Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Взаимосвязь геохимических и геофизических полей в надпродуктивных комплексах нефтегазовых месторождений юга Сибирской платформы

ВАК РФ 04.00.13, Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Взаимосвязь геохимических и геофизических полей в надпродуктивных комплексах нефтегазовых месторождений юга Сибирской платформы"

МИНИСТЕРСТВО ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ.ГЕОФИЗИЧЕСКИХ И ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ (ВНИИГЕОИНФОРМСИСТЕМ)

на правах рукописи УДК 550. 84: 553. 98 (571. 53)

Ч

пастухов Николай Павлович

ВЗАИМОСВЯЗЬ ГЕОХИМИЧЕСКИХ И ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В НАДПРОДУКТИВНЫХ КОМПЛЕКСАХ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИИ ЮГА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРНЫ

специальность 04.00. 13 -Геохимические методы поисков

месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва-1992

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском проект-но-конструкторском и технологическом институте геологических, геофизических и геохимических информационных систем (заочная аспирантура Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук.

профессор А. В. Петухов

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук.

профессор чахмахчев в. а. (Институт геологии и разработки горючих ископаемых. г. Москва).

кандидат геолого-иинералогических нале. Гудзенко а Т. (ШШ "Геохимия*, г. Москва)

Ведущее предприятие: Производственное геологическое объединение "ВостсибнеФтегазгеология". г. Иркутск

зашита состоится . е^//*?.. 1992 г. в часов

на заседании специализированного совета д. 071. ю. 01 при Всесоюзном научно-исследовательском проектно-конструкторском и технологически институте геологических, геофизических и геохимических информапионш систем по адресу: 113105. Москва.Варшавское шоссе, е. конФерени-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в геологическом Фонде ВНИИГЕОИНФОРНСИСТЕН

Автореферат разослан "/V.". ____ 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор геол. -мин. наук

В. С. Лебедев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Юг Сибирской платформы является одним из наиболее перспективных в нефтегазовой отношении районов в Лено-Тунгусской нефтегазоносной провинции, основными обьектани поисков нефти и газа являются подсолевые тер-ригенно-карбонатные отложения венд-нихнекембрийского возраста, в пределах которых развиты ловушки, преимущественно, неантиклинального типа, картирование последних в условиях сложного геологического разреза традиционными методани затруднено. Поэтому в последние годы здесь находят широкое применение прямые геофизические и геохимические исследования. В этой связи большую актуальность приобретает проблема изучения закономерностей Формирования и распределения по разрезу аномалий геофизических и геохимических полей.их связь с нефтегазоносностью и между собой. Последнее проявляется в осадочном чехле нефтегазовых месторождений в виде явления парагенезиса аноналий геофизических и геохимических полей, которое выступает в качестве научного обоснования для разработки технологии прогнозирования неФтегазонос-ности по комплексу разноуровневых геолого-геохинических и геофизических методов исследований.

Цель работы. Изучение взаимосвязи геохинических и геофизических полей в надпродуктивных комплексах нефтегазовых месторождений юга Сибирской платформы для обоснования технологии прогнозирования нефтегазоносности разноуровневыми методами.

основные задачи:

1. Изучить геолого-геохимические условия и Факторы, определяющие Формирование ореолов рассеяния и эпигенетических изненений пород над залежами углеводородов (УВ). провести их типизацию и исследовать количественную и качественную зональность составляющих их ингредиентов в надпродуктивных отложениях.

2. оценить степень влияния рассеянных УВ и процессов вторичного минералообраэования на трансформацию Физических свойств

пород в ореоле рассеяния над нефтегазовыми залежами.

3. Исследовать особенности структуры и свойств геохимических и геофизических полей в надпродуктивных комплексах нефтегазоносных плошадеи и составить модели формирования геохимических и геофизических полей для залежей УВ антиклинального и неантиклинального типов.

4. Изучить виды и формы взаимосвязи геохимических и геофизических полей,определить Факторы, контролирующие их распределение в осадочном чехле юга Сибирской платформы.

5. Обосновать принципы комплексирования геохимических и геофизических исследований и разработать оптимальную технологию прогнозирования неФтегазоносности разноуровневыми методами .

Научная новизна.

1. выявлена зональность компонентного состава рассеянных газов в венд-нижнекембрийских отложениях юга Сибирской платформы, проведена их типизация,выделено четыре морфогенотипа ореолов рассеяния, формирующихся над залежами УВ.

с. составлены натурные и имитационные (термодинамические) модели вторичного минералообразования в области углеводородного насыщения в верхней и нижней геохимических зонах продуктивных плошадей на примере юга Сибирской платформы.

3. выявлены и изучены характерные морфогенотипы аномалий и составлены модели формирования геохимических и геофизических полей в надпродуктивных комплексах над залежами УВ антиклинального и неантиклинального типов.

5. Установлены виды и Формы взаимосвязи геохимических и геофизических полей в надпродуктивных комплексах юга сибирской платформы,проявляющиеся в пространственном совмещении аномалий, корреляционной связи и парагенетичес^сих ассоциациях показателей полей, выраженных в морфогенотипах аномалий, количественной и качественной зональности компонентов полей.

Практическая ценно-сть.

1. составлены геохимические карты распределения рассеянных УВ-газов в подсолевых венд-нижнекембрийских отложениях иркутского амфитеатра.выполнено геохимическое районирование территории Ангаро-ленской ступени и Непского свода по степени

перспективности, оценены высокие перспективы центральной ча ти Ангаро-Ленской ступени,северо-востока Непского свода.са-нарского выступа. 2. Разработана методика комплексного геохимического опробования сейсмовзрывных скважин без изменения технологии бурения последних. применительно к условиям юга сибирской платформы.

4. Обоснован рациональный комплекс и технология прогнозирования неФтегазоносности разноуровневыми геолого-геохимическими и геофизическими методами в южной части Сибирской платформы.

5. Составлен комплект прикладных программ для обработки и анализа результатов комплексных газогеохимических, литолого-ми-нералогических и геофизических исследований.

Объект исследования и Фактический материал. Диссертация является итогом многолетних (1979-1991 г. г. ) полевых и аналитических исследований, выполненных автором в ВостСибНИИГГиМС и лаборатории НГПГ Иркутского госуниверситета. В основу диссертации положены результаты геохимических (25 400 анализов газов промывочной жидкости. 3170 анализов гзп.5200 анализов хба. 723 анализов газов твд. нд и при-забойного воздуха сейсмовзрывных скважин. 138 литогеохимических проб).литолого-петрографических (3793 описания петрографических шлифов). петроФизических (953 определений петрофизических свойств пород), геофизических (250 измерений температур сейсмовзрывных скважин. 120 диаграмм ПГИС.картографический анализ результатов полевых геофизических работ по 15 продуктивным и непродуктивным площадям) исследований и моделирования на ПЭВМ литогеохимических процессов при помогай ПК "Селектор". Лично автором обработан и проинтерпретирован основной объем результатов полевых и лабораторных исследований с применением ЭВН ЕС-юзз. ПЭВМ IBM ПС/AT с использованием стандартных импортных и отечественных пакетов, а также оригинальных программ (KAHOR.AVIP. ANALXZ. SKVAGINA). разработка последних осуществлялась при непосредственной участии автора. Кроме этого, выполнено Физико-химическое моделирование на ПЭВМ IBM процессов вторичного нинералооб-разования в ореоле рассеяния над залежами VB применительно к конкретный геологическим условиям юга сибирской платформы.

- б -

Реализация работы. Полученные теоретические и практические результаты изложены в 6 рекомендациях по направлению нефтегазопоисковых работ ъ Ангаро-Ленской и Непско-Ботуо-бинской НГО. реализованных в ПГО "ВостСибнеФтегазгеология"."Ир-кутскгеофизика". отражены в методических рекомендациях комплексного геохимического опробования сейсмовзрывных скважин, газомет-рии призабойного воздуха и геотермии сейсмовзрывных скважин в условиях Восточной сибири.

Апробация работы и публикации. По теме диссертаций опубликованы рукопись монографии в ВИНИТИ . 34 статьи и тезиса докладов, выпушено через ЦНТИ б информационных сообщений по разработкам НИР. Основные положения работы докладывались на ежегодных региональных научных конференциях геологического Факультета ИГУ (19в£-1990 г. г.).на 1-й конференции молодых ученых иркутского госуниверситета (Иркутск. 1963). на 5-й. б-й научно-практических региональных конференциях (Красноярск. 1984.19в5).на г-н Всесоюзном .совещании "Дегазация земли и геотектоника" (Носква. 1985). на Всесоюзных и региональных конференциях "Геология и полезные ископаемые восточной Сибири"(Иркутск. 1984.1965.1987). на семинаре"Геохимические поиски месторождений нефти и газа"(Иркутск. 1987). на школе-семинаре'Особенности технологии геохинических методов поисков месторождений нефти и газа" (Алма-Ата. 1990) . на 11-й.14-й конференциях молодых научных сотрудников "Геология и геофизика восточной Сибири"(Иркутск,ИЗК СО АН СССР.1964.1969).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения.7 глав и заключения, изложенных на .... страницах машинописного текста, сопровождается 40 рисунками. 28 таблицами и списком литературы из 187 наименований. Работа выполнена в заочной аспирантуре ВНИИГеоинФормсистем под научным руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора А. В. Петухова. которому автор выражает глубокую признательность за постоянное внимание, практические советы и поддержку. Особую благодарность автор выражает профессору В. П.Исаевз являющего на протяжении многих лет научным руководителем многих разработок автора. Автор выражает искреннюю благодарность за кон-

- г -

сультажт: к совета профессорам к. с. Старобкнау. Е, Е. стаднику. к. к. Какделызауку. д. п. дроботу. к. к. Карлову кгкгтгдатгн наук-С. В. Бакшее-еу. С. Л. зубайраеву. В. Е. Еагирову, С. В. зверезой. Т. К. Дорогокупец, А. Н. терепекко. В. 9. Лузину. В. А. Лнссну. В. А. Наумову. М. В. Еорниковой. сотрудникам производственные оргакизапкя-Г. А. доскач. Ф. Н. Яковенко. С. Р. Клементьеву, а таг»? сотрудникам Иркутского госуниверситета Г. к. Каратаевой, в. и. Орлову. В. с. кк:-:ееву.

СОДЕРЕАККЕ РАБОТЫ.

В первой главе приведены"кратки» сведения о геологическом строении .геохимической карактериститсе и неФтегазонос-иости веш-кембрийсккз отложениий южной часта сибирской платформы. изложенные по работам А. С. Анциферова. С. Л. Арутюнова,э. А. База-нова. А. Н. Золотова. з. В. Забалуева. Д. И. дробота. А. э. Конторовича. М. И. нандельбаума. с. Л. Рыбьякова. в. В. Сансонова. А. А. ТроФимука. л. Ф. Тышенко. Ф. Н. Яковенко и других.

В строении осадочного чехла юга Сибирской платформы принимают участие риФейские и венд-палеозойские отложения. Незначительным распространением пользуются мезозойские и кайнозойские образования, в ряде районов широко развиты пластовые и секущие интрузии траппов, дано краткое описание литолого-стратиграФичес-ких комплексов, показана роль постседиментааионных процессов в изменении состава и коллекторских свойств пород, описание комплексов пород производится на основе стратиграФичеЬкой схемы, утвержденной СибРМСК (Новосибирск.1986).

основные перспективы неФтегазоносности юга сибирской платформы связаны с подсолевыми терригенными и карбонатными отложениями. в пределах которых открыты залежи нефти и газа, скопления УВ контролируются ловушками литологического и литолого-страти-графического типа с подчиненной ролью структурного Фактора. Рассмотрены особенности геологического строения и.геолого-геохиническая характеристика осадочного разреза нефтегазовых месторождений, являющихся объектами исследований.

во второй главе представлен ретроспективный анализ состояния и тенденций развития прямых геохимических и геофизических исследований на юге сибирской платформы. Показана ак-

- е -

туальность проблемы развития прямых поисков в районах широкого развития залежей УВ неантиклинального типа, где применение традиционных "структурных" методов прогноза недостаточно эффективно, в то же время, для прямых методов свойственна неоднозначность решения прогностических задач, устранение которой можно достичь пттен компяексирования поисковых методов на разных стадиях неф-тегазопоисковых работ.

Начало применения геохимических методов поисков в южной части платформы относится к середине 60-х годов (Г. Г. лебедь, С. ф. тру Фанова. 1964; В. П. Исаев.1904 и другие), с начала 70-х годов геохимические исследования проходят апробацию на большей части территории Сибирской платформы. В процессе нноголетних работ по результатам геохимических поисков получены материалы, подтверждающие целесообразность включения их в комплекс нефтегазопоиско-вых работ. Рассмотрены положительные стороны и основные недостатки существующей методики геохимических исследований. Показано, что геохиничвские методы должны проводиться в комплексе с геофизическими работами и осуществляться в наземнсн и скважиннон вариантах.

Прямые геофизические методы поисков начали проводятся на территории платФорны с начала 70-х годов по инициативе А. а. ТроФиму-ка. В. В. федынского. В. С. Суркова, М. М. Мандельбаума и др. Ведущими методами в поисковом комплексе являются сейсморазвеска (ОГТ) и электроразведка (ЗСБ).Информативными показателями .отражающими продуктивность разреза, являются коэффициент и декремент частотно-зависимого поглощения упругих волн в ореоле газонасышенности над скоплениями УВ. По результатам электроразведки прослеживается водонаснаенный коллектор и определяется граница внк нефтегазовых залежей, рассмотрены возможности других методов (аэрогам-намагнитной съемки, электроразведки ЗС-ВП.ДНН.сейсморазведки-ПГР и др. ) для прогноза месторождений нефти и газа. Показано, что для повышения эффективности прогнозирования нефтегазоносности пряными методами необходимо использовать методы, основанные на Физико-химических процессах, проявляющихся в продуктивном плас-„тв и в ореоле рассеяния над залежами УВ.

В третьей главе дается описание методики исследований. способов обработки и интерпретации геолого-геохиничес-кой и геофизической информации.- Для решения поставленных задач

Проводился комплексный анализ результатов исследований по продуктивным и непродуктивным площадям. При анализе разноуровневых материалов был использован системный подход (А. Р. Дмитриевский. 1986). Методика комплексного изучения результатов геохимических и геофизических полей.базирующаяся на системной подходе основана на последовательной анализе структуры . свойств и взаимосвязи параметров полей на разных уровнях стратиграфического разреза, как в пределах локального обьекта (месторождения, площади). так и в региональном плане. Обработка разноуровневой геолого-геохимической и геофизической информации осуществлялась по стандартным и оригинальным пакетам программ на ЭВМ ЕС-юзз. сайбер и ПЭВМ, интерпретация результатов исследований выполнялась по блокам, состояшини из массивов данкых по объектам (плошали), уровням (скважина, земля, воздух) и видам работ (геохимия, петрография. петроФизика, полевая и скважинная геофизика. Физико-химическое моделирование на ПЭВМ).

Для статистической оценки и решения многомерных задач применялись стандартные пакеты программ Tnna'STATGRAF","CSS". "SURFER" и разработанные при непосредственном участии автора-"STAT". "KAHOR"."AVIP", "ANALIZ"."SKVAGINA" и др. Применительно к решению задач вторичного минералообразования в зоне влияния VB применялась программа "AVIP"(анализ вторичных изменений пород). реализованная в интегрированной среде "FOXBASE". Программа включает три взаимосвязанных модуля-STAT.TRANS. KOD.позволяющие вычислять статистические параметры, преобразовывать исходные данные в однородный массив и осуществлять кодирование признаков в виде 3-4 компонентных дескрипторов с количественной оценкой и без нее. По программе изучалась зональность наложенного вторичного нинералообразования. изменение качественного состава рассеянных газов пород, определялись парагенезисы антигенных минералов и ряды изменчивости микроэлементов в ореоле рассеяния.

Комплексный анализ разноуровневых данных полевых геохимических и геофизических исследований выполнялся на основе спецобработки данных с картографической основы по программе "KANOR"(комплексный анализ неоднородностей осадочного разреза). В основу про граммы положен алгоритм скользящей дисперсии.заключавшийся в вычислении горизонтальных разностей различных порядков с последующим нахождением дисперсии в отдельных перекрывающихся участ-

как с сагом. разный расстоянию между течками наблюдения. Залмсен-ные в программе возможности поззслпют випслкять Фильтраяи» наблюденных полей, выязлять их локальную и региональную состазляг-сие.изучать неоднородности осадочного чекг.а.картирссгть кольцевые и линейные аномалии по комплексу геохимических я геофизических исследований. Физкхо-кикическсе моделирование литсгесхими-ческих процессов осупествлялось с псмспью ::рсграммнсгс комплекса (ПК) "Селектор".реализованного на ПЭВМ (И. к. Карпов.Л. А. Казьмин. 1990) и позволяющего выполнять расчеты сложных химических равновесий в изобарно-изотермических и изсхорно-адиабатическиз условиях методом минимизации термодинамических потенциалов, с помощью ПК решались задачи по изучению процессов вторичного ми-нералообразования и эволюции газовых систем в нижней и верхней (АВГО) геохимических зонах на примере Братского газоконденсат-ного месторождения.

В.четвертой главе рассмотрена структура газогеохимического поля з осадочном чехле :сга Сибирской платформы, дано описание ореолов рассеянных газсз и эпигенетически измененных пород над залежами угл?водородоз.

По материалам газонетрии глубоких скважин в подсолевых венд-нижнекембрийских отложениях выделены зоны повышенных концентраций УВ-газов. характеризующиеся превышением регионального газового фона в 5-10 раз. Выявленные зоны контролируются структурами высокого порядка, благоприятными литолого-Фапиальными условиями и отражают области регионального а локального неФтегазона-копления. В региональном плане для газового поля осадочного разреза отмечается вертикальная и латеральная зональность качественного и количественного изменения составляющих его ингредиентов. согласующаяся с гидрогеохимическими условиями региона. Изучение зональности состава рассеянных газов огушествлялось при помощи дескриптивного метода ( И. В. Обухова.1963), реализованного автором в программе "АУ1Р". Вдоль складчатого обрамления платФормы в вендском терригенном комплексе распространены рассеянные газы, преимущественно, углекислого (без учета азота) типа с низким содержанием УВ. В направлении к центральным участкам Ан-гаро-ленской ступени (АЛС) и Непско-Вотуобинской антеклизы (НБА) состав рассеянных газов изменяется на углеводородно-углекислый тип и в зонах нефтегазонакопления (центральная часть АЛС. Брате-

- и -

кий вал. Непский свод.санарский выступ и др. ) представлен угле-кисло-углеводородным и углеводородным типами. Вертикальная зональность качественного состава рассеянных газов ПХ прослеживается по разрезу ступенчато, причем интервалы смены состава газов контролируются границами литолого-стратиграФических комплексов. Над залежами УВ границы изменения качественного состава газов, вследствии восходящего миграционного потока УВ. смешаются в направлении к дневной поверхности. Причем, вертикальная зональность сачественного состава свойственна также для рассеянных битумои-юв (В. С. Пляскин. Н. П. Пастухов. 1987).

В осадочном разрезе юга платформы по рассеянным УВ-газам Фиксируются субвертикальные ореолы рассеяния над залежани УВ. морфология и свойства которых определяются структурно-тектоническими и литолого-Фаииальными условиями.Фазовым насыщением продуктивных комплексов и гидрогеохимической обстановкой. По данным каротажа над нефтегазовыми месторождениями Иркутской области было выделено два основных типа ореолов рассеяния УВ -кольцевой и линейно-полосчаТый (В.П.Исаев и др. .1985). На основе анализа и обобщения дополнительных газогеохимических и би-туминологических данных по югу сибирской платформы автором выделено четыре типа ореолов рассеяния, отличающиеся морфологией и условиями Формирования -сводовый, линейно-полосчатый, кольцевой и комбинированный, сводовый тип ореолов рассеяния Формируется в карбонатном разрезе над литологическими. массивными залежами УВ с небольшими запасами УВ (Даниловское,Кийское месторождения) . Линейно-полосчатый тип ореолов Фиксируется над неантиклинальными. литологически и тектонически экранированными залежани с газовым и нефтяным насыщением продуктивных горизонтов (Ярак-тинское. Дулисьминское месторождения). Ореолы кольцевого типа отмечаются над антиклинальными ловушками с различным Фазовым насыщением (Братское. Собинское месторождения). Причем, ореолы рассеяния по неуглеводородным газам ( Н2.С02) имеют кольцевую Форму над-любым типом залежей УВ (В. П. Исаев.1987). Над залежами, осложненными тектоническими нарушениями, литологической неоднородностью разреза, наблюдается комбинированный тип ореолов, имеющий элементы вышеперечисленных типов ореолов рассяния (куюмбинское. Марковское месторождения).

По результатам дескриптивного анализа выделены типы рассеян-

ных газов.характерные для продуктивных и непродуктивных зон нефтегазоносных областей АЛС и НБА. Установлено преобладание в разрезе бесперспективных зон рассеянных газов преимущественно уг-лекислотного типа с содержанием УВГ< 1 х об. В пределах крупных зон нефтегазонакоаления распространены газы с содержанием УВГ=5-10 х. об. . углекисло-углеводородного типа, подразделяемые в зависимости от характера насыщения на "облегченный" (зоны газонакопления) и "утяжеленный" (зоны нефтенакопления) типы. В зонах глубинных разломов отмечается углеводородно-углекисло-водородный тип газов, в.пределах локальных структур типы рассеянных газов пж дифференцированы на углеводородно (метаново)-углекислотные (не-продуктивые плошали) и углекисло-углеводородные типы. Последние подразделяются в зависимости от Фазового насыщения нефтегазоносных комплексов ( газ. газоконденсат, нефть ) на "сухой" (СН4>>С2>СЗ>С4>С5>Сб)."конденсатный"(С1>С2-С4<С5-Сб) и "жирный" (С1>С2<СЗ-Сб).

Формирование ореолов рассеянных УВ над залежами нефти и газа связано с изменением Р1г и ЕЬ среды и преобразованием минерального состава продуктивных и надпродуктивных отложений..По результатам проведенных исследований установлены зависимости между количественными и качественными характеристиками рассеянных УВ и соотношением закисного и окисного железа.поливалентных микроэлементов. Для венд-нижнекембрийских отложений отмечается вертикальная зональность эпигенетических процессов, проявляющаяся в региональном плане и обусловленная стадиальными катагенетическими изменениями пород и гидрохимическими особенностями разреза. На примере продуктивных плошадей (Братского. Ярактинского, Даниловского месторождений) показан характер эпигенетических изменений и вторичного минералообразования в продуктивном и надпродуктивном комплексах. В зоне воздействия УВ установлено повышенное количество битуминозного вещества, новообразований 'карбонатов (анкерита. доломита). хлорита, монтмориллонита, халцедона, регенеранионного кварца, пирита. Для разреза нефтенасышенных и перекрывающих их отложений характерна вертикальная и латеральная зональность эпигенетических процессов и минеральных парагенезисов. Информативным-показателем наличия скоплений УВ является комплекс минералов, представленный новообразованиями пирита, анкерита и хлорита (монтмориллонита) с битумом. Для верхней геохимической зоны (интервал

o-ioo н).изученной на принере восьни плошадей Братского валооб-разного поднятия АЛС установлена латеральная зональость процессов вторичного шшералообразования. заключающаяся в развитии минеральных ассоциаций в пределах продуктивной плошади: пирит-анкерит-хлорит (в контуре); гематит(нагнетит)-доломит-гидрослюда (приконтурная зона);лимонит-кальцит-каолинит (непродуктивная, плошадь).

Проведено имитационное моделирование процессов вторичного ми-нералообразования и изменения компонентного состава газов в верхней и нижней геохимической зоне продуктивной плошади. Для решения задачи были взяты конкретные пластовые т и Р. состав природных газов .пород и вод Братского месторождения. Установлено, что при взинодействии свободных газов <юо у. ув) с песчаником при пластовых условиях (Р=33 НПа.Т=55 С) отмечается высокое содержание углерода (битума).альбита и селадонита-2. Среди газовое отмечается низкое содержание азота, водорода, углекислого газа. аммиака и высокое УВ компонентов. В интервале УВ-насышения от 70 до 100 у. наблюдаются существенные изменения в минеральном составе песчаника -увеличивается количество кварца, карбонатов, пирита и селадонита-1. Заметные изменения происходят в качественном составе газов. В этом интервале понижается количество УВ. особенно, гомологов метана и возрастает концентрация углекислого газа, водорода, азота, паров воды, значения Ph изменяется от 9. 5 (ЮО у. УВ) до 7-8 (ненее 50 у. уВ).При дальнейшем снижении концентрации УВ уменьшается количество пирита, карбонатов (доломита), селадонита-2. В составе неуглеводородных компонентов отмечается рост азота,водорода.углекислого газа и кислорода и снижение ув-газов. Величина Eh увеличивается пропорционально снижению концентрации УВ. В верхней геохинической зоне процессы вторичного минералообразования интенсивно развиваются в зоне УВ насышения и выражаются в карбонатизаиии. окварпевании, ожелезнении песчаников, прослежена вертикальная и латеральная зональность нинеральных парагенезисов и составлены нодели вторичного нинералообразования и изменения состава газов в продуктивном разрезе. Сопоставление результатов имитационного и натурного моделирования литогео-химических процессов на качественном уровне показало их принципиальное совпадение.

В пятой главе описаны структура и свойства геоФи-

зических полей, рассмотрены особенности характера изменения параметров сейсмического, электрического,радиоактивного,магнитного полей в разрезе прдуктивных площадей .оценено влияние различных Факторов на Формирование геофизических аномалий. Показано, что отдельные элементы нефтегазового месторождения (по А. В. Петухову.1988) могут проявляться в структуре геофизических полей усиливая и дополняя друг друга.создавая в целом интегральный эффект. Влияние геохимических Факторов (газонасышеннос-ти.вторичных процессов минералообразовавния) может быть соизмеримо с эффектами от скоплений УВ, а иногда и превосходить их в силу больших размеров и интегрального характера. Установлены функциональные зависимости петроФизических параметров (минеральной плотности, скоростей упругих волн, электрического сопротивления, магнитной восприимчивости и др. ) от содержания вторичных минералов и битуминозности пород. Изучен характер петро-Физической изменчивости пород в нижней и верхней геохимических зонах продуктивных площадей АЛС и НБА. выявлена латеральная зональность литоФизических свойств песчаников ийской свиты в пределах Братского месторождения и сопредельных структур, вызванная изменениями Физико-химических параметров среды и вторичными преобразованиями пород в зоне УВ-насышения. В карбонатном разрезе Даниловского месторождения установлена значимая положительная связь между УВ газами. ХБА и коэффициентом частотно-зависимого поглошения и отрицательная- с продольной электрической проводимостью разреза.

По результатам ГИС над залежами УВ в подсолевой части разреза отмечается понижение интервальных скоростей упругих волн на 6-15Х,естественной радиоактивности на 15-20*.повышение электрического сопротивления в 1.3-1.5 раза. В ореоле рассеяния прослежена положительная корреляционная связь упругих волн,естественной гамма-активности с водородом,углекислым газом и отрицательная с УВ- газами. Напротив, с метаном и его гомологами корре-лируется параметр электрического сопротивления. Над залежами антиклинального типа Фиксируются кольцевые аномалии скоростей упругих волн и естественной радиоактивности. Залежи неантиклинального типа отражаются в геофизических параметрах линейно-полосчатыми аномалиями с максимумами над ВНК и в зоне выклинивания коллекторов.

в шестой главе изложены виды и Формы проявления ззакмосзя^и геохимических и геофизических полей в надпродуктив-ньа комплексах нефтегазоносных площадей юга Сибирской платформы.

з последите годы методологической основой комплексирования геохимических и геофизических исследований на нефть и газ выступает явление парагенезиса С75в'ертикальных зонально-кольпео-огразЕ'х аномалия геофизических, геохимических и биогеохимиче-ския полей з пределах продуктивных плошадей . Показано.что взаимосвязь геохимических и геофизических полей проявляется в виде пространственной локализации аномалий, корреляционной связи компонентов псг.?.ч и парагенетических ассоциаций показателей. Основными Фермами прсязления взаимосвязи Физико-химических полей являться морфегенотипы аномалий, зональность ассоциаций и свойств г.есхинлческих я геофизических полей, прослеживаемые на разных урс-гнга разреза. Анализ структуры и свойств геохимических и геоФизических полей 'показюает. что пространственно-генетическая связь между 1::яи проявляется через ряд Факторов, которые прямо или косвенно обуславливают закономерности их распределения на региональном.зональном и локальной уровнях. Основными Факторами, контролирующими взаимосвязь полей является' структурный, дизьюнк-

литологический. магматогенный и наФтидогенный. Влияние чаждого Фактора отражается в структуре соответствующих полей и гыралагтеч в парагенетических ассоциациях их показателей. Рассмотрены случаи прявлеяия Факторов в структуре и свойствах геохимических и геофизических полей. Изучены взаимосвязь и взаимодействие геохимических и геофизических полей в осадочном чехле хга Сибирской платформы.

Основным Фактором,определяющим структуру и свойства геохимических и геофизических полей являются структурно-Формациоиные комплексы (СФК). Наложенными, вторичными по отношению к ним яз-ляются процессы, вызываемые скоплениями УВ и ореолами рассеяния зокруг них. через влияние залежей УВ и ореольных эффектов от нее происходит взаимодействие наложенных (аномальных) геохимических и геофизических полей, что предопределяет их генетическое родство в осадочном разрезе. Рассмотрены особенности проявления взаимосвязи полей в различных геологических условиях региона.изучен характер изменения коррелируености параметров полей, определены основные морФогенотипы аномалий геохимических и геофизических по-

- 16 -

лей в нижней поисковой зоне юга платформы.

В седьмой главе рассмотрены основные принципы конплексирования прямых методов поисков залежей УВ на юге Сибирской платформы, вытекающие из взаимосвязи геохимических и геофизических полей.

Основы конплексирования методов прогноза полезных ископаемых рассматривались в работах о. ю. Шмидта, Г. А. Гамбурцева. в. в. Федынского. А. Г. Тархова, н. Я. Кунина. в. С. Вахромеева и др. значительный вклад в разработку методики конплексирования геохимических и геофизических методов на нефть и газ внесли исследования о. л. Кузнецова, л. м. Зорькина. И. А. Киричек. С. Л. ЗУбайраева. А. В. Петухова. В. И. Березкина. В. Д. Наливкина и др.

Главной пелью комплексирования методов прогноза является обеспечение наиболее полной информацией об объекте поисков, выбор оптимальных методов ее получения и достижение максимальной надежности прогноза. При этом комплексирование геохимических и геофизических полевых методов.обработка и интерпретация результатов исследований должны проводиться на единой методологической основе.в роли которой выступает парагенезис Физико-химических полей. Комлексирование поисковых методов при этом должно базироваться на 3-х аспектах:выявлении признаков нефтегазовой залежи геохимическими, и геофизическими методами, анализ взаимосвязи и взаимодействия этих признаков в различных геологических ситуациях, выявление их механизма возникновения и функционирования в пространстве и времени. Генетическую основу прогноза прямыми методами составляет отражение признаков залежи и ореолов рассеяния от нее в структуре геохимических и геофизических полей. В этой связи, поисковый комплекс методов должен быть нацелен на картирование отдельных (или совокупности) элементов обобщенной модели нефтегазового.месторождения( А. В. Цетухов и др..1986) и представлении ее образа и свойств в целом. Исходя из особенностей осадочного разреза юга сибирской платФормы основные принципы комплектования прямых методов сводятся к следующему:

- изучение геологического строения объектов поисков должно предшествовать или сопровождать прямой прогноз нефтегазоносности;

- соблюдение стадийности нефтегазопоисковых работ, в том числе. прямых геохимическими и геофизическими исследований:

- проведение прогноза неФтегазоносности разноуровенными методами, по возможности, в системе"Воздух-Земля-скважина";

- использовании эффекта "телескопирования" при обработке и интерпретации разноуровневой геолого-геохимической и геофизической информации:

- применении в поисковом комплесе методов.основанных на Физико-химических эффектах от залежей УВ и ореолов рассеяния;

- введение принципа "удорожания" исследований по мере уточнения объекта исследований, т. е. включения дистанционных и мобильных методов на региональной этапе, которые на поисковой и разведочной стадиях заменяются на более детальные и глубинные методы;

- составлении Физико-геохимических моделей объектов поисков на каждой стадии работ и уточнение их по нере накопления объема информации;

- натурное и инитационное моделирование геохимических и геоФизи-честага-аодей на каждой стадии поисковых работ до постановки глубокого бурения с пел^ю определения природы выявленных аномалий.

Рассмотрена технология прогноза неФтегазоносности и составлены оптимальные комплексы геолого-геохимических и геофизических методов. На региональном этапе изучения территории в комплексе методов с традиционными сейсморазведкой (ОГГ) и электроразведкой (НТЗ.ЗСВ) входят аэрогамнанагнитные исследования, дополненные дешифрированием аэрокосмоснимков. геохимические исследования включают гиярогазобиохиническую съемку по речной сети, колонковым (сейсмовзрывным и др.) скважинам. Комплексные исследования осушествляются самостоятельно или попутно. На этой стадии с учетом данных параметрического бурения составляется предварительная модель объекта исследования, осуществляется стратиграфическая привязка геофизических и геохимических материалов и выбирается направление дальнейших работ.определяется эффективность каждого нетода. обосновывается методика и комплекс методов на поисковом этапе. Задачей поискового этапа является уточнение контуров аномальных зон. прослеживание их на глубину, увязка результатов наземных и дистанционных исследований. Комплекс методов включает аэрогаммамагниторазведку.сейсморазведку (ОГТ).электроразведку (ЗСБ, ДНИ) и геохимические исследования

по сейсмовзрывнкм скважинам . в том числе и колонковым,пробуренным КГК-юо с выполнением в последних литогазогеохкмическогс опробования по керну в интервале опорных горизоктое. Сейсмораз-ведочные работы включают изучение геологического разреза, выявление локальных структур и обнаружение ореольныг. эффектов в виде аномалий поглошения упругих волн. Обработка кытериалов осуществляется по программам ПГР и КНПП. В комплексе с сейсморазведкой проводится электроразведка методами ЗСБ, ДНК. ЗС-ВП и другими модификациями с целью оконтуривания зон распространения коллекторов, определения их характера насыщения и выявления ореолов эпигенетически измененных пород. Последние такхе могут быть прослежены в верхней геохимической зоне по литогеохимичес-ким и петроФизическим свойствам пород и аэроганиамапзггоиетрией в комплексе с дешифрированием аэрокосносникков. Результаты наземных и дистанционных исследований сопоставляются с даншдси поискового бурения и выполненного в них комплекса ГИС и скважинной геохимии. Составляется модель объекта исследований (неФтегазо-перспективной структуры.зоны и др. ). Определяется оптинальный комплекс методов по дальнейшему изучению неФтегазоносности разреза. На детальной стадии геофизическими и геохимическими методами уточняются контуры продуктивности, определяются участки заложения разведочных скважин. Геофизические исследования включают детальные методы сейсморазведки и электроразведки совместно с ГИС. Геохимические работы выполняются по колонковым и глубоким скважинам и включают газометрию. битуминологию и литогео-химию керна (шлама) и бурового раствора. С их помошью оценивается характер насыщения потенциально продуктивных пластов до и после вскрытия, определяется контур неФтегазоносности производится интерпретация геохинических и геофизических аномалий.По результатам работ составляется окончательная Физико-геохимическая модель нефтегазового месторождения.

с учетом.геологических условий отдельных районов АЛС и НБА составлены технологические схемы прогнозирования неФтегазоносности..Приведены результаты опробования методики комплексирова-ния геофизических и геохимических исследований с использованием сейсмовзрывных скважин, кгк-юо в пределах Братского валообраз-ного поднятия и хигаловского вала.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования позволили установить: в структуре газового поля венд-кембрийских отложений юга сибирской платформы находят отражение зоны регионального и локального неФтегазонакопления. Для рассеянных газов пород характерна количественная и качественная зональность, проявляющаяся на региональной и локальном уровнях:

в осадочном разрезе продуктивных плошадей Формируются контрастные ореолы рассеяния УВ. морфология и свойства которых обусловлены структурно-тектоническими, литолого-фачиальными условиями. типом ловушки.Фазовым насыщением коллекторов. Выделено четыре типа ореолов -сводовый.линейно-полосчатый, кольцевой и комбинированный. Отнечается качественная зональность компонентного состава рассеянных газов.битумоидов и вторичного минера-лообразования в ореолах рассеяния:

в продуктивных и надпродуктивных отложениях изученных месторождений отмечаются морФос'труктурные изменения аллотигенных и аутогенных минералов,новообразования карбонатных (анкерит, долонит. реже кальцит), глинистых (хлорит, монтмориллонит),рудных (пирит, магнетит.ильменит, лейкоксен) минералов, регенера-ционного кварца. Флюорита .альбита и др. Наиболее интенсивные эпигенетические преобразования пород наблюдаются в терриген-ных отложениях в зоне внк, покрышке и трещиноватых участках. Результатами имитационного моделирования литогеохимических процессов подтверждено новообразование вторичных карбонатов, иллитов.хлорита, пирита.магнетита и других нинералов в зоне влияния УВ. Установлена зависимость параметров РЬ и ЕЬ среды от количественного и качественного состава УВ в гетерогенной мультисистеме;

в области рассеяния УВ компонентов и эпигенетических процессов над скоплениями нефти и газа отмечается понижение скоростей упругих волн на б-15 у.. естественной радиоактивности на 15-гои, и увеличение магнитной восприимчивости на 60-90'-. электрического сопротивления пород в 1.3-1.5 раза. Для верхней геохимической зоны установлена латеральная зональность литофизи-ческой специализации песчаников . вызванная качественными изменениями физико-химических свойств среды и процессами вторично-

- го -

го минералообразования;

- взаимосвязь геохимических и геофизических полей в осадочном чехле юга Сибирской платформа проявляется на региональном.зональном уровнях в виде пространственного совмещения аномалий, корреляционной связи и парагенетических ассоциаций параметров полей и контролируется рядон Факторов;

- особенности взаимосвязи геохимических и геофизических полей положены в основу принципов комплексирования прямых методов (генетический подход.разноуровенность исследований,эффект"те-лескопирования" при обработке данных, стадийность, моделирование и др.). разработки рационального комплекса и технологии прогнозирования нефтегазоносности разноуровневыми геолого-геохимическими и геофизическими исследованиями ;

- результаты выполненных комплексных исследований прямыми методами на эталонных объектах и разведочных площадях АЛС и НБА свидетельствуют о высокой эффективности выбранной технологии разноуровенного прогнозирования неФтегазоносности на юге Сибирской платформы.

В работе защищаются следующие положения:

1. Вертикальная и латеральная зональность качественного состава рассеянных газов венд-кембрийских отложений юга Сибирской платформы, их типизация и морФогенотипы ореолов рассеяния. Формирующихся над залежами углеводородов.

2. Натурные и имитационные (термодинамические) модели процессов вторичного нинералообразования в области углеводородного насыщения в нижней и .верхней геохимических зонах продуктивных площадей на примере юга Сибирской платформы.

3. Виды и Формы взаимосвязи геохимических и геофизических полей, проявляющиеся в пространственном совмещении аномалий, корреяиионной связи и парагенетических ассоциациях показателей. выраженных в морфогенотипах аномалий, качественной и количественной зональности составляющих их компонентов полей

основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. закономерности распределения параметров геохимических и геофизических полей в продуктивном горизонте Ярактинского несто-

рождения //Тез. докл. 11-й конф. молод, научн. сотрудников. -Иркутск. -Инст. Земн. коры. -1983. -С. 213 (совместно с а. Ф. Сапроновым)

2. Методика газометрии сейсморазведочных скважин при геохимических поисках нефти и газа //ИнФорм. сообш. - н 175-83.-иркутский ЦНТИ. -19s3. -4с. (совместно с в. П. Исаевым)

3. Рациональный комплекс методов геохимического опробования сей-смовзрывных скважин при поисках нефти и газа в условиях Восточной Сибири //ИнФорм. сообш. - Н 176-83. -Иркутский ЦНТИ. -1983.-4с. (совместно с В. П. Исаевым, В. И. Королевым, В. С. Михеевым).

4. Геохимические исследования сейсмовзрызных скважин при поисках нефти и газа в Восточной Сибири //Геология нефти и газа. -1985. -N 1. -с. 19-23(совместно с В. Е. стадником,В. П. Исаевым и др. )

5. Комплексное изучение результатов геохимических и геофизических исследований в продуктивных отложениях Ярактинско-Аянской плошади //Сов. геология.-1985.-ЫЮ.-С. 45-51 (совместно с Л. М. Зорькиным, в. П; Исаевым и др. )

6. Глубинные геотектонические и геохимические показатели дегазации земной коры на юге Сибирской платформы //Тез. совещания "Дегазация земли и геотектоника".-М. :-1985. -С. 146 (совместно с Дзюбой, А. Н. терешенко и др. )

7. Парагенетические аспекты геохимических и геофизических полей над залехами нефти и газа юга Сибирской платформы //Тез. докл. регион, конференции. -Иркутск: Востсибнииггимс. -1985. -с. 50-52 (совместно с А. Ф. Сапроновым).

8. Комплексирование прямых методов поискоь на основе парагенезиса геофизических и геохимических полей в осадочном чехле юга сибирской платформы //Тез. докл. 7-й краевой конференции. -Красноярск.-1985.-С. 165 (совместно с В.П.Исаевым и дР. ).

9. Парагенетические особенности структуры геохимических и геофизических полей в ореоле рассеяния залежей углеводородов //Моделирование геохимического поля. -М. :ВНИИГеоинФормсистем. -1986.-с.110-115. (совместно с В. П. Исаевым,. и. Королевым)

Ю. Анализ результатов прямых геофизических и геохимических исследований на нефть и газ в западной части Ангаро-Ленской нго //Обеспечение НТП при геофизических исследованиях в Восточной Сибири. -ВостСибНИИГГиМС. -1987. -С. 58-66 (совместно с А. Н. Терешенко).

11. Геологическое строение и перспективы неФтегазоносности за-

- 22 -

паяного склона Непского свода. -Иркутск: Востсибнииггиис. 1988.-157 с.-Деп. в ВИНИТИ.Н7574-В88 (совместно с А. Н. Тере-шенко. А. И. Артемьевой и др. ). 12. Парагенетические ассоциации Физико-химических параметров в ореолах рассеяния залежей углеводородов на юге сибирской платформы //Тр. Hock ин-та нефти и газа. -1988. -Н212. -с. 57-60 (совместно с в. П. Исаевым.В. И. Королевым и др. ) 13.0 прогнозе неФтегазоносности по материалам газометрии скважин //Геология и геофизика. -1989. -N2. -С. 109-115 (совместно с В. П. Исаевым. А. К. Битнер)

14. Результаты геохимических исследований шлама сейсмовзрывных скважин при поисках нефти и газа //Технология неФтегазопоис-ковых геохимических исследований в систене"Воздух-земля-Сква-жина". -Н. : ВШШГеоинФормсистен. -1990. -С. 68-74 (совместно с

В. И. Королевым)

15. Моделирование воздействия углеводородов на минеральный состав и Физические свойства пород //Геология и полезные ископаемые восточной Сибири. -Иркутск. ИЗК со АН СССР. -1990.

-с. no-ill (совместно с Б. С. Лониых. Г. Н. Каратаевой)

16.Роль вторичного минералообразования в изменении дитофизичес-ких свойств надпродуктивных отложений //особенности технологии геохимических методов поисков месторождений нефти и газа. -Алма-Ата. :вНйИГеоинФормсистем. -1990. -с. 33-34 (совместно с Б. с. лониых. А. с. Плюшкиной)

Подписано в печать 31.01.92. Заказ S3. Тираж 100.

113105,Моеква»Варшавекос Ш.8.ВНИИгеоинформсистем