Геохимические методы исследований

При поисках нефти и газа осуществляются разнообразные геохимические исследования, которые по своему содержанию и назначению могут быть разделены на две группы.

Первую составляют региональные исследования, направлен­ные на изучение геохимической обстановки недр перспективных территорий или отдельных литолого-стратиграфических комп­лексов, прямых и косвенных признаков возмож­ной нефтегазоносности. Задача этих исследований - оценка сте­пени перспективности на нефть и газ исследуемых территорий и комплексов отложений.

Вторую группу образуют детальные исследования, направ­ленные на выявление и изучение ореолов рассеяния углеводо­родов из залежей и других геохимических аномалий, связанных с залежами. Задача этих исследований - прямые поиски зале­жей нефти и газа.

При региональных геохимических исследованиях изучаются поверхностные и глубинные нефтегазопроявления, рассеянное органическое вещество пород (по содержанию и характеру ко­торого выделяются возможные нефтегазоматеринские толщи), геохимическая обстановка седиментации и литогенеза пород (восстановительная, окислительная), солевой состав пластовых вод и состав растворенных в них газов и органических соеди­нений.

Выделение в разрезе осадочного чехла седиментационных бассейнов возможно нефтегазоматеринских толщ дает основание для положительной оценки перспектив нефтегазоносности. Более того, на основе определения количества захороненного органиче­ского вещества, его типа и степени превращенности разработаны методы количественной оценки прогнозных ресурсов нефти и газа.

В качестве поисковых геохимических методов применяются различные виды газовой съемки, газобиохимическая съемка, люминесцентно-битуминологическая съемка, газовый каротаж, а также газогидрохимические исследования.

Газовая съемка основана на явлении рассеяния газо­образных углеводородов из залежи нефти или газа в покры­вающую ее толщу осадочных пород вплоть до дневной поверх­ности. Такое рассеяние происходит по разрывным наруше­ниям и трещинам (эффузия), а также непосредственно через пустотное пространство пород (диффузия). Съемку проводят путем отбора проб подпочвенного воздуха или путем отбора проб пород в скважинах с их последующей дегазацией.

Концентрации углеводородных газов, главным образом ме­тана, очень невелики и изменяются в пределах 10^-2 -10^-4 %.Данные о концентрации отобранного газа наносят на карту, на которой выделяются участки с аномально высокими показате­лями - газовые аномалии.

Газобиохимическая съемка проводится по вод­ным источникам и неглубоким скважинам путем изучения со­левого, газового и бактериального состава подземных вод верхних водоносных комплексов. Предполагается, что проник­новение глубинных высоконапорных вод в приповерхностные горизонты по скрытым путям, наряду с диффузией газов, обу­словливает формирование геохимических аномалий на различ­ных уровнях разреза. Обнаруживаются аномалии в распреде­лении тяжелых углеводородов, углеводородредуцирующих бак­терий и минерализации вод. Развитие определенных видов бактериальной флоры, ассимилирующей углеводородные газы, и прежде всего тяжелые углеводороды, рассматривается как показатель наличия на глубине устойчивого источника эффу­зии или диффузии, т.е. залежи.

Основные критерии при оценке возможной продуктивности недр следующие:

- возрастание доли тяжелых углеводородов по отноше­нию к метану с приближением к сводам структур или выявлен­ным аномалиям;

- наличие скоплений пропан-бутановых бактерий локаль­ного характера и микрофлоры, ассимилирующей углеводо­роды СН₄ ÷ С₇Н₁₆;

- возрастание в зонах бактериальных аномалий общей концентрации солевого состава подземных вод.

Люминесцентно-битуминологическая съемка применяется для выявления и изучения того же воз­можного ореола рассеяния углеводородов (в данном случае битумов или легких жидких углеводородов) из залежи в приповерхностные породы. Битумы обладают светимостью - лю­минесценцией - при освещении пород ультрафиолетовыми лу­чами. Цвет спектра и интенсивность свечения характеризуют состав и концентрацию битумов. По изменению этих показате­лей выделяются аномальные зоны, которые рассматрива­ются как признак наличия залежи на глубине.

Газовый каротаж. Наибольшее применение находит газовый каротаж по глинистому раствору, который заключа­ется в непрерывном или периодическом измерении содержания углеводородных газов в исходящем из скважины глинистом растворе. Показания анализатора, установленного на газока­ротажной станции, привязываются к тем интервалам глубин, с которых выносится проба газа. Разбуривание нефтеносных или газоносных пластов сопровождается выделением газа в глинистый раствор и фиксируется достаточно интенсивными газопоказаниями на измерительном приборе - хроматографе.

Газогидрохимические исследования. Газовые и нефтяные залежи активно взаимодействуют с окружающими их пластовыми водами. Это установлено на основании много­численных данных анализов пластовых вод и растворенных в них газов и различных органических соединений - нафтено­вых кислот, фенолов и др. Взаимодействие залежи с подземными водами приводит к обогащению вод углеводо­родными газами и к обеднению сульфатами, по мере прибли­жения к залежи по сравнению с фоновыми значениями. В условиях застойного режима пласто­вых бессульфатных вод газовая залежь создает широкий ореол рассеяния метана в пластовых водах. Упругость водорастворенного метана возрастает по направлению к залежи до ве­личины, равной пластовому давлению. Поэтому если в ряде близкорасположенных скважин, вскрывших водоносный пласт, устанавливается закономерное увеличение упругости растворенного газа, то в направлении этого увеличения вверх по восстанию пород следует искать газовую залежь.

Метод эф­фективен при поисках литологических и стратиграфических залежей. В иной ситуации - в условиях гидродинамической активности пластовых вод - происходит смещение зоны взаи­модействия залежи и пластовых вод в направлении их движе­ния. Ширина этой зоны в «лобовой» части залежи уменьша­ется, а в «тыловой» увеличивается. В зависимости от конкретной геологической обстановки «лобовой» и «тыловой» эффекты в продуктивном пласте могут проявиться либо по всем отме­ченным показателям (упругость и состав газа, сульфатность вод, содержание нафтеновых кислот и др.), либо по некоторым из них. Так, благодаря активной деятельности некоторых групп микрофлоры в «тыловой» части газовой залежи может не оказаться углеводородных газов, но зато могут быть высо­кие концентрации двуокиси углерода и водорода, которые являются продуктами окисления углеводородных газов.

Геофизические методы поисков и разведки

Магниторазведка. Это геофизический метод исследования геологического строения земной коры, основанный на изучении геомагнитного поля. Предпосылкой применения метода является дифференциация горных пород по магнитным свойствам, что обусловлено их составом и характером залегания.

Магниторазведка применяется на региональном и поисковом этапах и включает в себя наземные, гидро- и аэромагнитные съемки, а также измерения в горных выработках.

На этапе региональных исследований задачей магниторазведки является, прежде всего, изучение фундамента платформ (рельефа его поверхности, структуры, вещественного состава и т.д.), а также магматических комплексов.

На поисковом этапе магниторазведка используется для обнаружения и изучения строения локальных структур. Это является возможным благодаря отображению структур и их элементов в геомагнитном поле в виде смены его характера, интенсивности или наличия соответствующих аномалий.

Практически подтверждена возможность применения магниторазведки при прямых поисках месторождений нефти и газа в ловушках разных типов. Эта возможность основана на различиях магнитных свойств пластовых флюидов и вмещающих их пород. Поскольку осадочные породы характеризуются низкой намагниченностью, при поисковых работах применяется детальная (масштаб 1:50000 и крупнее) магнитная съемка с использованием высокочувствительных квантовых и протонных магнитометров.

Дата добавления: 2015-07-13