К оглавлению

УДК 550.4:547.912:551.762.3(575.1-15)

Сорбированные углеводороды в карбонатной формации верхней юры Чарджоуской ступени

Ш.X. АМИРХАНОВ, Д.Г. ГАЙНУТДИНОВА, А. ИБРАГИМОВА (ИГИРНИГМ)

Карбонатная формация верхней юры широко распространена в осадочном чехле платформенных районов Средней Азии и является регионально нефтегазоносной. По мнению многих исследователей, нефтематеринские и нефтегазопроизводящие породы этой формации образовались в морских или лагунно-морских условиях в водах нормальной солености в геохимической обстановке от слабо до резко восстановительной [ 1 ]. Генетический тип исходного ОВ пород преимущественно сапропелевый, чем и объясняется, в частности, высокий потенциал нефтегазоносности верхнеюрской карбонатной формации в Западном Узбекистане. В ее строении участвуют три группы пород, образовавшихся в закрытом шельфе, рифовой и бассейновой зонах: 1) светло-серые пелитоморфные, доломитизированные известняки, 2) рифогенные образования различного генезиса, 3) черные, микрозернистые, микрослоистые карбонатно-глинистые сланцы и мергели [3]. Карбонатная формация келловей-оксфордского яруса исследуемой территории состоит из четырех свит (кандымская, мубарекская, уртабулакская и кушабская [2]).

По результатам геохимического изучения карбонатной формации верхней юры, начатого еще в 60-е годы, ее можно подразделить на три генетически обособленных горизонта, которые коррелируются по содержанию малых и породообразующих элементов. По данным масс-спектрометрического анализа газовой фазы керна, отобранного на месторождениях Уртабулак, Памук и Култак, суммарное остаточное содержание жидких и газообразных УВ в породах колеблется в широких пределах и зависит от типа исследуемого вещества. Установлено, что аномально высокое содержание УВ приурочено к плотным, высокобитуминозным известнякам верхней части разреза (кушабская свита), а пониженное - к высокопористым и пористым чистым известнякам и доломитам.

В настоящей работе приводятся новые данные о содержании и распределении в разрезе карбонатной формации сорбированных УВ, извлеченных при химической дегазации [5] анализируемых пород. Качественный и количественный состав сорбированных газов определяли с помощью хроматографического анализа. Материалом послужил керн параметрических скважин, пробуренных в различных частях Чарджоуской ступени. Семь скважин пробурено в зоне развития АВПД и пять - в зоне их отсутствия. Как и следовало ожидать, в первой зоне (рис. 1) остаточных сорбированных УВ в породах карбонатной формации содержится значительно больше - метана в 3,5, этана в 4,2, пропана в 4, бутана в 3,8-4,5, изо-пентана в 4,1, н-пентана в 5,4 и гексана в 7 раз. Жидкие УВ (н-пентан и гексан) сорбированы больше, чем газообразные. Однако процентное содержание УВ в этих зонах практически одинаковое: метана 66-70, этана 12-14, пропана 7, изобутана 2, н-бутана 2, изопентана 3, н-пентана 0,7-1 и гексана 0,6-1. Следовательно, соотношение сорбируемых УВ в обеих зонах было близким и сорбция находилась в прямой зависимости от давления.

В условиях нормального пластового давления (площади Умид, Западный Ходжи, Чандыр, Кушаб, Джанама) отмечаются некоторые закономерности вертикального распределения количества сорбированных УВ и их соотношений. Так, в скв. 1 Умид, где разрез карбонатной формации гораздо полнее (60 образцов) представлен керном, содержание УВ в интервале глубин 2542-2553 м (голубовато-серые, плотные и крепкие ангидриты) следующее (см3/кг): метана 4,86-14,64, этана 0,79-5,97, пропана 0,61-2,96, бутана 0,24-1,08, пентана 0,39-1,39 и гексана 0,07-0,2; в интервале 2553-2731 м (36 образцов - известняки серые, светло-серые, плотные с тонкими пропластками темно-серого ангидрита и органогенные рифогенные известняки серого и беловато-серого тонов) метана 1,85-7,9, этана 0,23-1,33, пропана 0,09-0,41, бутана 0,03-0,19, пентана 0-0,07 и гексана 0-0,04; в интервале 2731-2748 м (14 образцов - органогенные рифогенные известняки) зафиксировано более высокое содержание УВ - метана 5,1-13,42, этана 1,18-3,92, пропана 0,42-1,84, бутана 0,14-0,64, пентана 0,05-0,18 и гексана 0,04-0,19. В одном образце керна из XVI горизонта (темно-серый, почти черный глинистый известняк) концентрация составляет (см3/кг): метана 4,78, этана 0,53, пропана 0,16, бутана 0,05, пентана 0,01 и гексана 0,01.

Из параметрической скв. 1 Джанама проанализировано 20 образцов (2407-3008 м). В верхней части и подошве карбонатной формации содержание УВ следующее (см3/кг): метана 1,41-21,34, этана 0,19-3,46, пропана 0,06-2,62, бутана 0,06-0,84, пентана 0,03-0,28 и гексана 0,01-0,24. В породах карбонатной формации параметрической скв. 1 Чандыр (10 образцов) содержится (см3/кг): метана 0,41-24,67, этана 0,09-3,69, пропана 0,03-4,57, бутана 0,03-1,89, пентана 0,04-0,66 и гексана 0,02-0,64. Здесь, так же как и в скважинах Умид и Джанама, имеются горизонты с большим содержанием метана и других УВ. Неравномерное распределение сорбированных УВ по вертикали прослеживается от площади к площади. Отмечается постепенное увеличение жирности газов по линии скважин Умид - Джанама - Чандыр. (табл. 1). Площадь Западный Ходжи находится в зоне отсутствия АВПД и несколько удалена к северо-западу от других площадей (см. рис. 1). Там образцы карбонатных пород верхней юры отобраны из четырех скважин. В целом для этой площади характерно некоторое превышение содержания сорбированного метана и изопентана. Отношение изобутана к н-бутану близко к значениям, полученным на площади Умид. Как видно из табл. 1, практически все УВ количественно меняются по площади, а их максимальные концентрации зафиксированы в скв. 1 Чандыр (см. табл. 1, рис. 2). Такое колебание содержания сорбированных УВ согласуется также с вариацией отношения изобутана к н-бутану (см. рис. 2). Известно [4], что изменение его определяет миграцию УВ, сопровождающуюся фильтрационным эффектом. В данном случае это свидетельствует о том, что основной поток газообразных УВ проходил через породы карбонатной формации и имел региональный характер. Движение сухого газа привело к изменению по площади жирности газов. Установлено, что эти изменения имеют одинаковое направление и подтверждают мнение многих исследователей о миграции углеводородных газов из более погруженных районов седиментации к их краевым частям, смешении с жидкими УВ и создании газоконденсатной смеси, промышленными скоплениями которой богата исследуемая территория. Эти данные показывают также, что при благоприятных условиях и наличии соответствующих ловушек отжатие газов более высокомолекулярных жидких УВ может привести к образованию залежей не только конденсатов, но и нефти (например, месторождения Северный Уртабулак, Крук и др.).

Как было сказано выше, в зоне АВПД содержание остаточных сорбированных УВ возрастает в несколько раз. Так, на площади Капали в интервале 3132-3145 м количество сорбированного метана достигает 42,01-53,51 см3/кг, на Новом Алане (3267-3298 м) - 58,11-64,73, на Гирсане (3690-3695 м) - 69,02. Максимальные концентрации в этих разрезах характерны для пропана и изопентана. Относительно высокие значения имеют также пентан и гексан (табл. 2). Здесь рост масштабов сорбции УВ связан с повышением АВПД, так как средние температуры отложений на изучаемой территории очень близки между собой.

В зоне АВПД в результате перемещения газообразных УВ через породы изменилось отношение изобутана к н-бутану от 0,72 до 1,7. Пик максимального эффекта фильтрации достигнут на площади Бабагуль (1,7). На площади Сирли это отношение составляет 1,57. Интересно, что указанные площади расположены в центральной части зоны АВПД. В целом, судя по отношению изобутана к н-бутану, газы карбонатной формации исследуемой территории прошли определенный путь миграции через осадочные толщи, что привело к дифференциации отдельных компонентов в движении от источника до места аккумуляции. Исследованные нами газы преимущественно эпигенетичные, поступившие из зоны генерации, находящейся в более глубокозалегающих породах юры. Из рис. 1 видно, что эта зона находится к югу от Чарджоуской ступени.

Черные сланцы надрифового горизонта (кушабская свита) по сравнению с другими типами пород карбонатной формации верхней юры Западного Узбекистана характеризуются максимальным содержанием сорбированных УВ (табл. 3). Здесь среднее содержание жирных газов выше концентрации метана и значительно отличается от содержания сорбированных газов в других породах карбонатной формации. По отношению изобутана к н-бутану эти УВ сингенетичные, и их образование связано с диагенетическим и катагенетиче-ским развитием ОВ высокогаммных сильнобитуминозных глинисто-карбонатных пород. По качественному и количественному содержанию УВ эти породы вполне могут быть источником нефти карбонатной формации верхней юры Западного Узбекистана. Такое мнение ранее было высказано А.Г. Ибрагимовым [3].

Итак, при изучении остаточной нефтегазонасыщенности пород карбонатной формации верхней юры и сопоставлении новых миграционных показателей в составе исследуемых УВ установлено, что промышленные скопления газов в этих отложениях, наличие залежей конденсатов и нефтей объясняются масштабностью мигрировавших из более погруженных частей бассейна газообразных УВ, отжатием ими первичных жидких УВ с формированием изолированных нефтяных залежей или образованием газоконденсатных месторождений.

Эти исследования показали значение остаточной нефтегазонасыщенности карбонатных пород для установления закономерностей распределения сорбированных УВ и их изменчивости от термобарических условий среды, типа сорбентов и глубины залегания вмещающих пород.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.      Акрамходжаев A.M., Эгамбердыев M.Э. Основные нефтегазопроизводящие свиты в составе верхнеюрской формации Западного и Южного Узбекистана.- Узб. геол. журнал, 1981, № 5, с. 47-56.

2.      Бабаев А.Г. Карбонатная формация юрского возраста платформенной области Узбекистана и ее нефтегазоносность. Ташкент, ФАН, 1983.

3.      Ибрагимов А.Г. Основные типы верхнеоксфордских рифов Западного Узбекистана и методика определения зоны их распространения.- Узб. геол. журнал, 1980, № 4, с. 53-60.

4.      Старобинец И.С., Стативко Г.С., Мурогова Р.И. Влияние условий миграции на информативность газогеохимических поисковых показателей.- В кн.: Теоретические вопросы геохимических методов поисков залежей нефти и газа, М., 1960, с. 54-64.

5.      Старобинец И.С., Ломейко Н.Н. Извлечение и анализ рассеянных газов при геохимических поисках залежей углеводородов. М., Недра, 1977.

6.      Стратиграфическая и фациальная схемы верхнеюрской карбонатной формации Западного Узбекистана / А.М. Акрамходжаев, X.X. Миркамалов, П.У. Ахмедов и др.- Бюлл. МОИП. Отд-ние геологии. 1982, т. 57, вып. 6, с. 56-62.

 

Таблица 1 Среднее содержание сорбированных УВ в породах карбонатной формации верхней юры в зоне отсутствия АВПД (Чарджоуская ступень), см3/кг

Площадь, скважина

Глубина отбора керна, м

Число анализов

Умид, 1

2542-3025

60

5,79

1,09

0,55

0,18

0,17

0,24

0,05

0,04

2,32

1,05

Джанама, 1

2403-3008

20

7,65

1,35

0,72

0,29

0,22

0,27

0,05

0,06

3,00

1,31

Чандыр, 1

2086-2321

10

8,81

1,61

1,49

0,86

0,61

0,62

0,22

0,24

5,70

1,40

Западный Ходжи, 6

2171-2211

11

7,31

1,06

0,61

0,16

0,19

0,31

0,04

0,03

2,43

 

Западный Ходжи, 7

2164-2215

7

11,57

1,36

0,75

0,36

0,30

0,57

0,08

0,10

3,55

0,96

Западный Ходжи, 13

2183-2308

4

12,67

2,78

1,85

0,57

0,63

1,28

0,16

0,20

7,52

0,96

Западный Ходжи, 14

2103-2197

2

15,15

1,85

1,22

0,39

0,47

0,92

0,13

0,01

4,99

 

 

Таблица 2 Содержание сорбированных УВ в карбонатных породах верхней юры Чарджоуской ступени (зона АВПД), см3/кг

Площадь, скважина

Глубина отбора керна, м

Число анализов

Капали, 1

3132-3274

5

35,47

4,48

1,84

0,53

0,55

0,40

0,20

0,35

8,37

0,96

Восточный Алан, 1

3011-3015

14

18,80

5,37

4,31

1,15

1,49

2,60

0,41

0,59

15,94

0,77

Новый Алан, 1

3037-3329

21

35,20

6,91

2,72

0,62

0,85

1,25

0,23

0,37

12,95

0,73

Гирсан, 1

3714-3850

3

25,14

1,69

0,31

0,10

0,10

0,14

0,05

0,04

2,43

1,00

Гирсан, 2

3642-3817

7

20,69

1,36

0,31

0,15

0,11

0,12

0,30

0,01

2,10

1,36

Бабагуль, 1

3220-3352

6

20,00

5,14

2,45

1,50

0,88

0,80

0,40

0,32

11,49

1,70

Сирли, 1

3608-3743

5

14,90

4,05

1,73

1,10

0,70

0,76

0,30

0,40

9,04

1,57

Зафар, 1

3487-3627

13

20,05

6,76

5,18

2,42

2,21

2,28

0,80

0,72

15,05

1,09

 

Таблица 3 Содержание сорбированных УВ в черных глинисто-карбонатных породах кушабской свиты верхнейюры, см3/кг

Площадь, скважина

Глубина отбора керна, м

Зафар, 3

3492-3497

41,56

18,64

10,96

2,22

3,54

4,25

0,06

1,60

31,45

0,62

То же

3596-3603

28,68

14,89

9,46

1,78

2,76

2,97

0,61

0,78

33,25

0,64

Бабагуль, 2

3249-3253

53,30

28,38

15,03

3,28

4,24

5,40

1,10

1,69

59,12

0,77

То же

3241-3249

56,03

29,42

14,77

2,89

4,16

5,14

1,15

1,49

59,02

0,69

Кушаб, 1

2771-2777

65,24

43,63

23,63

4,45

6,18

8,34

1,90

2,81

90,94

0,71

То же

2780-2785

57,52

35,97

19,87

3,68

6,15

7,02

1,69

2,71

77,09

0,60

Новый Алан

3087-3001

81,58

37,92

24,27

5,17

8,19

9,84

2,29

3,74

91,42

0,63

То же

3087-3091

54,27

35,10

25,35

5,24

8,18

8,54

2,09

3,49

87,89

0,63

 

Рис. 1. Схема расположения исследуемых площадей на Чарджоуской ступени.

а - выходы складчатого основания; тектонические нарушения: б - региональные, в - локальные; г - границы распространения карбонатных отложений; д - месторождения; е - площади: 1 - Западный Ходжи, 2 - Чандыр, 3 – Джанама, 4 - Кушаб, 5 - Умид, 6 - Капали, 7 - Новый Алан, 8 - Бабагуль, 9 - Восточный Алан, 10 - Зафар, 11 - Сирли, 12 - Гирсан; ж - граница зоны распространения АВПД

 

Рис. 2. График изменения содержания суммы ТУ (I), пропана (2) и отношения изобутана к н-бутану (3) в породах карбонатной формации верхней юры по профилю площадей Умид - Джанама - Чандар