CC BY
76
МЕТОД ВАРИАЦИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ -НОВОЕ НАПРАВЛЕНИЕ НЕФТЕПОИСКОВОЙ ГЕОХИМИИ
Андрей Юрьевич Белоносов
Западно-Сибирский филиал ФГБУН Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 625026, Россия, г. Тюмень, ул. Таймырская, 74, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, тел. (912)924-88-90, e-mail: [email protected]
Аркадий Романович Курчиков
Западно-Сибирский филиал ФГБУН Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 625036, Россия, г.Тюмень, ул. Володарского, 56, член-корреспондент РАН, доктор геолого-минералогических наук, директор, тел. (908)874-26-61, e-mail: arkurchikov@tmnsc. ru
Антон Евгеньевич Кудрявцев
Западно-Сибирский филиал ФГБУН Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 625026, Россия, г. Тюмень, ул. Таймырская, 74, инженер, тел. (950)486-53-87, e-mail: [email protected]
Наземные геохимические исследования используются для поисков залежей нефти и газа уже более 85 лет. За эти годы изучена информативность широкого спектра геохимических (газогеохимических, фитогеохимических, битуминологических, биохимических, гидрогеохимических, литогеохимических, изотопно-геохимических, геоэлектрохимических, физикохимических) данных. В данной статье рассмотрен метод вариации углеводородных параметров. Результатом его применения стало открытие новых залежей углеводородов.
Ключевые слова: геохимические поиски, залежь, сейсмическое воздействие, метод вариации углеводородных параметров.
METHOD OF VARIATIONS OF HYDROCARBON PARAMETERS,
A RECENT TREND IN EXPLORATION GEOCHEMISTRY
Andrey Yu. Belonosov
West-Siberian affiliate of the Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 625026, Russia, Tyumen, 74 Taimyrskaya, Ph.D., senior researcher, tel.: (912)924-88-90, e-mail: [email protected]
Arcady R. Kurchikov
West-Siberian affiliate of the Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 56 Volodarskogo, 625036, Russia, Tyumen, corresponding member, Dr. in Geology and Mineralogy, director, tel.: (908)874-26-61, e-mail: arkurchikov@tmnsc. ru
Anton E. Kudryavtsev
West-Siberian affiliate of the Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 74 Taimyrskaya, 625026, Russia, Tyumen, engineer, tel.: (950)486-53-87, e-mail: [email protected]
Surface geochemical studies are used to search for oil and gas for over 85 years. During this time a wide range of geochemical data (geochemical, phytogeochemical, bituminous, biochemical,
hydrogeochemical, lithogeochemical, isotopic geochemical, geo-electrochemical, physicochemical) were studied. This article describes the method of variations of hydrocarbon parameters. As a result of its application was the discovery of new hydrocarbon deposits.
Key words: geochemical studies, deposit, seismic influence, method of variation of hydrocarbon parameters.
В настоящее время большинство геохимических работ с целью выделения нефтеперспективных объектов по-прежнему связаны (как и 85 лет назад) с изучением углеводородных газов (метан, этан, пропан, бутан и пентан) алканового ряда и микроэлементов (железо, никель, ванадий и т.д.). Данные исследования проводятся по методикам, прошедших гостирование еще в 70 -е годы прошлого столетия. За последние 15 лет проведен большой объём натурных экспериментов, которые показывают, что газы достаточно сложный объект исследования. Они обладают высокой мигрируемостью от своего глубинного источника, могут генерироваться в приповерхностных отложениях и являются легкодоступным продуктом, который утилизируют углеводород-окисляющие бактерии (УОБ). Очень часто газовые аномалии, которые считают отображением на дневной поверхности контурами залежей нефти и газа, оказываются ложными. Поэтому, без дополнительных микробиологических или фито-, лито-, гидро-, изотопно-геохимических и физико-химических исследований, геологическая интерпретация газовых аномалий является неполной, и приводит к ложным геологическим выводам.
Результаты исследований микроэлементного состава приповерхностных отложений, базирующиеся на факте наличия в нефтях микроэлементов (Fe, Cu, V, Ni и т.д.), с целью выявления залежей углеводородов, также не дают надежного прогноза месторождений. Более того, геоэлектрохимические аномалии не в состоянии ответить на вопрос - существует ли залежь нефти сегодня или она давно разрушена.
Последние исследования показали, что для прогноза скоплений углеводородов следует использовать не газообразные, а парообразные алканы и арены (гомологи бензола). Причем парообразные алканы должны использоваться в задачах прогноза месторождений углеводородов (УВ) как дополнительные параметры. Кроме этого, подлежит исследованию активность УОБ и продуктов их деятельности. Необходимо оценить, какую часть углеводородов утилизировали или, наоборот, продуцировали бактерии. Распределения углеводородных компонентов, полученные в результате однократных геохимических съемок, даже с учетом основных природных, техногенных и технологических факторов, как правило, не в полной мере соответствуют абсолютной истинности, т.к. не всегда удается исключить все помехи, искажающие геохимическое поле. Геологическая интерпретация искаженных геохимических полей уже приводила к бурению непродуктивных поисковых скважин. Такие примеры широко известны в Западной Сибири.
Эффективность геохимических поисков может быть поднята на более высокий уровень, если имеется возможность максимально учесть все природные,
техногенные и технологические факторы, влияющие на распределения геохимических полей.
Сумма всех факторов может достигать полтора - два десятка различных видов помех (атмосферное, почвенное, водное техногенное и технологическое загрязнение поверхностных отложений; различие ландшафтных разностей и рельефа; сорбционные свойства приповерхностных отложений - почв и грунтов; влияние приземной температуры воздуха; деятельность УОБ; влияние приливных деформаций земной поверхности; различный уровень естественной и техногенной сейсмичности, землетрясений; различное влияние погребенных геологических тел и объектов; глубина отбора геохимических проб, время и условия их хранения; длительность доставки в химическую лабораторию; дрейф аппаратурной системы и т.д.).
Учет, по возможности, максимального количества вышеперечисленных факторов приводит к построению редуцированных (редукция - введение поправок) геохимических полей. Далее, они подвергаются статистической и математической обработке. Практика показывает, что учет и введение большого количества поправок усложняет технологию геохимических работ, т.к. необходим целый комплекс дополнительных измерений. В этом случае, методика производства геохимических работ становится трудоемкой и громоздкой. Это приводит к дополнительным и высоким трудозатратам. Как следствие, заказчики геохимических работ (МПРиЭ РФ, Роснедра, нефтяные компании) отказываются от выполнения дорогостоящих геохимических съемок. А эффективность, применяемых в настоящее время дешевых геохимических поисков, не всегда приводит к ожидаемым положительным результатам. Это резко снижает рейтинг геохимических методов при поиске и разведке месторождений нефти и газа.
Поэтому, в настоящее время, актуальной задачей является разработка такой методики геохимических поисков, которая в короткие сроки, с небольшим удорожанием, приводила бы к надежному результату, без выполнения дополнительных анализов и измерений (микробиологических, изотопных, физикохимических и других). В связи с этим был разработан метод вариации углеводородных параметров, базирующийся на анализе временных рядов быстроиз-меняющихся углеводородных параметров, вследствие локального изменения напряженно-деформационного состояния геологической среды при технологическом воздействии (сейсморазведочные работы, бурение скважин и т.д.). Такой подход позволил достаточно быстро и надежно выявить истинные и ложные геохимические аномалии [1-2].
Если залежь УВ находится в пласте в спокойном стабильном состоянии, она может слабо отражаться в геохимических полях. При «вызванном возбуждении» геологической среды (сейсмические работы, бурение скважин, испытание пластов, действующая железная дорога, забивка свай в строительстве и т.д.) флюиды, содержащиеся в пласте, начинают активно мигрировать к земной поверхности по зонам разломов и трещиноватости. Режимные наблюдения углеводородных параметров в геохимических скважинах позволяют зафиксировать
данный процесс. Хроматографические анализы глинистого грунта производятся отдельно на присутствие компонентов ряда алканов и ряда аренов.
Усиление миграции УВ в результате контролируемого сейсмического воздействия на геологическую среду лежит в основе методики наземных вариационных углеводородных исследований [3-4]. Источниками воздействия являются сейсмовзрывные, импульсные и вибрационные установки. Отношение уровней концентраций углеводородных компонентов, зафиксированных до и после сейсмического воздействия, позволяет выделить аномальные и предположительно нефтеперспективные участки. По этой методике, в ходе полевых работ, закладываются режимные полигоны, на которых фиксируется динамика концентраций УВ. Увеличение концентраций углеводородов после возбуждения геологической среды ограничено во времени, так как концентрации релак-сируют и постепенно принимают прежние равновесные значения. Сейсмическое воздействие на среду увеличивает углеводородный поток, который проникает сквозь «бактериальный фильтр» практически без искажений, т.к. рост популяций УОБ происходит с запаздыванием. Метод вариаций углеводородных параметров позволяет в несколько раз увеличить чувствительность геохимической (углеводородной) съемки, зафиксировать флюидопроводность ослабленных зон, разломов, и выявить скрытые аномалии.
Методика вариационных исследований впервые была апробирована на Михайловской площади на юге Тюменской области в 2002 г. и постоянно совершенствуется. Установлено, что ураганное увеличение концентраций УВ на небольших участках обычно приурочены к зонам тектонических нарушений. Усиление концентраций УВ на достаточно продолжительных участках сейсмопрофилей свидетельствует о наличии обширной зоны миграции УВ. Зоны повышенных концентраций УВ-компонентов, зафиксированных до сейсмических взрывов, не являются аномальными. Аномальными являются те зоны, где концентрации УВ-компонентов увеличились в 3-10 раз после сейсморазведочных работ (рис.1). После обработки и интерпретации полученных данных, по площадным распределениям углеводородных компонентов, по разработанным прогнозным критериям, объединяющим все многообразие углеводородных параметров, выдается заключение о наличии и пространственном распространении залежи УВ на территории исследований.
За последние 5-6 лет данный метод был реализован на юге Западной Сибири при решении прогнозных, поисковых и разведочных задач. Эффективность бурения по итогам данных работ составляет порядка 85-90%. Например, ранее считалось, что граница нефтегазоносности отложений осадочного чехла на юге Тюменской области приблизительно совпадает с южной административной границей Уватского района. После проведения вариационных исследований и бурения поисковой скважины Р-2 границу нефтегазоносности осадочного чехла можно переместить на правобережье р. Иртыш Вагайского района.
Перпск ниг с чгрнлииилльиыми П|юфа1ячн.
УСЛС «ник < ИМУ1НЛЧКН11Я:
И ■ С»гу«д »—■ НЧЦИ||111|»1 |Ц»111Ж И Ц—ДИИ » рх| [ | • — ИИ> III |»У«| ««НИИ ЦмЦч ПШ > |Ч||»0 »№М1 И|»«ЯГ.М>ЧЧ'М11«М<» 1111—.11
♦ • г»цт» >.м«г»»ч. «»ч пиши» Ц1ЧИШ»Ц'1ИП у—~1 [ | • о*тиунитмцН»1*» »■*-»—*—< лчт цимуминм! —■
Рис. 1. Распределение концентраций толуола вдоль сейсмопрофиля до и после проведения сейсмовзрывных работ. Михайловская площадь
вариационных исследований выданы рекомендации, которые были реализованы 14 поисковыми и разведочными скважинами: 13 - дали промышленные притоки и 1 - непромышленный.
В итоге можно сделать следующие выводы:
1. Метод вариаций углеводородных параметров позволяет учитывать искажающее влияние природных, техногенных и технологических факторов на истинное распределение геохимических полей.
2. Резкое возрастание концентраций углеводородных компонентов в результате «вызванного возбуждения» геологической среды в несколько раз превышает естественное распределение УВ в приповерхностном слое при наличии залежи.
3. Применение вариационного подхода при производстве геохимической съёмки в несколько раз увеличивает ее чувствительность и информативность.
4. Вариационные углеводородные исследования в несколько раз повышают эффективность прогноза залежей нефти и газа.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Курчиков А.Р., Белоносов А.Ю., Тимшанов Р.И. Метод временной вариации параметров при сборе, обработке и интерпретации геохимико-геофизических данных на стадии подготовки объектов к поисковому бурению // Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО. VII научно-практическая конференция. Том 2. - Ханты-Мансийск, 2004. С. 187-199.
2. Белоносов А.Ю., Тимшанов Р.И. Основы концепции вариационных углеводородно -геофизических исследований для поисков скоплений углеводородов // Материалы международного научного конгресса «Гео-Сибирь-2006». - Новосибирск. 2GG6.
3. Курчиков А.Р., Белоносов А.Ю., Тимшанов Р.И. Динамика концентраций ароматических углеводородов С6-С8 в приповерхностных средах в связи с прямыми геохимическими поисками залежей нефти // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2G1G. №4. - С.44-48.
4. Курчиков А.Р., Белоносов А.Ю., Тимшанов Р.И. Новые подходы в проведении геохимических нефтепоисковых исследований // Г орные ведомости. - 2011. - №6. - с.Ю4-110.
© А.Ю. Белоносов, А.Р. Курчиков, А.Е. Кудрявцев, 2013
