К оглавлению журнала

 

УДК 550.84:553.98(571.1)

© В.С. Вышемирский, А.Э. Конторович, П.И. Пастух, 1992

Эффективность газовой съемки по снегу в Западной Сибири

В.С. ВЫШЕМИРСКИЙ, А.Э. КОНТОРОВИЧ ([ИГиГ СО АН СССР), П.И. ПАСТУХ (Урайнефтегаз)

Газо-микробиологическая съемка по снегу была предложена Г.А. Могилевским (1978 г.). Она опиралась на разработанную В.А. Соколовым (1947 г.) теорию прямых геохимических методов поисков нефтяных и газовых месторождений. Среди этих методов доминирующее положение занимала газовая съемка по почвам, подпочвенным грунтам, а также в других средах.

Газовая съемка по снегу чаще применяется в качестве самостоятельного метода, без сопровождения ее микробиологическими исследованиями. По сравнению с другими вариантами газовой съемки она обладает важными преимуществами. Во-первых, в зимнее время биохимические процессы заторможены, поэтому газы не так сильно, как летом, маскируют газовый поток от залежей УВ. Во-вторых, снег экранирует газовый поток, способствуя накоплению в нем УВ. В-третьих, снежный покров по геохимическим условиям несравненно более однороден, чем почвенный покров, подпочвенные грунты или осадочные толщи.

Газовая съемка по снегу опробована в разнообразных обстановках: на месторождениях, подземных газовых хранилищах и нефтегазопоисковых районах [3, 4, 5]. Результаты этих работ в основном были положительными. Отрицательные результаты были, возможно, потому что пробы снега перевозились на большие расстояния в стационарные хроматографические лаборатории, что, как показано ниже, приводило к большим потерям газа.

В Западной Сибири газовую съемку по снегу проводят начиная с 1986 г. Пробы газа отбирают в герметичную стеклянную посуду и анализируют в полевой лаборатории на следующий день после отбора. Дегазация проб осуществляется в термовакуумном дегазаторе конструкции Е.Ф. Доильницына и В.Ф. Шугурова, изготовленном в ИГиГ СО АН СССР. Определения УВ-состава газов выполняли на серийном хроматографе ХПМ-2.

Работы проводились на юге Западной Сибири (Верхтарское нефтяное месторождение) [1], в Среднем Приобье (Приобское месторождение) и уже четыре года на многочисленных поисковых объектах Шаимского района [2].

Газовую съемку по снегу пока еще нельзя считать методом, вполне подготовленным к использованию в производственных условиях. В ходе ее постоянно выполняются методические разработки, направленные на совершенствование метода, повышение достоверности выделяемых аномалий и их связи с залежами УВ. К настоящему времени наш вариант метода отработан до такого состояния, что его можно рекомендовать к опытно-промышленной проверке.

Пробы снега отбирают по старым геофизическим профилям, что облегчает топографическую привязку проб, и обеспечивает возможность проезда на вездеходе. Оптимальные расстояния между пробами выбраны в пределах 200–250 м.

Большое значение имеет глубина отбора проб снега. На обширном материале выявлено, что чем ближе к земле собраны пробы, тем больше в них УВ-газов и тем контрастнее построенные по ним аномалии. Однако около земли в снеге встречаются растительные остатки, которые могут содержать биохимические газы. Оптимальное расстояние проб снега от поверхности земли около 30 см.

Над замерзшими реками, озерами и сильно увлажненными болотами, покрытыми льдом, содержание УВ-газов в снеге резко пониженное. Имеются сообщения об экранирующих свойствах многолетнемерзлых грунтов (А.А. Ушаков, Н.Ф. Шагова, 1987 г.). По нашим данным, экранирует не промерзшая порода, а именно лед, если даже толщина его измеряется несколькими сантиметрами.

Хранение проб при комнатной температуре в течение месяца приводит к снижению концентрации гомологов метана примерно втрое. Едва ли это связано с дегазацией проб, поскольку потери метана меньше. Можно предположить биодеградацию УВ-газов, в первую очередь тяжелых. Втрое снижается и контрастность газовых аномалий. Существенные потери газа отмечаются и при более кратковременном хранении проб. Мы хранили пробы при отрицательной температуре не более 1 –1,5 сут.

Физико-географические условия тоже влияют на газоносность снега. Максимальные содержания в снеге как метана, так и его гомологов отмечаются на слабозалесенных низинных участках. На залесенных водоразделах и безлесных болотах они ниже на 20–30 %. Это следует учитывать при выделении и интерпретации газовых аномалий.

При анализе результатов газовой съемки и построении газовых аномалий авторы опирались на четыре газовых показателя: 1) сумму гомологов метана, 2) отношение метана к сумме его гомологов, 3) сумму олефинов, 4) сумму УВ-газов. Все показатели, кроме второго, измерялись в n·10-4 мл/кг. Содержание метана в снеге варьирует от 0,4 до 393, сумма гомологов – от нуля до 252, олефинов – от нуля до 32. Первый показатель – основной во всех видах газовой съемки, потому что гомологи метана не типичны для приповерхностных газов. По нашим данным, он наиболее четко согласуется с контурами разведанных залежей УВ, причем каждый гомолог метана в отдельности менее информативен, чем сумма всех гомологов. Второй показатель генетический. У нефтяных газов он обычно меньше 10, у свободных газов – до 25 и у биохимических – до 100 и более (В.А. Соколов, 1971 г.).

Олефины в залежах нефти и газа обычно отсутствуют, а в снеге они встречаются в значительных количествах и хорошо коррелируются с гомологами метана. Видимо, первые образуются из вторых, поэтому олефины пригодны для выделения аномалий. В случае интенсивного образования олефинов они окажутся информативнее, чем гомологи метана.

Суммарное содержание всех УВ-газов (среди них обычно господствует метан) интересно тем, что, с одной стороны, оно отражает общие масштабы миграции УВ-газов, а с другой, над залежью “сухого” газа вероятнее всего ожидать аномалию по метану. Наконец, благодаря сравнительно высокой диффузионной проницаемости метан может преобладать в составе газов, мигрировавших из залежей нефти или жирного газа. Однако в нашей практике этот показатель был наименее информативным во всех районах, возможно, потому что среди обследованных объектов не было газовых залежей.

Все газовые аномалии строились по первому показателю. Если же какая-то часть контура аномалии была нечеткой, то она уточнялась с учетом других показателей, большей частью второго.

Из математических методов обработки результатов газовой съемки наиболее информативным оказалось построение гистограмм распределения. Все они полимодальные. На них отчетливо выделяются четыре совокупности значений. Первая совокупность (минимальные суммарные содержания гомологов метана) всегда характеризует фон, а четвертая отражает аномалии, связанные с залежами нефти (или газа).

В связи с тем, что на содержание УВ-газов в снеге, кроме залежей нефти и газа, влияют многие другие факторы (масштабы образования и сорбции газов в породах, диффузионная проницаемость пород и их трещиноватость, рассеивание газового потока подземными водами, неравномерность газообразования в почвах, латеральная миграция рассеянных газов и др.), фон УВ-газов в снеге неоднороден. Аномалии тоже значительно отличаются друг от друга по значениям всех газовых показателей. Вторая и реже третья совокупности могут располагаться в области фона, и, наоборот, третья и реже вторая совокупности могут оказаться аномальными.

Отнесение точек второй и третьей совокупностей к фону и аномалиям проводится на основании пространственных соотношений между ними. Если компактная группа точек третьей совокупности окружена точками первой и второй, эта группа обособляется в качестве аномалии. Возможен случай выделения в качестве аномалии группы точек второй совокупности, окруженной точками первой.

Важной характеристикой аномалии служит контрастность (отношения средних значений газовых показателей на аномалии и на прилегающих участках фона). В Шаимском районе в течение трех лет было выделено 38 газовых аномалий. Значения контрастности по первому и второму газовым показателям не коррелируются. По второму показателю они в среднем несколько выше, чем по первому (табл. 1).

По первому показателю 13 аномалий имеют контрастность менее 3. Это недостаточно надежные аномалии. Возможно, некоторые из них связаны не с залежами нефти и газа, а с латеральной миграцией рассеянных газов и сторону сводов или с какими-либо литологическими или геохимическими неоднородностями. Все остальные аномалии свидетельствуют о наличии именно залежей нефти, потому что второй показатель очень низкий. За исключением четырех слабоконтрастных аномалий, он меньше 10, а на 13 аномалиях меньше единицы. Это согласуется с тем, что для Шаимского района типичны нефтяные залежи без газовых шапок.

Об эффективности газовой съемки по снегу как прямого поискового метода можно судить по ее результатам на разведанных месторождениях, а также путем разбуривания аномалий. Авторы использовали оба эти подхода.

Из хорошо разведанных месторождений было выбрано Верхтарское. На нем до газовой съемки в течение 10 лет никакие работы не проводились, поэтому местность здесь не загрязнена УВ. Месторождение нефтяное однозалежное, продуктивный пласт Ю-1 залегает на глубине 2,5 км. Съемка проведена по двум профилям: южному (слабозаболоченному) и северному (сильнозаболоченному). На южном профиле контур аномалии по первому газовому показателю точно совпадает с контуром залежи, а на северном профиле аномалия немного перекрывает залежь: на западном крае на 150 м, а на восточном – на 250. Контрастность аномалии на северном профиле составляет 9,5, на южном – 61,2, в среднем – 18,5 [1]. Над залежью гомологи метана имеются в снеге во всех точках, а за пределами залежи – только в некоторых и в очень низких концентрациях.

В Шаимском районе газовая съемка по снегу была начата на Среднемулымьинском месторождении, на котором до этого было пробурено четыре поисковые скважины. Одна оказалась “сухой”, другая – водоносной, а остальные две открыли нефтяную залежь в коре выветривания фундамента в присводовой части складки. Здесь были выделены две газовые аномалии: одна в присводовой части в тех же структурных условиях, что и скважины-первооткрывательницы, вторая – на пока еще не разбуренном погружении складки. Здесь возможна стратиграфически экранированная залежь в юрских отложениях. Это предположение будет проверяться бурением.

В 1988–1989 гг. Урайнефтегазом пробурено на газовых аномалиях после их картирования 14 поисковых и разведочных скважин, в 10 из них получены промышленные притоки нефти и в одной газ. Непродуктивными оказались только три скважины. Как видно из табл. 2, на газовых аномалиях эффективность как поискового, так и разведочного бурения примерно вдвое выше, чем в целом по объединению.

Вполне очевидно, что в условиях Шаимского района газовая съемка по снегу – высокоэффективный поисково-разведочный метод. Ее применение целесообразно и на площадях, не изученных сейсморазведкой, а также в зонах сложных литолого-стратиграфических ловушек, где эффективность сейсморазведки невысока. Учитывая низкую стоимость 1 км газовой съемки (в 10 раз дешевле сейсморазведки), рекомендуется проведение площадной (по аналогии с сейсморазведкой) газовой съемки по снегу на всей пригодной для этого метода территории.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Вышемирский В.С., Шугуров В.Ф. Газовая съемка по снегу на юге Западной Сибири // Геология и геофизика.– 1987.– № 6.– С. 17–22.
  2. Геология нефти и газа Западной Сибири / А.Э. Конторович, И.И. Нестеров, Ф.К. Салманов и др.– М.: Недра.– 1975.
  3. Геохимические методы поисков нефтяных и газовых месторождений / О.В. Барташевич, Л.М. Зорькин, С.Л. Зубайраев и др.– М.: Недра.– 1980.
  4. Геохимические исследования при выборе и эксплуатации подземных объектов хранения газа / Е.В. Стадник, Н.С. Гулиев, Ф.Г. Дадашев, А.А. Файзуллаев // Геология нефти и газа.– 1987.– № 3.– С. 47–50.
  5. Нефтегазопоисковая газобиохимическая съемка по снежному покрову / Е.В. Стадник, Г.А. Могилевский, В.М. Богданов и др.// Изв. вузов. Сер. Геология и разведка.– 1978.– № 3.– С. 81–92.

Abstract

The author's version of gas survey on the snow is described. Four gas indices have been interpreted: the sum of methane homoloques, the ratio of methane to the sum of its homoloques, the sum of ofelins and the sum of all hudrocarbon, gases. The first index is the most informative with respect to exploration, the second – with genetic respect. During three years, a total of 38 gas anomalies have been identified in the Shaim district of which 25 having a contrast of more than 3.00. The Production Association “Uraineftegaz” drilled 14 exploratory wells on them. Ten wells had commercial influx of oil and I well had commercial influx of gas. On gas anomalies, the efficiency of exploratory drilling is 2.1 times greater than that for the Association as a whole.

Таблица 1. Контрастность газовых аномалий по снегу в Шаимском районе

Контрастность

Число случаев по показателям

первому

второму

<3

13

10

3–5

12

8

5–8

8

11

>8

5

9

Средняя

5,5

6,3

Таблица 2. Эффективность поискового и разведочного бурения в Шаимском районе в 1988–1990 гг.

Эффективность бурения

Поисковое бурение

Разведочное бурение

Суммарное бурение

Число скважин

эффективность, %

Число скважин

Эффективность, %

Число скважин

Эффективность, %

всего

продуктивных

всего

продуктивных

всего

продуктивных

На всех площадях

25

12

48

80

27

34

105

39

37

На газовых аномалиях

7

6

86

7

5

71,5

14

11

79,5