|
УДК 553.98.001.18:550.845 |
Эффективность органогидрохимических критериев при общем и раздельном прогнозе нефтегазоносности
На примере Амударьинского нефтегазоносного бассейна.
Д.Ш. НОВОСЕЛЬЦЕВА, Г.П. ЯКОБСОН (ВНИГНИ)
В последние десятилетия успешно развиваются исследования по использованию водорастворенного органического вещества (ВРОВ) в нефтепоисковых целях [1,3, 4-6]. В настоящее время необходимо дать оценку эффективности применения органогидрохимических критериев при раздельном прогнозе нефтегазоносности. Эффективность их зависит прежде всего от контрастности ореолов рассеяния ВРОВ вокруг залежей УВ относительно фонового поля, которая, в свою очередь, определяется геолого-геохимическими особенностями отложений и составом залежей УВ. В соответствии с этим фиксируются величины и информативность отдельных органогидрохимических критериев в зависимости от характера нефтегазоносности регионов - преобладания залежей нефти или газа. Соотношение фоновых и ореольных концентраций для основных компонентов в ВРОВ и достоверность прогноза продуктивности ловушек по ним преимущественно для нефтеносных отложений обсуждались ранее на примере нижнемеловых и юрских комплексов Восточного Предкавказья [3].
В настоящей работе рассматриваются особенности распределения ВРОВ, характерные для одновозрастных, но главным образом газоносных пород верхнеюрского и неоком-аптского комплексов Центральной Туркмении. ОВ подземных вод этого региона и их нефтепоисковое значение изучались и ранее [4 и др.]. Нами ставится цель осветить специфические особенности фоновых полей ВРОВ и основных органогидрохимических показателей, связанных с геолого-геохимическими условиями указанных комплексов отложений и характером их нефтегазоносности, и рассмотреть возможность применения этих данных для регионального и локального раздельного прогноза нефтегазоносности. Для этого были использованы результаты определения аквабитумоидов, количество которых характеризуется содержанием Сорг в хлороформенном экстракте Сорг.хл, а также бензола и летучих фенолов более чем в 150 пробах пластовых вод Центральной Туркмении.
Обобщенная статистическая характеристика распределения этих наиболее важных для поисковых целей компонентов ВРОВ приведена в табл. 1. Различия содержаний Сорг.хл, фенолов (Здесь и далее имеются в виду летучие фенолы.) и бензола в водах зоны влияния залежей УВ и непродуктивных участков, т. е. фона, достаточно отчетливы (установленные по методу «минимизации ошибочных заключений» фоновые концентрации близки к модальному в непродуктивных участках или совпадают с ним). Наиболее резкие различия наблюдаются для бензола: в водах продуктивных участков модальные значения его на порядок выше, чем в водах непродуктивных. Гораздо меньше различаются содержания Сорг. хл и фенолов. Соответственно и показатель контрастности (ПК) аномалии наибольший по бензолу. Несколько ниже ПК в каждом из комплексов по Сорг.хл и еще ниже по фенолам. В связи с этим приведена оценка значимости различий содержаний Сорг.хл и фенолов в водах продуктивных и непродуктивных участков (по критерию Стьюдента).
В табл. 1 в группе вод продуктивных участков объединены воды зоны влияния залежей различного состава: нефтяных, газовых, газоконденсатных и газонефтяных, заметно отличающихся содержанием ВРОВ. Усредненные данные, характеризующие концентрации компонентов ВРОВ в приконтурных зонах разнообразных залежей УВ, приведены в табл. 2.
Наибольшее количество летучих ОВ (бензол, фенолы) присутствует в водах газоконденсатных месторождений, воды газонефтяных и нефтяных месторождений близки по их содержанию, а концентрация аквабитумоидов в первых даже выше. Относительно бедны ОВ воды газовых месторождений, поэтому они были выделены в отдельную группу.
Установлено, что в неоком-аптском комплексе различия между водами как продуктивных участков вообще, так и отдельно газовых месторождений и водами непродуктивных участков по всем рассматриваемым компонентам значимы. Следовательно, для этих отложений бензол, аквабитумоиды и фенолы являются показателями продуктивности ловушек. Таким образом, и газовые залежи, и воды газовых месторождений могут включаться в группу вод продуктивных участков вместе с водами нефтяных, газонефтяных и газоконденсатных месторождений.
Аналогичные результаты были получены для всех компонентов ВРОВ верхнеюрского комплекса, кроме фенолов. Различия между водами продуктивных и непродуктивных участков по содержанию фенолов оказались незначимы, т. е. для данного комплекса они не могут быть эффективным показателем нефтегазоносности локальных структур. Это подтверждается и весьма низким здесь ПК (0,3).
Итак, приведенные данные свидетельствуют о неравноценности рассматриваемых органогидрохимических критериев по своей эффективности (см. табл. 1). Наиболее эффективен бензол - достоверность прогноза продуктивности ловушек по нему составляет 75-80 %. Достаточно высока достоверность прогноза по аквабитумоидам (70 % и более). Наименее эффективен для данной территории такой широко используемый в других регионах (преимущественно нефтеносных) показатель, как фенолы (достоверность прогноза по фенолам здесь не достигает 70 %). В целом эффективность органогидрохимических критериев для неоком-аптских отложений несколько выше, чем для верхнеюрских, о чем свидетельствует и величина достоверности прогноза, и ПК (см. табл. 1). Поскольку фон по ВРОВ в неоком-аптском комплексе ниже, чем в верхнеюрском, в нем выше и контрастность ореолов рассеяния. Эта закономерность, так же как и описанные выше особенности органогидрохимических критериев, связана, по-видимому, со специфическими условиями формирования и распределения фоновых и ореольных концентраций ВРОВ в соответствующих отложениях, которые, в свою очередь, определяются геолого-геохимической ситуацией вмещающих толщ.
В платформенной части Туркмении в мезозое выделяются два этапа, наиболее благоприятные для накопления ОВ в осадках: нижне-среднеюрский и альбский. Поэтому отложения указанного возраста считаются нефтегазоматеринскими. Тип исходного ОВ преимущественно гумусовый. Подсчитанные О.П. Четвериковой [2] плотности эмиграции УВ для рассматриваемой территории показывают, что наибольший выход УВ из отложений нижней и средней юры составляет 110-290 тыс. т/км2 (жидкие) и 380-1480 млн. м3/км2 (газообразные). Продуктивность пород верхней юры значительно ниже - от 2 до 30 тыс. т/км2 жидких УВ и 12-67 млн. м3/км2 газообразных. Еще меньше УВ генерировано отложениями неокома. Продуктивность апт-альбского комплекса, несмотря на значительное накопление ОВ, невысока из-за относительно малой катагенетической превращенности ОВ на большей части территории (ПК-MK1). Плотность эмиграции составляет 20-43 тыс. т/км2 жидких УВ и 50-160 млн. м /км2 газообразных.
Приведенные данные показывают, что изученные отложения генерировали преимущественно газообразные УВ. Подтверждается высказанное ранее мнение о том, что формирование месторождений верхнеюрского и неоком-аптского комплексов шло в основном за счет УВ, генерированных нижележащими нижне-среднеюрскими толщами (О.В. Барташевич, 1964 г.)
С особенностями геохимической обстановки отложений тесно связано и распределение фоновых концентраций ВРОВ. Как видно из табл. 1, фоновая концентрация аквабитумоидов в водах верхнеюрских и неоком-аптских образований на территории Центральной Туркмении относительно высока: в верхнеюрском комплексе Сорг.хл составляет 3 мг/л, в вышележащем комплексе - 2 мг/л. Уменьшение ее вверх по разрезу от верхней юры до неоком-апта связано, очевидно, с миграцией ОВ из нефтегазоматеринских нижне-среднеюрских отложений и с присутствием в составе РОВ вмещающих пород эпигенетичного битумоида, а также с отмеченными выше различиями геохимических условий рассматриваемых комплексов.
Как следует из приведенных выше геохимических данных, значительные количества бензола в водах указанных комплексов генетически связаны с нефтегазоматеринскими отложениями нижней и средней юры, обогащенными ОВ и погруженными на большие глубины, где пластовые температуры достигают 100 °С и более. Значительная по сравнению с другими УВ растворимость в воде и достаточная физико-химическая устойчивость бензола обусловливают его высокую миграционную способность. Поэтому фон по бензолу в верхнеюрском и неоком-аптском комплексах практически одинаков. Своеобразно распределение в водах летучих фенолов. Фоновые концентрации их невелики и уменьшаются при переходе от верхнеюрских к неоком-аптским отложениям. Относительно низкое содержание фенолов в водах преимущественно газоносных территорий отмечалось ранее [1, 5]. В то же время в мезозойских, главным образом нефтеносных, отложениях Восточного Предкавказья, где обогащенные РОВ сапропелевого и гумусово-сапропелевого типов осадки подвергаются воздействию высоких пластовых температур, концентрация фенолов в несколько раз выше, чем в одновозрастных отложениях Центральной Туркмении [3].
Приведенные данные свидетельствуют о том, что в преимущественно газопроизводящих породах изменение РОВ сопровождается появлением сравнительно небольших количеств жидких УВ и фенолов (Образование фенолов при изменении РОВ пород отмечено Э.Т. Дегенсом (1967 г).), генетически связанных с этой фракцией УВ. Так, на рассматриваемой территории, фенолы, продуцированные ОВ пород верхнеюрского и неоком-аптского комплексов, а также мигрировавшие из нижележащих отложений, обусловили весьма невысокую концентрацию фенолов в водах непродуктивных участков. Уменьшение содержания фенолов в водах вверх по разрезу вызвано различиями генерационного потенциала соответствующих комплексов, а также указывает на участки мигрантов из нижне-среднеюрских отложений в формировании фона в водах вышележащих комплексов. Высокая реакционная способность фенолов приводит к снижению концентрации их в водах в процессе миграции.
Все вышеизложенное подтверждает определяющую роль геохимических и термодинамических условий отложений в формировании органогидрохимических фоновых полей, от которых существенно зависит эффективность органогидрохимических критериев.
Содержание ОВ в водах зоны влияния залежей УВ, т. е. в пределах ореола рассеяния залежей, в значительной степени зависит, как отмечено выше, от их состава. Детальный анализ распределения концентраций аквабитумоидов, бензола, фенолов в приконтурных водах ряда месторождений рассматриваемого региона свидетельствует о диффузионной природе ореолов рассеяния. Расстояние от залежи, на котором концентрация компонентов ВРОВ отличается от фоновой, т. е. размер ореола рассеяния, составляет для аквабитумоидов и фенолов около 1500-2000 м, для бензола примерно 1200- 1400 м.
Таким образом, для верхнеюрских и неоком-аптских отложений Центральной Туркмении по комплексу органо-гидрохимических критериев можно прогнозировать продуктивность ловушек на расстоянии до 1200-2000 м с большей степенью достоверности (до 80 %).
Различия между фоновыми полями ВРОВ, приуроченными преимущественно к нефтеносным или газоносным отложениям, и ореольными концентрациями залежей неодинакового состава могут быть использованы в комплексе с другими геолого-геохимическими показателями для регионального и локального раздельного прогноза нефтегазоносности. Так, можно полагать, что низкий фон по фенолам при относительно высоком содержании аквабитумоидов и наличии в водах бензола свидетельствует о газоносности отложений, в то время как высокие фоновые концентрации фенолов являются показателем нефтеносности соответствующих горизонтов. При локальном прогнозе высокое содержание фенолов и бензола, превышающее максимальные концентрации, отмеченные в ореоле нефтяных залежей (см. табл. 2), указывает на близкое расположение газоконденсатной залежи.
Таким образом, применение органо-гидрохимических критериев в комплексе с геолого-геохимическими данными будет способствовать повышению достоверности общего и раздельного прогноза нефтегазоносности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Барс Е.А. Органическая гидрогеохимия нефтегазоносных бассейнов. М., Недра, 1981.
2. Корчагина Ю.И., Четверикова О.П. Методы оценки генерации углеводородов в породах.М., Недра, 1983.
3. Органическое вещество подземных вод Восточного Предкавказья как показатель нефтегазоносности / Д.Ш. Новосельцева, Н.Н. Попов, Ф.П. Самсонов, Г.М. Бальзамова, Труды ВНИГНИ, 1977, вып. 200, с. 119-130.
4. Ходжакулиев Я.А., Суббота М.И., Абрамова О. . Водорастворенное органическое вещество и его нефтегазопоисковое значение. Ашхабад. ТуркменНИГРИ, 1972.
5. Швец В.М. Органические вещества подземных вод. М., Недра, 1973.
6. Якобсон Г.П., Новосельцева Д.Ш., Мясникова И.П. Органическое вещество подземных вод европейской части СССР и егос вязь с рассеянным органическим веществом пород и залежами углеводородов. - ТрудыВНИГНИ, 1974, вып. 154, с. 260-269.
|
Водоносный комплекс |
Показатели |
Характеристика распределения, мг/л |
Фоновая концентрация, мг/л |
Достоверность прогноза, % |
ПК |
|||
|
Продуктивные участки* |
Непродуктивные участки |
|||||||
|
|
Мо |
|
Мо |
|||||
|
Неоком-аптский |
Сорг.хл |
3,1 |
3,0 |
1,6 |
2,0 |
2,0 |
70 |
0,56 |
|
Летучие фенолы |
0,8 |
1,2 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
69 |
0,45 |
|
|
Бензол |
0,9 |
1,0 |
0,1 |
0,1 |
0,2 |
81 |
0,70 |
|
|
Верхнеюрский |
Сорг.хл |
5,8 |
5,0 |
2,9 |
3,0 |
3,0 |
71 |
0,50 |
|
Летучие фенолы |
0,8 |
1,0 |
0,5 |
0,2 |
0,5 |
61 |
0,30 |
|
|
Бензол |
0,7 |
0,8 |
0,2 |
0,1 |
0,2 |
74 |
0,54 |
|
* Зона влияния залежей УВ, 
- средняя арифметическая величина, Мо - модальное
значение, ПК=
, S – стандартное отклонение от модального значения.
|
Залежи |
Сорг.хл, мг/л |
Летучие фенолы, мг/л |