой фазы в их недрах, количественно охарактеризованы нефтегазоматерннские свойства глинистых, песчано - алевритовых пород и концентрированного ОВ (КОВ), открывающие новые возможности для понимания генезиса газовых месторождений Севера Западно - Сибирского ОПБ. Все входящие в расчеты геохимические параметры закартированы, а сами исследования

•:!.1Полиял!1с;. с учетом установленного закономерного изменения этих ;;>;пмсф1Н' Iго площади .

1У"п,;ое значение работы состоит п повышении точности методов М1К-ИКН I" зогенеранионногс потенциала порол, к уточнении с помощью-'л гтх методов и с использованием новых геохимических данных карт измене! 111:1 масштабов генерации, потерь и поглощения УВГ, в усовершенствовании методики каршрования масс ОВ, а формализации методики обрабоиси результатов геохимических исследований горим:, пород и ОВ с п-'Д1,1'1 построения математических моделей полей эгих параметров. Наряду с др\ гимн факторами, п о позволяет производить переоценку ресурсов таза и выбор направлен»!'» дополнительного поиска залег ей в алры\ районах, а также формировать направления поисково - разведочных работ в новых областях .

Нрацп^п-ллсач »|С!!нс зъд>_абощ. Сделанные расчеты газогенерации, потерь и поглощения УВГ, построенные карты выделения УВГ п свободное состояние в юрско - ню:;немглопыч отложениях Уренгойского и Газовского НП' в комплексе с дру! ими геологическими методами позволят более зффектш. о проводить поиски газовых скоплении в пределах данной территории. Намечены перспективные участки и даны рек менда-цпи д. 1я постановки поискового бурения .

Основные зпмшшаемме положения

1. Методика сравнительною анатпза удельной газотгасыщениости и ппопог лрщнющеп способности недр, основные приемы которой следующие. расчет удельной газогенераинн пород, с учетом фактического содержания в нич ОВ, его ми::рокомпонгнтного состаса и степени катаг нстического преобразования; расчет диффузионных : отерь газа из природной шепгмы на ранних стадиях катагенеза пород, с учетом их осга-то'И'пй газоппсьндешгасги; расчет потерь газа, обусловленных отжимом элтпонныч вод из природной системы па ранних, стадиях катагенеза пород. с \четом разработок по изучению их постседнмеитационного ;п-дог лепил: расчет удельной газопасыщениости земных недр, определяемой как ргпниаа между газогенеранией и суммарными потерями УВГ;

расчет суммарной газопоглощающей способности недр, с учетом экспериментальных материалов по растворимости газов в пластовых водах, жидких УВ и сорбции УВГ породами пр1. разных термобарических условиях; расчет удельных количеств УВГ, выделившихся в свободную фазу в изучаемом комплексе пород на демиссношюй стадии развития ОПБ .

2. Новые оценки удельных масштабов генерации, потерь и поглощения УВГ б основных НГК Урен. ойского и Газовского НГР, полученные на основе применения усовершенствованной методики их расчетов .

3, Расчеты баланса суммарного количества газа, генерированного, потерянного и поглощенного в недрах Уренгойского и Тазовского НГР, по которому получены следующие результаты. Количество газа, потерянного на ранних стадиях катагенеза, поглощенного пластовыми водами и жидкими УВ, сорбированного породами и ОВ, выделившегося в свободную фазу, составляет соответственно 36, 12, 16, 26 и Ю % от объема генерированных УВГ .

АпроЗяпря ряботм. Основные результаты по теме диссертации докладывались и обсуждались на 11 Всесоюзной конференции "Системный подход в геологии" (г. Москва, 1986 г.), на VI конференции ТО ВМО "Геология и минерально - сырьевые ресурсы ЗСП и ее складчатого обрамления" (г. Тюмень, 1987 г.), на XIV конференции Гф МГУ (г. Москва, 1937 г.), на XIV конференции СибНИИНП (г. Тюмень, 1988 г.), на областной конференции "Комплекспровапне методов исследования при разведке м - шш нефти и газа Западной Сибири" (г. Тюмень, 1988 г.), на XI конференции ТюменНИИгипрогаза (г. Тюмень, 1988 г.), на И Всесоюзной конференции "Нефть и газ Западной Сибири" (г. Тюмень, 1989 г.), на межгосударственной конференции "Нефть и газ Западной Сибири" (г. Тюмень, 1993 г.), на XIII и XIV конференциях студентов и преподавателей ТГНГУ (г. Тюмень, 1994 - 95 гг.), на конференции, посвященной 100 -летию со дня рождения М.А.Усова (г. Тюмень, 1994 г.), на конференции студентов и аспирантов нефишых вузов России (г. Тюмень, 1995 г.) .

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ .

Фактический материал. В диссертации использованы теоретические геологические и геохимические работы по проблемам формирования и эволюции газовых скоплений, фактические геохимические материалы (опубликованные н фондовые) по анализу ОВ I: пород, данные бурения большого числа скважин и результатов опробования продуктивных комплексов, сведения по нефтегазоносностн изучаемой территории, собранные диссертантом при содействии коллег нз ЗапСибНИГНИ, СнбШШ-НП, ЦЛ концерна "ТгаменьгеологНя" и ГАНГ. Фактические материалы включают анализы элементного состава перасгпоримого остаточного ОВ (дебитушшизированного керогеиз, 74 определения), пнролптические данные (204 определения), результаты анализов содержания Сс^.сст (765 образцов), данные определений показателя отражения витршшта (»ГОВ) угольных включений (459 обрззиов), первичные материалы партии оперативного геофизического анализа ТТЭ, партий подсчета запасов, ЦЛ концерна "Тюменьгеоло».и", Государственные балансы запасов полезных ископаемых ВГФ .

Стпустура и объем работы. Диссертация состгтг нз введения, четырех глав основного текста и заключения. Объем работы - машинописных страниц основного текста, рисунков - 54,29 таблиц, список литературы включает 560 наименований, в т.ч. 55 - на иностранных языках .

Диссертационная работа выполнена на кафедрах геолоши и петрографии и промысловой геологин нефти и газа ТГНГУ под научным руководством д.г. - м.н., профессора П.К.Куликова} и д.г. - м.н., профессора А:М.Волкова .

В процессе работы автор пользовался консультациями ведущих ученых и специалистов: И.В.Высоцкого, В.В.Семеновича, В.И.Ларина, В.А.Дедеева, Е.А.Глебовской, Г.П.Мясникозой, И.В.Гончарова, Р.Г.Прокопьевой, В.Ю.Фишбейн, Л.С.Озеранской, В.Н.Бородкина, М.И.Мишульского, А.Р.Курчшсова, А.И.Лебедева, Ю.В.Брадучана, В.С.Бочкарепа, В.А.Белкиной, А.А.Дорошенко и дг-тих, которым он приносит благодарность за ценные советы и оказанную помощь .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во взглрнин обоснована актуальность исследований но тше чис серташш, формулируется цель исследований, определены задачи раб->ш

В перзой главе "Особенности процессов формирование своГ»о,шо;» газовом фазы в недрах осняочно - нородних бассеииоа" дан кразыш оо-зор ii анализ исследований процессов формирования газовых скоплении В недрах ОПБ на различных стадлях их тектонического развития, рассмотрены вопросы, касающиеся расчета масштабов газогенерациа, р.ан-некагагепетичееких потерь и поглощения УВГ, выделения газа при подъеме территории .

Многие аспекты этой сложной проблемы являются нерешенными, настоящее время в науке о природных газах существует ряд дискуссионных вопросов, касающихся генерации, миграции, аккумуляции и консервации УВГ. отсутст уег обшая теория формирования газовых заноет ii, особенно г.ерьичных, формирующихся за счет региональной собнразоп.-ной миграции первично - рассеянною газа .

Основные представления о механизмах образования залежей raja даны в работах А.М.Акрамходжсеиа, Н.И.Аымосова, А.А.Бькирови, И.О.Брода, М.С.Еурштара, У.И.Варсмцова, И.Б.Вассоашчд, IXli.Weite, И.В.Высоцкого, W.C.Gussow, А.А.Геолгяяна, И.М.Губкина, Н.А.1;р> меико, В.И.Ермахова, M.K.Ka,au;j;o, ¿\.А.Карцева. А'.Э.Конюровнча, В. Н-Кориепипейни, Шч. Куликова, В.И. Ларина, Н.ВЛонатшм, С11.Максимове, МФ.Мкрчннка, В.ДШлпькина, С.Г.Исручспу, ii.И.Нестеров;;, Л.А.Нольстер, £.А.Рогозшюк, И. II.Ростовцева, В.П Савченко, В.В.Семсновкча, В.А.Скоробогатова, Б.А.Соколова, В.А.Соколова, B.P.Tissoi, А А.Тро;л:-ш>кз, В.А.Успенского, В.Ii.Ханна, З.М.Ииш, В.И.Штшьмана и рада других российских и зарубежных ученых .

Анализ этих pacoi показал, чтогазозые месторождения встречаются в разнообразных геологических условиях Следовательно, в природе существуют относительно многочисленные возможности образования

скоплений газа, а известные газовые залежи генетически разнотипны. Этот вывод не нов и разделяется многими учеными. Однако до сих пор данные, раскрывающие и доказывающие различные механиз» >! выделения газа в свободное состояние и формирования газовых залежей, остаются рассеянными в большом числе опубликованных работ .

Для анализа процессов формирования свободной газовой фазы з недрах ОПБ применен историко - генетический метод оценки перспектив нефтегазоиосности .

Уравнение газового баланса для "закрытой", хорошо изолированной природной системы можно представить а следующем виде:

Ог.с.ф = (?з г - (Qr пот +" Qr.nm) , ( 1 )

где количество газа: Ог.сф - выделившегося с свободное состояние; Q,.r -эмигрировавшего; gr.n°™ - поглощенного пластовыми водами, жидкими УВ и твердыми ОВ; Qr.no. - потерянного за счет диффузионного рассеяния и выноса элизионшлми водами па ранних стадиях катагенеза .

В этой формуле можно вполне оправданно произвести замену Q,.t на количество генерированного газа (Q,тн), т.к. фактически генерация и первичная эмиграция неразделимы, они сливаются в единый процесс. Образовавшиеся з природной системе молекулы УВГ должны быть отделены от материнского керогена, переведены в поровое пространство коллектора, и это отщепление по существу является и генерацией, и первичной миграцией газообразных углеводородов .

Методы оценки газогенерационного потенциала ОВ пред-

ставлены тремя основными направлениями: а) балансово - статическим; б) динамическим геолого - математическим моделированием; в) лабораторным моделированием процессов термодеструкции ОВ. В работе проведен анализ опубликованных в специальной литературе результатов определения масштабов генерации УВГ различными типами ОВ (гумусовым, сапропелевым и смешанным). Оказалось, что: 1) наблюдается очень большой разброс данных, полученных рлз'цлми исследователями до 1970 г.; 2) к 1980 - 82 гг. наблюдается некоторая стабилизация и сближение

как теоретических, так и лабораторных оценок масштабов газообразования дня конкретных типов ОВ, полученных разными коллективами ученых (разница в большинстве случаев не превышает 10 - 15 % , особенно на низких стадиях катагенеза); 3) генерация УВГ породами, содержащими ОВ смешанного типа, до сих пор детально не изучена, особенно при высоких степенях катагенеза .

В последние годы наиболее широкое применение при оценке масштабов газогенерацин гумусовым и сапропелевым типами ОВ получили результаты балансовых расчетов, выполненных Е.А.Рогозиной, С.Г.Не-ручевым и В.А.Успенским (1974 - 88 гт.) .

Обобщенная формула для оценки удельных объемов УВГ, генерированных 1 м3 осадочных пород, имеет следующий вид:

'0™ = 10-*УОВииУпрп = т(¿^¿г Р" » С2)

где ()пн • количество генерированного газа (м3); у - интенсивность генерации УВГ (удельная газопродуктивность ОВ), м3 на 100 кг массы ОВим; ОВии - содержание ОВ в породе на начало катагенеза (вес. %); Сорг.ост -содержание органического углерода в породе, вес. %; С1" - содержание углерода в ОВ, %; а - общая потеря массы ОВ на генерацию летучих компонентов н битумовдов от начала до данной градации катагенеза, вес.%; Уп - объем породы, я3; р„ - плотность породы, кг/ы3. 1

Для расчетов раннекатагенетических потерь УВГ ((¿г.пот) использованы методические рекомендации, разработанные П.Л.Аитоновым, В.А.Дедеевьш, П.К.Куликовым, А.Р.Курчиковым, В.И.Лариным, Ф.А.Макаренко, Ю.В.Мухиным, И.И.Нестеровым, В.А.Соколовым, Б.П.Ставицким, Ю.С.Шиловым и др. (1956 - 93 гг.) .

Раннекатагенетические потери обусловлены сочетанием двух важнейших для газонакопления природных процессов - отжима седимента-ционных вод и диффузионного рассеяния. За счет диффузионных и эли-зионных процессов в ходе протокатагенеза рассеивается практически весь газ, генерированный ОВ в этот период времени, за исключением той

его части, которая расходуется на образование остаточной газонасыщенности пород:

при 0<11°< 0.5 (%) о,.пои = - Окт ш.

где - количество генерированного газа на определенной стадии

катагенеза (м3 газа/ м3 пород); (5осг.го.(Я°) - остаточная газонасыщеиность пород на определенной стадии катагенеза (м3 газа/ м1 пород); - показатель отражения внтрннита в масле (%) .

Количество газа, выносимого из единичного объема (1 м5) геологической системы элизнонными водами, находится по следующей формуле:

(4)

где Qвл - количество газа, выведенного из I м3 системы с отжимающимися поровыми водами (м3); - изменение средней пористости пород при погружении (доли единицы); Ср- средняя растворимость газа в водах (для данного интервала погружения) (м3 газа / м3 воды) .

Суммарные потерн газа из природной системы при достижении породами более высокой степени катагенетического преобразования определяются по следующему уравнению:

я"

о, < <5'

при Я" > 0.5 (%) <Зг.пот2 = Qr.no,I (2в.»

Уравнение, по которому оценивается суммарная газопоглощающая способность земных недр, имеет следующий вид:

бг.пога " бг.р.в + бг.р.н + ¡2сорб , ( б )

где количество газа: <2,.Р.в и ()г р.« - растворенного соответственно в жидких УВ н пластовой воде до полного их насыщения; Qcc.fi - сорбирова > кого породой и заключенным в ней ОВ .

Растворимость метана в пластовых водах и жидких УВ, а также сорбция газа породами и ОВ при различных термобарических условиях достаточно хорошо изучены (К.Д.Ашмян, Ь.С.ВопЬаш, Т.П.Жузе, З.И.Козловцева, В.Н.Корценштейн, А.И.Кравцов, 1Кга]са, АЛО.На-мнот, Ь.С.Рпсе, В.Г.Скрипка и др.)..В работе разработана методика рас-

чета количеств газа, поглощенного основными метаиофильными ингредиентами природной системы, в основу которой положены регрессионные модели М.Уагциег & (1С 30 г.), В.А.Дедеева, П.К.Куликова (1977 г.), В.И.Шпильмана и др. (1993 г.) .

Количество растворенного в нефти газа (м3 газа/ т нефти) связано функциональной зависимостью с температурой (Т, °С) и давлением насыщения нефти газом (Рк, МПа):

Я = ((Ря-|-О.1)/О.8б)М1Л5б»ехр(-^^|-)}0.8« (7) .

1.8*Т + 492

Сорбциониая способность твердых ОВ и степень их катагеиетичес-. кого преобразования (Л0) связана следующим регрессионным уравнением:

Ч(ы3газа/тОВ) = 16.13 + 20.97 * 1пН° (8) .

Зависимость предельной растворимости метана С*р (см3 при 0°С и 0.101 МПа на 1 г воды) от температуры (Т, 'С) и давления (Р, Па) имеет вид:

СкР=0.59376 + 1.6012* 10-1Р - 1.2808* 10*Т- 0.7866«Ю^РТ - 0.2057 *10'4Р2 +0.6114* 10-4X2+ 0.5545« 10-" РТ2 +0.0135 ♦ 10-21 рз (9) ,

В работе в качестве примера детально описано применение данной методики доя анализа динамики формирования свободной газовой фазы р недрах "осреднениого" ОПБ на демиссионной стадии его развития. В результате применения методики оказалось, что выделение газа в свободную фазу на дгмиссионном тектоническом этапе приурочено главным образом к глубоким горизонтам разреза ОПБ, где газонасыщенность превышает суммарную газопоглощающую способность недр .

В работе рассмотрены вопросы» касающиеся оценки масштабов газовыделения в недрах ОПБ в период воздымания земной коры. Анализ расчетов, проведенных в разные годы целым рядом исследователей (В.А:Дедеевым, Г.А.Крамаренко, З.С.Крюковой, П.К.Куликовым, Н.Н.Неыченко, И.И.Нестеровым, А.Г.Потеряевым, М.Я.Рудкевичем, Ю.С.Шиловым, В-И-Шшшьманом и др. (1969 - 90 гг.)), показал, что

процессы выделения газа в свободное состояние на данном тектоническом этапе зависят от величины поднятия территории, от количества повторных воздыманий и от размеров ловушех. Поскольку обусловленное подъецом газовыделение сравнительно невелико (газа может выделиться не более 16.7 - 18.3 % от современных запасов месторождения), то его следует учитывать лишь для крупных и уникальных скоплений .

В» второй главе "Краткий очерк геологического строения и иефтега-зонослостн Уренгойского н Тазовскош нефтегазоносных районов" рассматривается строение разреза изучаемой территории, особенности тектонического развития структур разных порядков, дана характеристика НГК и распределения в них запасов углеводородов .

В геологическом разрезе, исследуемой территории принимают участие породы к^зозойско - кайнозойского возраста. Особенностью строения нижне - средиеюрских отложений является то, что они сложены по-лифациальными толщами континентального, прибрежно - морского и дельтового генезиса. Эти породы отличаются значительной лнтологи-чсской неоднородностью и фацнальной изменчивостью, представлены неравномерным переслаиванием песчано - алевритовых и глинистых разностей. С юга на север увеличивается глинистость, снижаете угленосность, более четко проявляется ритмичность разреза. В низах юрских отложений распространены базальные горизонты, сложенные грубообло-мочными породами (гравелитами, мелкогалечными конгломератами). Кровля нижне - среднеюрского комплекса пород залегает на глубинах 2.9 - 4.2 км, подошва - на 4.2 - 5.7 км и более. Степень преобразования ОВ в связи с жесткими термодинамическим., условиями значительна и из» няется от МКг до АК|. Значительная часть нижне - средиеюрских пород находится в главной зоне газообразования (ГЗГ). Верхнеюрские породы вскрыты на глубинах от 2.7 до 4.2 км и представлены в основном глинистыми морскими и прибрежно - морскими отложениями мощностью от 50 до 400 м. По степени преобразования ОВ находится в главной зоне нефтегазообразования (ГЗН) и лишь в глубоких частях впадин в ГЗГ. Неокомские отложения залегают на глубинах от 2.4 до 2 8 км пред-

ставлены песчано - глинистыми, в основном морскими и прнбрежно -морскими породами в нижней части разреза и континентальными, при-брежно - морскими - в "ерхней. 0,тч имеют мощность до 600 - 800 м. Породы неокома обладают высокими коллекторскими свойствами, погружены в ГЗН и содержат основные запасы нефти и газоконденсага изучаемой территории. Апт - альб - сеноманские отложения мощностью свыше 900 -1000 м образуют единую покурскую свиту, характеризующуюся широким развитием континентальных образований, сложены песчано -алевритовыми породами. KpoBjüi этих отложений залегает на глубинах от 700 до 1350 м. На большей части территории OB слабо преобразовано и находится на ранних стадиях катагенеза. В этих породах сконцентрированы основные запасы газа Уренгойского и Тазовского НГР. Турон -палеогеновый комплекс пород представлен, в основном, глинами, слабо уплотненными, однородными, известковистыми, опоковидными, дд.ато-мовыми с прослоями алевритов, опок и диатомитов. Этот комплекс пород образует покрышку над продуктивными сеноманскими горизонтами, в его нижней части имеются песчаные пласты - газсалинская пачка, в которой на Заполярном, Южно - Русском и Русском м - ниях также открыты небольшие газовые залежи. Неогеновые отложения отсутствуют, а четвертичные породы, представленные главным образом аллювиальными образованиями, имеют мощность от первых десятков метров и выше .

Всего в пределах территории Уренгойского и Тазовского НГР выделено и закартировано более 200 структу р III порядка. В пределах изучаемой территории выделяются структуры I и II порядков (наиболее крупные из которых - Нижнепурский и Русско - Чассльский мегавалы, Центрально - Уренгойский, Оликуминский, Песцовый, Ярояхинский, Западно - Заполярный, Западно - Тазовский, Русский и Южно - Русский валы, Енъяхинское, Тазовское и Заполярное куполовидные поднятия), разделенные мегапрогибами и моноклиналями

ПалеоструктурныЙ анализ развития локальных поднятий показал, что они развивались унастедованно, в большинстве случаев непрерывно

на протяжении всей истории своего формирования. Структурообразующие движения были различными в разные периоды, но активизация их в послесеноманское время характерна для большей части структур. Структурный план всех ловушек по юрским, неокомским и верхнемеловым горизонтам окончательно сформировался в послесеноманское время, до этого на месте единых структур существовали отдельные разрозненные куполки. Прирост амплитуд структур на последних этапах развитие обусловил современные размеры залежей. Учитывались результаты тектонических исследований В.Н.Бородкина, В.С.Бочкарева, Ю.М.Глухое-дова, Е.М.Максимова, М.И.Мншульского, Г.И.Плавника, М.Я.Рудке-вича, В.В.Тихомировой, Ю.Н.Федорова, А.Я.Эдельштеина и др.

Степень проявления дизъюнктивной тектоники неоднородна в пределах различных зон на территории Уренгойского и Тазовского НГР, Разломы установлены по прямым и косвенным признакам на Русском (амплитудой 150 - 250 м), Тазовском (вероятно, до 60 - 70 м) н Олнку-минском (до 20 - 30 м) поднятиях и в пределах Южно - Русского вала. На Уренгойском валу и Заполярном куполовидном поднятии разломы в осадочном чехле имеют незначительную амплитуду смещения (до 10-15 м) и неуверенно выделяются сейсморазведочным; работами .

В разрезе мезозойских отложений выделяются два крупных нефтегазоносных надкомплекса: юрский, перекрытый верхнеюрской - нижнемеловой региональной покрышкой, и меловой, выделяемый между верх-неюрскои и верхний мел - палеогеновой региональными покрышками. Каждый из надкомплексов разделяется внутренними региональными, субрегиональными и зональными покрышками на НГК н резервуары, ра шчающиеся строением, концентрацией ресурсов, условиями проведения поисково - разведочных работ: нижнеюрский, среднеюрский, верхнеюрский, самостоятельные - баженовский и алнмовский - как осложняющие региональную покрышку, неокомскин, аптский и альб • сеноман-ский (учитывались исследования В.И.Ермакова, Г.П.Мйсниковой, В. А.Скоробогатова, В.И.Штшьмана и др.) .

За весь период проведения поисково - разведочных работ здесь в глубокое бурение было введено 34 площади. Это преимущественно положительные структуры 'И и II порядков. В последние 11 лет вводились площади, перспективные для поисков залежей УВ вне локальных структур - в низах неокома и в породах ачимовской толщи. Поисково - разведочным бурением НГК изучены весьма неравномерно, в особенности глубоконогруженные горизонты осадочного чехла. Общая геолого - геофизическая изученность альб - сеноманского комплекса в пределах рассматриваемой территории приближается к оптимальной, для неоком-ской части разреза она также достаточно, высока (малоизученными остаются только отдельные зоны впадин и прогибов между Уренгойским и Заполярным месторождениями). Недостаточно изучены ачимовская и юрская толщи, хотя уже пробурено 10 глубоких скважин .

На исследуемой территории на 01.01.95 г. открыто 25 м - ний нефти и газа, в том числе 11 - с залежами в альб - секоыанских отложениях, 19 -в аптских и неокомских породах, 7 - в ачимовской толще и только 2 - в кровельных горизонтах тюменской свиты. Основные запасы свободного газа открыты в сеноманских отложениях (70 %). На глубины от 1000 до 2000 м приходится 58 % всех выявленных запасов свободного газа, на глубины свыше 3000 м -17 %. В ловушках структурного типа содержится 84 % выявленных запасов газа. Удельные запасы газообразных УВ на единицу площади в пределах Нижнепурского мегавала составляют для сеноманского, неокомского и ачимовского комплексов соответственно 970,560 и 100 млн. м1/ кмг (по Л.О.Сулейми.ювой (1990 г.)) .

В третьей главе "Методика оценки масштабов выделения газа в свободное состояние в недрах Уренгойского и Тазовского нефтегазоносных районов" приводится процедура расчетов количества УВГ, выдс швших-ся в свободную фазу в недрах изучаемых НГР к 1\Онцу демиссионноп стадии развития данной .территории, исследуются особенности выявления и картирования зон газовыделения .

, В общем виде задача оценки масштабов выделения газа в свободное состояние сводится к построению модели вида /(х, у) > ф (х, у), где/-

iw.'Liüiv'iiHocrb пород геологической системы; ф - газрпогл01ца;ощая сио.чншость пород. Сравнение функций позволяет выделить области, и прицелах которых газ выделяется » свободную фазу н, следовательно,

мот.ег образовывать залежи .

'Задача оценки/(х, у> и ¡) (х, у) ставится как вариационная. Решение i алого типа задач осуществляется с помошыо пакета прикладных программ комплексной обработки геолого - геофизической информации, ра~ работанного и ЗапСнбНИПНi С.В.Тороповым и В.Н.Пятковым(1989 г.).

Основу оценки масштабов выделения газа в свободное состояние составляв)! четыре блока:

!. Л итолого - стратиграфический: ана~из разреза, выделение р-лио-ьачьиыч, субрегиональных и зональных покрышек, комплексов и резервуаров, кспо, ас являются объекгами исследований .

2. Термодинамический: изучение палеотемперзтур и построение ы'рт; пропюз и картирование пластовых давлений .

3. 1 сочичическии: исслсдоздние качественного и количественного

состава РОВ, КОВ и суммарного ОВ, постригите карг; расчеты генерации УВ на единицу объема пород и картировали»1 параметров

4. 'Сонсервационный: анализ потерь и поглощения УВГ породами анализируемых объектов и их картирование .

С ной целью дт.ч каждого объекта исследований проводятся сле-лукнис Р!!ды специальных построении - картирование параметров:

- структурные поверхности, общие мощности, плотность и коэффициент иесчанис юс1 и анализируемых толш;

- коэффициент пористости пород в середине оцениваемого объекта 1П(Х у) (рассчитывается по графикам уплотнения глинистых пород - Нестерова П.И. (1965 г.) и иесчано - алевритовых пород - Хафизова Ф.З. (1987 i.) и таблицам, составленным Г.П.Мясниковой и В.И.Шпильманом (1991 г. ));

- показатель отражения вигринита (Я0) в породах средней части объекта исследований;

- максимальная г леотем..е1 атура, достигнутая данными отложениями в конце раннеотигоценового времени (рассчитывается по 11° с ис-поль юванием результатов Исследований И.И.Нестерова (1988 г.));

- весовые содержания гумусовой, лейптинитовой и сапропелевой компонент в составе РОВ и КОВ исследуемых пород;

- исходные (на начало про гокитагенеза) концентрации РОВ, КОВ и суммарного ОВ в анализируемой толще пород (учитываются результаты исследований Г.П.Мясниковой и В.И.Шпильмана (1988 - 91 гг.));

- удельные количества УВГ, которые генерируются ОВ пород, уда-. ляются из природной системы (в результате диффузионных процессов и выноса элизионными водами на ранних стадиях катагенеза) и поглощаются метанофильными ингредиентами в земных недрах (м3 газа / м3 пород);

- удельные количества газа, выделившегося в свободную фазу в изучаемом комплексе пород .

Основные уравнения расчета картируемых параметров приведены в табл. 1 .

В четвертой главе "Особенности формирования свободной газовой фазы в недрах Уренгойского и Тазовского нефтегазоносных районов" проведена количественная реконструкция процессов формирования свободной газовой фазы в недрах Уренгойского и Тазовского НГР на основании комплексного анализа газогенерации, раннекатагенетических потерь и поглощения УВГ в породах нефтегазоносных комплексов .

На основании результатов выполненных г ^строений установлено, что значительно ниже зоны промышленной нефтегазоносности исследуемого региона отмечено наличие процессов интенсивной генерации и выделения газа в свободное состояние. Поэтому наибольший интерес для поисков и разведки газовых скоплений будут представлять среднеюрские отложения в северной части Нижнепурского мегапрогиба. С учетом мак-

Таблица 1

Основные уравнения пересчета, используемые в диссертации

№ п/п Исходный параметр Картируемый параметр Уравнение регрессии Коэффициент корреляции г (детерминации К2)

1 структурная поверхность Н(х, у) (км ) пористость песчано - глинистых пород тгкл(х,у)(%) т„-гл=(0.014+0.027*Н(х, у))"1 Гт,н=0.99

2 Н(х,у) (км) пористость ГЛ/ШКСТЫХ пород Шг (х, у) (%) п1г=20.413-(12.452*1пН(х, у)) ГтЬН = - 0.99

3 карта изменения II» (х, У)(%) максимальная палеотем-пература (х, у) (°С) ТЙЙг 184.02+166.541^« (х, у) 1^11^0.99

4 11»(х,у)(%) коэффициент пересчета Ко» от С к РОВ срг.ост Ков=(0.792+0.125*1пК0(х,у))-1

5 Е(х, у) (м ) коэффициент пересчета Кпк от СВ к ОВю па начало про-токатагенсза Кпк=(1-753-0.279*1£Н(х, у))"!

6 1У<х,у)(%) удельная газогенерация гумусовым ОВ (ни3/100 кг ОЗисх) уг(К°)=;-!).07+3.73*!1с,-0.08,'(Р..<-)3 Ю= 0.997

7 П»(х,у)(%) удельная газегенерация сапропелевым ОВ (¡¡м3/10Э кг ОВпсх) Ю = 0.924

2.0

снмалъных масштабов выделения газа в свободное состояние прс-дча! а егся опоисковать участок между скважинами Самбургской 700 и Сапе-каптской 3 .

В заключении о., обшаются основные выводы и результаты рабсил в соответствии с решаемыми задачами:

!. Разработаны новые модификации методов оценки нефтегакне-нерационного потенциала пород, в которых учитываются последние достижения в геохимии ОВ. Введены'функциональные зависимости ни ген сивности генерации, потерь и поглощения УВГ от степени капненеш-ческой превращениости ОВ.существенно повысившие точность расчетов.

Выбор картируемых параметров обусловливается их информативностью при решении вопросов прогнозирования, возможностью включения в различные модели генерации и накопления УВГ в виде количественных оценок. Для решения поставленных в диссертации задач использованы функциональные зависимости этик параметров .

2. На основе усовершенствованных методов уточнены масштабы генерации, потерь и поглощения УВГ в основных НГК п их частях в предел" \ Уренгойского и Тазовского ИГР. Проведена оценка возможных ресурсов свободного газа в нижнеюрском, среднеюреком и баженовском НГК (табл. 2) .

3. Установлено, что ведущими толщами но масштабам и интенсивности процессов газообразования в недрах Уренгойского и Тазовского НГР являются нижнеюрский и среднсюрский НГК. Газогенерационный потенциал нижнеюрского и среднеюрского НГК в целом увсличнвасн:я по направлению к северной части территории исследований в cooiuctci-вии с увеличением степени катагенетического преобразования г В и повышением общей массы органического вещества. Сравнение покатывает, что в Уренгойском и Тазовском НГР количество УВГ. генерированных в порол"\ нижнеюрского и среднеюрского комплексов, более чем в два раза выше количества газа, образовавшегося в вышележащих торшон мл разреза .

Таблица 2

Распределение баланса генерации, рассеивания, поглощения и выделения в свободную фазу газообразных У В в подсчет ных объектах Уренгойского и 'Газовского НГР( в % от суммарного объема генерированного газа)

Подсчеты« Геиерирова- Погеркно Сорбирова- Ра ста ор ело Поглошеяо Е!ыдел?шось

обы:к1 1ю гача газа но 1 аза и ипастусь волах хидыти УЗ в езобод-НУГЛ

Альп - сено- М,1 НС )- ИИ 6.8 5.0 0.6 1.0 0.2 -

ВсрЛПЯН НО ЮЫг С к'С' 1 О 10.3 6.8 1.6 1.2 0.7 -

Нижняя ПО!'ОЬИ-на ант - 1-гоком- 9.1 5.4 1.4 1.4 0.9 -

Бажсиовский 10.4 4.3 3.4 0.6 1.9 0.2

С^е^неюрскин 30.7 8.5 9.8 3.3 5.8 3.3

11 их нпорекпи 32.7 6.3 9.0 4.3 6.3 6.8

Всего 100 36.3 25.8 11.8 15.8 10.3

4. Наиболее благоприятные условия для выделения газа и свободное состояние на демиссионнон стадии' развитая ОПБ существовали в отложениях нижнеюрского ¡1 среднеюрского комплексов, которые являются главными источниками свободною газа в недрах Уренгойского и Газовского ИГР .

5. Балансовые расчеты показ!,тают, что масштабы выделения УВГ з свободную фазу в породах юрского возраста вполне достаточны для формирования в пределах исследуемых районов месторождений с уника. .ьнымн доказанными запасами газа .

6. Наиболее высокой перспективностью обладают земли - северной части Пнжнепурского мегапрогиба. Первоочередной для поиска газовых скоплений рекомендуется зона, которая протягивается от Северо - Уренгойского и Салекаптского месторождений на :евере до Самбургского -н юге и и которой наблюдаются максимальны, масштабы выделения таза в свободное состояние .

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Системный ретроспективно - генетический подход к оценке перспектив нефтегазонос ости ЗСП // Системный подход в геологии (теоретические и прикладные аспекты). - Тез. II Всесоюзн. конф. МИНГ. -Москва, 1986.-С. 394-396.

2. Анализ катагенетической зональности и ее эволюции в осадочком разрезе Среднего Приобья, Уренгойской и Надымской площадей // Геол. И мин. - сырьев. ресурсы Зап. - Сиб. плиты и ее складч. обрамления. -Тез. VI годичной конф. ТО ВМО АН СССР. -Тюмень,1987,- С. 194.

3. Районирование территории ЗСП по генетическим типам газовых скоплений Н Геол. и мин. - сырьев. ресурсы Зап. - Сиб. плиты и ее складч. обрамления. - Тез. VI годичной конф. ТО ВМО АН СССР. - Тюмень, 1987. - С. 199 - 201 (Соавт. Александров С.М.).

4. Районирование территории Западно-Сибирской плиты по генетическим типам газовых скоплений (с целыо локального прогноза газоносности) II Материалы XIV научно - технической конференции молодых ученых и аспирантов геологического факультета МГУ. - М., 1987, ВИНИТИ, 08.10.87, № 7154 - В 87 (С. 8 -15).

5. К вопросу о балансе об] лования метана в процессе катагенеза ОВ разных типов // Комплекснрование методов исследования при разведке месторождений нефти и газа Западной Сибири. - Тез. докл. обл. конф. - Тюмень, 1988. * С. 46 - 48.

6. Геолого - генетические аспекты увеличения запасов УВГ сено-мапских залежей севера Западной Сибири в процессе их разработки Н Проблемы развития газовой промышленности Западной Сибири.. - Тез. докл. XI науч. - техн. конф. молодых ученых и специалистов Тюмен-НИИпшрогаза. - Тюмень, 1988. - С. 3.

.' 7. Расширенная классификация генетических типов газовых скоплений и районирование на ее основе территории Западно - Сибирской пли-

ты. - М., 1988, ВИНИТИ, 02.11.88, Кэ 7347 - В88 (13 С.) (Соавт. Александров С.М.).

8. К вопросу о генетической классификации нефтегазоносных бассейнов'. - М„ 1988, ВИНИТИ, 30.12.88, № 9227 - В 88 (11 С.).

9. Применение современных методов математической статистики для классификации нефтегазоконденсатных м - ний Применение, математических методов и ЭВМ в геологин. - Межв. сб. науч. трудов ТГУ. -Тюмень, 1988. - С. 112-115.

10. Демиссиошшн механизм образования свободной газовой фазы в недрах. - М„ 1989, ВИНИТИ, 07.02.89, № 822 - В 89 (12 С.).

11. Изучение фактической газопасыщениости недр северных районов Западно - Сибирской плиты // Нефть и газ Западной Сибири, - Тез. докл. II Всесоюз. науч. - техн. конф. - Тюмень, ¡989. - С.55 - 56.

12. Стохастический анализ формирования газовых залежей. - М., 1989, ВИНИТИ, 20.04.89, № 2605 - В 89 (5 С.) (Соавт. Александров С.М.).

13. Анализ геохимических данных на персональных компьютерах. -М„ 1991, ВИНИТИ, 18.12.91, № 4688 - В 91 (6 С.) (Соавт. Брагина О.Ю.).

14. Генетические типы нефтяных и газовых залежей и их размещение на территории Запалю - Сибирского ОПБ // Научно - технические достижения и передовой опыт в области геологин и разведки недр: Научно - технический информационный сборник / МГП "Геоинформмарк". -Москва, 1992. - Вып. 9 -10. - С. 100 - 106 (Соавт. Куликов П.К.).

15. Анализ фактической газонасыщенности недр Западно - Сибирского осадочио - породного бассейна // Нефть и газ Западной Сибири. Проблемы добычи и транспортировки. - Тез. межгосударств, науч. -техн. конф., посвященной 30 - летшо ТюмИИ. - Тюмень, 1593. - С. 26 - 27.

16. Механизм образования крупных газовых месторождений // Современные геологические проблемы. - Межв. сб. "ауч. трудов ТГН1 У. -Тюмень, 1994. - С. 67-79.

Подписано к печати 18.04.1996 Объем 1.0 п.л

Заказ -/57_____Тираж 100

Ротапринт ГюмГНГУ, 625000, Тюмень, Володарского, 38