Величины геотермических градиентов (числитель - пределы, знаменатель - среднее) в нефтегазоносных регионах

Регион, структура	Интервал глубин,км	Г, °С/100м	Исследователи
Печорская синеклиза	0,5-2,5	1,3-4,1	Г.Н. Богданов, Д. И. Дьяконов и др.
2,7
Волго-Уральская нефтегазоносная провинция	0,5-2,5	0,7-2,9	Д. И. Дьяконов, Б. Г. Поляк, В.А. Покровский и др.
1,8
Днепровско-Донецкая впадина	0,5-3,5	1,4-3,5	М.Ф. Беляков, А.Е. Бабинец, Е.А. Любимова и др.
2,7
Припятский прогиб	0,5-3	1-2,4	М.Ф. Беляков, Г. В. Богомолов и др.
1,4
Прикаспийская мега-синеклиза	0,5-3	0,5 - 3,7	B.C. Жеваго и др.
Центральное Предкав­казье	$3,5	3-4,4	В.Н. Корценштейн, Ф.А. Макаренко, М.В. Мирошников, А. И. Хребтов
3,7
Восточное Предкавказье (Терско-Каспийский прогиб)	<2,5	3-5	Г.М. Сухарев, В.Н. Николаев
(в аномалии 8-9)
Бухаро-Хивинский район	$2	2-4	В.Н. Корценштейн
Южно-Мангышлакская впадина	$2,5	3-4,5	В.Н. Корценштейн, B.C. Жеваго
3,75
Сурха н-Да рьинская впадина	<2,0	2-4	Б.А. Бедер, В. Крат
Куринская впадина	$2,5	3-4	М.А. Абрамович, С.А. Алиев и др.
3,5 •
Рионская впадина	$3,0	2,2-3	Д. В. Голубятников, Д. И. Дьяконов, И.М. Буачидзе и др.
2,6
Западно-Сибирская мегасинеклиза	$3,5	2,7-4	Б.Ф. Маврицкий
3,4

-208

Из таблицы 11 видно, что в областях докембрийской складчатости в чехле платформ геотермический градиент составляет 1,8 - 2,7°С/100 м, в областях палеозойской складчатости на платформах он выше (3-5 °С/100 м), в области развития кайнозойской складчатости 3 - 4 °С/100 м. Наиболее высокие значения геотермического градиента отмечены в межгорных впадинах и прогибах. Так, в Куринской впадине его значение в среднем 3,5 °С/100 м, а в Восточном Предкавказье в Терско-Каспийском прогибе достигает 5 °С/100м. Знание величины геотермического градиента в районе, где проводятся исследования, позволяет прогнозировать температуру на глубинах, еще не вскрытых бурением, или на глубинах, где по техническим причинам еще не было проведено замеров.

В этом случае температура на заданной глубине ^ (^в

свойствам породах)

однородных по теплофизическим определяется по следующей формуле: t^^h+WH-Hi)

где?i - фактическая температура на глубине замера Н^, °С;

Н - заданная глубина экстраполяции, м; Гдр- среднее значение

геотермического градиента, °С/м.

Уже отмечалось, что в перераспределении тепла в нефтегазоносных комплексах пластовые воды играют большую роль. Они могут приводить к охлаждению недр, если двигаются от области питания в глубь бассейна, или к повышению температуры, если поток вод направлен из более глубоких частей бассейна к краевым зонам. Перераспределение тепловой энергии происходит и по тектоническим нарушениям, если они являются проводящими, так как это способствует проникновению вод с повышенной температурой вверх по разломам и образованию гидрогеотермических аномалий (рис.46). Такие гидрогеотер­мические аномалии выявлены в Каракумском гидрогеологическом бассейне на Зеагли-Дарвазинском поднятии, в Восточном Предкавказье в пределах Терского и Сунженского антиклинориев, в Нижнем Поволжье и других регионах.

Исходным материалом для гидрогеотермических исследований служат замеры температуры в скважинах, проводимые электрическими и для контроля ртутными термометрами. На основе обработки полученных данных строят гидрогеотермические разрезы, отражающие закономерности распределения температур

14 Каналин

-209

t°C so- во- 70-60

Рис.46. Схема образования гидрогеотермической аномалии в пласте А:

1 - направление движения вод по разлому; 2 - водоносный пласт; 3 - соленосная толща; 4 - пласт известняка; 5 - глинистый пласт; 6 - пласт алевролитов

Рис.47. Распределение температур в продуктивных частях разреза Уренгойского месторождения (по В.Н. Корценштейну)

в водоносных и нефтегазоводоносных толщах нефтяных и газовых месторождений (рис.47). Составляют также карты геоизотерм, карты-срезы, на которых показывают изменения температур на определенных гипсометрических отметках (например, на глубинах - 500, 1000 м и т.д.), карты геотермических параметров, гидрогеотермические профильные разрезы (рис.48) и т.п.

Получаемые гидрогеотермические данные широко исполь­зуются при решении вопросов нефтегазовой геологии. Сведения о геотермическом режиме недр позволяют судить о процессах нефтегазообразования и нефтегазонакопления в осадочной толще земной коры, так как температурные условия оказывают решающее влияние на степень преобразования органического вещества, на фазовое состояние углеводородов, их миграционные свойства и, в конечном итоге, на условия формирования скоплений углеводородов.

-210

Рис.48. Кривые распределения температур горных пород в меридиональном геологическом разрезе Западно-Сибирского бассейна (по А.Р. Курчикову, Б.П. Ставицкому).

Границы: а - поверхности фундамента; б - разновозрастных отложений; в - линии равных температур, "С. Месторождения: 1 - Семаковское, 2 - Ямбургское, 3 - Северо-Уренгойское, 4 - Уренгойское, 5 - Губкинское, 6 - Вэнгаяхинское, 7 - Вэнгапурское, 8 -Северо-Варьеганское, 9 - Варьеганское, 10 - Эй-Еганское, 11 - Черногорское; 12 -Самотлорское, 13 - Вартовско-Соснинское, 14 - Ломовое, 15 - Кпючевское, 16 -Лугинецкое, 17 - Останинское, 18 - Казанское; разведочные площади: 19 -Олимпийская, 20 - Кенгская, 21 - Пихтовская

Температурные условия существенно влияют на свойства флюидов - воду, нефть, газ. Учет этих изменений в пластовых и поверхностных условиях необходим при подсчете запасов нефти и газа и при разработке залежей углеводородов. В последнее время значительно повысился интерес к термальным водам, используемым как в теплоэнергетике, так и в бальнеологии. К термальным обычно относят воды с температурой, превышающей 20°С, которая составляет максимальную среднегодовую температуру воздуха на земном шаре. Лечебные свойства вод нефтяных и газовых месторождений, которые в подавляющем большинстве термальные, определяются преимущественно высокой минерализацией, содержанием в них различных химических элементов и составом водорастворенных газов (углекислоты, сероводорода, азота и т.п.). В ряде случаев воды нефтяных и газовых месторождений обогащены йодом, бромом, железом и другими микроэлементами, имеющими лечебное и промышленное значение.

14*

-211

Для нефтегазовой гидрогеологии наибольший интерес представляют термальные воды гидрогеологических бассейнов, содержащих залежи УВ. Как отмечалось выше, диапазон изменения температуры в нефтегазоносных бассейнах очень велик. С теплоэнергетических позиций термальные воды подразделяются на низкопотенциальные, температура которых ниже 70°С, среднепотенциальные - 70-100°С и высокопотенциальные - выше 100°С.

Б.Ф. Маврицкий предложил классификационную схему термальных вод, из которой в таблице 12 представлена только ее часть, относящаяся к нефтегазоносным бассейнам.

Таблица 12

Генетическая классификация термальных вод нефтегазо­носных бассейнов (по Б.Ф. Маврицкому, с упрощением)

Бассейны	Минимальная темпера­тура (определенная в сква­жинах), °С	Максимальная минерализация, г/л	Типичные месторож­дения
Межгорных впадин	До 100 в палеозое, до 200 в мезозое - кайнозое		Челекенское
Краевых прогибов	То же		Махачка­линское, Майкопское
Платформ	До 75 (реже более 75) в палеозое, до 180 в мезозое -кайнозое		Омское

Для использования термальных вод в качестве источника тепловой энергии важно знание тепловой и энергетической мощ­ностей их месторождений, т.е. количества теплоты или электро­энергии, которое можно получить при их эксплуатации (клас­сификация эксплуатационных запасов теплоэнергетических вод и перспективы их комплексного освоения рассмотрены А.А. Шпаком, Н.В. Ефремочкиным, Л.В. Боревским, 1989). Наибольшей тепловой и энергетической мощностью характеризуются месторождения термальных вод в районах современного вулканизма. Место­рождения термальных вод пластового типа, преобладающие в нефтегазоносных бассейнах (межгорных впадинах, краевых про­гибах, платформах), как правило, характеризуются очень больши­ми размерами, но их полезная тепловая мощность лимитируется гидродинамическими особенностями. К наиболее перспективным месторождениям пластового типа следует относить такие, геотермический градиент которых не ниже 3 °С/100 м. В таких случаях можно получить воду с температурой 100 °С и выше с

-212

глубин менее "2,5 - 3 км. Подобные месторождения термальных вод могут обеспечивать потребность в теплоте нескольких микрорайонов крупных городов и населенных пунктов с числом жителей до 50 тыс. человек, крупные сельскохозяйственные объекты.

В.Ф. Маврицким и А.А. Шпаком оценены потенциальные запасы термальных вод СНГ, а также определены районы, где в первую очередь могут использоваться термальные воды - это южные районы Западной Сибири, Предкавказье, Сахалин и некоторые другие.

8.5. Движение вод в нефтегазоносных бассейнах

При изучении нефтегазоносности недр наряду с геологическим важное значение приобретает и гидрогеологическое райониро­вание. Общепризнан факт, что важнейшим элементом гидрогеоло­гического районирования является гидрогеологическая структура, характеризующая пространственное распределение вод в земной коре и их взаимоотношение с вмещающими породами. К этим структурам относятся бассейны вод, или гидрогеологические бассейны.

Из приведенной на рис. 49 схемы видно, что гидрогеоло­гические бассейны на континентах подразделяются на бассейны пластовых вод (часто называемые артезианскими) и бассейны

Рис.49. Схема гидрогеологического бассейна. Породы: 1 - коллекторы; 2 - водоупоры; 3 - магматические; 4 - метаморфические;

5 - система трещин в магматических породах; 6 - тектонические нарушения;

7 - направление движения пластовых вод; 8,9 - области соответственно питания и разгрузки вод. А - бассейн пластовых вод; Б - суббассейн грунтовых вод; В - бассейн трещинных и жильно-трещинных вод; природные водонапорные системы:

а - инфильтрационные, б - элизионные

-213

трещинных и жильно-трещинных вод (по терминологии ряда авторов - гидрогеологические массивы трещинных и жильно-трещинных вод). Под бассейном пластовых вод понимается крупная впадина (прогиб, синеклиза), выполненная преимущественно осадочными породами (встречаются туфогенные и эффузивные коллекторы, например, в Восточной Сибири, Грузии, на Сахалине), залегающими на породах фундамента (ложе бассейна), в пределах которой имеются водоносные пласты (горизонты, комплексы с напорными водами) и водоупорные толщи. При наличии мощных региональных водоупоров, ограничивающих снизу и сверху водоносные комплексы, в разрезе бассейна пластовых вод могут быть выделены гидрогеологические этажи.

В верхней части бассейна пластовых вод часто расположен суббассейн грунтовых вод со свободной поверхностью (без­напорной), основную же часть занимают напорные воды. Бассейны пластовых вод характерны преимущественно для равнинно-платформенных условий, а также для предгорных и межгорных впадин.

Бассейны трещинных и жильно-трещинных вод приурочены обычно к складчатым областям и кристаллическим щитам. Скопления вод связаны с трещинными зонами. В покровных отложениях нередко имеют место и порово-пластовые воды. Бассейны трещинных вод часто находятся и в фундаменте -ложе бассейнов пластовых вод.

Крупные гидрогеологические бассейны, которые занимают огромные территории и имеют сложное строение, следует именовать гидрогеологическими мегабассейнами. К числу таких мегабассейнов можно отнести Прикаспийский (свыше 500

Дата добавления: 2014-12-27