Гидрогеологические показатели локальной оценки перспектив

1. ореольное рассеяние – СН₄ и его гомологи (см³/л); общая упругость (МПА), коэффициент насыщения Рг/Рпл, - бензол, толуол, фенолы, -NН₄⁺, - нафтеновые, гуминовые, жирные кислоты.

2) взаимодействие залежей с подземными водами: Н₂S и СО₂, SO₄, НСО₃, сульфиды, бактерии (УВ-окисляющие и SO₄-редуцирующие)

3) Косвенные показатели: газовые коэффициенты, тип воды, М, Na/Cl, Са/Mg и др., Br, I, B, микроэлементы, ВРОВ, Сорг, Сорг-лет, Nорг, гидрогеотермальные аномалии

Показатели залежей: бензол, толуол, NH₄ фенол СН₄/ТУ нафтеновые кислоты

Биогеохимический метод

Биогеохимический метод базируется на представлениях о взаимодействии живого вещества и УВ. Поисковые показатели относятся к числу косвенных. Метод применяется в двух модификациях: 1) как геомикробиологический, основанный на изучении ареалов распространения микроорганизмов, окисляющих УВ в почвах, грунтах, породах, пластовых и поверхностных водах в экологической зоне оптимального развития углеводородокисляющих бактерий, 2) как фитогеохимический, базирующийся на изучении зависимости элементного и газового составов, форм и видов растений от свойств и состава горных пород, почв, поверхностных и подземных вод, атмосферы, образующих в совокупности сферу жизнедеятельности растений.

В процессе ГПНГ биогеохимический метод применяется на региональном и поисковом этапах геологоразведочных работ на нефть и газ. Метод обычно используется в комплексе с другими методами (газогеохимическим, гидрогеохимическим, литогеохимическим и др.) в процессе проведения геохимических съемок.

Геомикробиологический метод используется для выявления и локализации зон или участков появления газообразных и жидких УВ. Особую роль метод приобретает в местах с низкими концентрациями УВ, что определяется более высокой чувствительностью микроорганизмов по сравнению с чувствительностью существующих газоаналитических методов. Геомикробиологический метод используется при ГПНГ, для определения и локализации мест утечек газа на промысловых площадях, интенсификации добычи нефти в малодебитных скважинах и борьбы с метаном в угольных шахтах.

Область применения геомикробиологического метода ограничивается экологической зоной оптимального развития индикаторных на нефть и газ микроорганизмов. Она включает в себя следующие среды опробования: приземный воздух, снежный покров, поверхностные и подземные воды, почвы, грунты и породы.

Геомикробиологические показатели, применяемые при ГПНГ, обычно подразделяются на прямые и косвенные

Способность утилизировать газообразные и парообразные УВ наиболее широко развита среди представителей родов Pseudomonas и Mycobacterium. В меньшей мере этим свойством обладают микроорганизмы, относящиеся к родам Micrococcus, Bacterium Proactinoyces и др. По данным Г.А. Могилевского, одна клетка метанокисляющих бактерий при температуре 27-30°С потребляет в час 5,8-10^-13 -7,6-10^-12 см³ метана. Для пропана эти значения на порядок выше. Эта масштабность ассимиляции УВ микроорганизмами в дальнейшем была подтверждена опытными работами, выполненными в различных нефтегазоносных регионах страны.

Фитогеохимический метод поисков нефти и газа основан на изучении прямых и косвенных признаков в растениях, свидетельствующих о миграции УВ и других флюидов из глубоких горизонтов, в том числе и из залежей УВ, к земной поверхности. В настоящее время фитогеохимический метод обычно применяется как метод изучения элементного состава (зольного остатка) растений. Начаты разработки фитогеохимического метода по газовой и водорастворимой фазам растений.

Фитогеохимическими индикаторами на нефть и газ являются следующие элементы: Р, В, V, Cr, Ba, Sr, Fe, Mn, Со, Си, Ni, Zn, Pb, Ti, Al, Zr. Положительным признаком явл-ся повышенная общая минерализация растений.

Для снижения экологических помех и увеличения контрастности показателей используется коэффициент биологического поглощения (отношение концентраций элемента в растении и в почве), во многом зависящий от характера влияния потока УВ. В условиях гумидной зоны и замедленной денудации, а также при наличии покрова аллювиальных, озерных, ледниковых и других дальнеприносных отложений фитогеохимические исследования могут проводиться без отбора почвенных проб.

Краткая характеристика применяемых микробиологических исследований

На первом этапе развития микробиологических методов поиска нефтяных и газовых месторождений было разработано и применялось несколько вариантов микробиологических исследований, которые можно подразделить на две принципиально различные группы, отличающиеся способом оценки основного информативного фактора – углеводородных газов или газоокисляющих бактерий.

К первой группе следует отнести бактериодебитную съемку. Она основана на выявлении подтока углеводородных газов путем определения интенсивности развития бактерий в минеральной питательной среде в сосуде, помещенном в скважину. В качестве индикаторных использовались культуры бактерий, окисляющих метан, этан, пропан, жидкие углеводороды и водород. Они вводились в питательную минеральную среду и в открытых ампулах, помещенных в специальные дюралюминиевые пеналы, опускались в мелкие поисковые скважины. По истечении срока экспозиции (12–14 дней) они извлекались из скважины. В лабораторных условиях осуществлялся точный учет прироста бактериальных клеток прямым микроскопированием или при помощи фотометра. По интенсивности развития культур производилась оценка дебита и определялся состав мигрирующих газов. Ввиду трудоемкости полевых и лабораторных исследований бактериодебитная съемка не получила практического применения.

Вторая группа микробиологических методов основана на выявлении и изучении естественно обитающего бактериального ценоза. Первоначально для определения углеводородокисляющих бактерий применялись три метода:

1. определение интенсивности поглощения растворенного в воде кислорода, использованного на окисление пузырька метана или пропана, введенного в изолированную пробу испытуемой воды. Продолжительность анализа – 2–3 сут;

2. определение интенсивности поглощения кислорода на окисление углеводородного газа в образце грунта в дифференциальном респирометре. Продолжительность анализа – 1–2 сут, но грунт должен быть свежеотобранным;

3. определение интенсивности развития определенного вида бактерий с высевом исследуемой пробы на питательную минеральную среду в атмосфере воздуха с углеводородным газом. Продолжительность анализа – 10–15 сут.

В настоящее время практически используется только метод посева на элективные газожидкостные среды.

Определение интенсивности развития бактерий при росте на элективных средах оценивается по балльной шкале визуально по толщине образуемой пленки или по степени замутнения среды на ФЭКе. Как показал многолетний опыт, такая полуколичественная оценка бактериального фактора вполне отвечает задачам метода и существенно не влияет на снижение его нефтегазопоисковой информативности.

В 1964–1967 гг. сотрудниками микробиологической лаборатории ВНИИЯГГа был разработан экспресс-метод определения индикаторной микрофлоры, известный сейчас как метод флакон-инъекций, опробованный во многих районах, где подтвердилась целесообразность его применения в комплексе поисково-геохимических исследований.

Суть метода заключается в том, что посев пробы осуществляется непосредственно на месте ее забора. Исследуемая вода забирается с помощью стерильного шприца и закалывается через резиновую пробку в стандартные пенициллиновые флаконы, заполненные в лабораторных условиях стерильной минеральной средой и газовоздушной смесью, содержащей один из углеводородных газов – метан, этан, пропан, бутан или один из жидких углеводородов — пентан, гексан, гептан. После доставки проб на полевую базу или в стационарную микробиологическую лабораторию они помещаются в термостаты. По истечении 12-14-дневного инкубационного срока при температуре 30 °С производится замер степени помутнения среды, образовавшегося за счет нарастания бактериальной массы, на фотоэлектрокалориметре в единицах оптической плотности.

Отдавая должное определенной условности сопоставления результатов обоих методов, тем не менее можно уверенно говорить об их идентичности и даже несколько большей чувствительности метода флакон-инъекций. Это, очевидно, обусловлено тем, что посев осуществляется непосредственно после забора пробы и микрофлора, обитающая в воде, сразу же попадает в условия, благоприятные для ее развития, так как время отбора и посева пробы совпадают. При этом исключается загрязнение пробы при отборе, а также в период хранения пробы до анализа. Существенным отличием метода является и то, что интенсивность развития углеводородокисляющих бактерий определяется не визуально, а инструментально по степени мутности среды, измеряемой в единицах оптической плотности на ФЭКе.

Как показал многолетний опыт работы, метод флакон-инъекций имеет и определенные организационные преимущества, так как упрощает осуществление микробиологических исследований в тех организациях, где нет своих микробиологических лабораторий. Пересылка почтой в любой (даже отдаленный) район флаконов в обычных посылках не представляет трудностей – как из специализированной («центральной») микробиологической лаборатории подготовленных флаконов, так и возврат их после отбора. При этом время транспортировки проб практически не влияет на качество анализа, а при транспортировке стеклянной тары отсутствует потеря проб от боя посуды. Кроме того, эта методика отбора проб при наличии достаточного количества шприцев (по сравнению с применявшейся ранее методикой отбора проб в стерильные бутылки) очень удобна в полевых условиях, особенно при пешеходных маршрутах, ввиду значительного снижения (более чем в 2 раза) общей массы тары и объема пробы. При этом методика гарантирует полную стерильность отбора и сохранение пробы при транспортировке. При среднем отборе 5–8 проб в день необходимо иметь и такое же количество шприцев. Единственный недостаток новой методики — значительная продолжительность отбора одной пробы (пятнадцатикратный отбор воды шприцем из источника и последующее заполнение 15 флаконов занимают около 35–45 мин).

Несущественным ограничением метода флакон-инъекций при исследовании природных вод является невозможность анализа проб, имеющих сильную окраску, а также содержащих хлопья или другие взвешенные частицы. Обычно это воды непроточных озер и источников, вытекающих из заболоченных участков, которые, как правило, не следует опробовать для нефтегазопоисковых целей ввиду зараженности метаногенами, железобактериями и другими формами бактерий. Методом флакон-инъекций возможно осуществлять анализ воды на присутствие метан- и водородобразующих бактерий, а также производить анализ грунтовых и иловых отложений на присутствие углеводородокисляющей микрофлоры. Однако ввиду большей трудоемкости, по сравнению с обычными методами, и несущественной информативности показателей по метан- и водородобразующим бактериям для поверхностных вод, эта модификация метода флакон-инъекций не получила широкого практического пpименения. Это же касается и микробиологического анализа грунтов, особенно при больших объемах опробования в маршрутах и на скважинах, поскольку отбор проб на месте забора возможно производить только в стерильные пакеты. Поэтому в микробиологических лабораториях массовые анализы грунтов и почв осуществляют по стандартному методу. Отобранные в стерильную тару и пакеты пробы воды или грунта в лабораторных условиях высеваются в стеклянные стаканчики с минеральной средой с последующим помещением их в вакуумные эксикаторы заполняемые газовоздушной смесью (метан, пропан, n-бутан или природный газ – воздух в отношении 1:1), и культивированием в термостатах (или термостатных комнатах) при температуре 30 °С в течение 7–14 сут.

Геомикробиологические исследования, как уже отмечалось, применяются при рекогносцировочных работах на нефть и газ в литосфере, гидросфере, атмосфере и фитосфере. В настоящее время наибольшее развитие они получили по гидросфере – гидрогазобиохимические съемки и литосфере – литогазобиохимические. Проведены опытные работы на эталонных объектах по опробованию газобиохимической съемки по приземной атмосфере. Представляет несомненный интерес изучение особенностей развития УВО- микрофлоры в фитосфере (высшие растения, мхи, лишайники, водоросли и др.). Об этом свидетельствуют немногочисленные данные по водорослям над одним из газовых месторождений в Черном море, мхам и древесной растительности в пределах нефтегазового месторождения в Западной Сибири. Эти предварительные данные показали в зоне влияния УВ- скоплений наличие повышенных содержаний газообразных УВ и сопряженных с ними бактерий в фитомассе. Однако методика изучения этих показателей находится в начальной стадии разработки.

Газобиохимические съемки обычно проводятся в двух вариантах: по приповерхностным образованиям, включая приземную атмосферу и снежный покров, главным образом без бурения дорогостоящих скважин, и по более глубоким зонам, в том числе с охватом зоны затрудненного водогазообмена в скважинах различной глубины и назначения.

Газобиохимические съемки по приповерхностным образованиям

Газобиохимические съемки по гидросфере. Газобиохимические исследования (съемки) выполняются по водам верхней гидрогеологической зоны (зона свободного водогазообмена и частично затрудненного) путем изучения проб воды, отобранных из поверхностных водоисточников (водотоки, придонные воды рек и озер, источники, колодцы, скважины и др.) и неглубоких скважин (до 10–20 м) различного назначения. Используются также съемки по снежному покрову с отбором снега с разных уровней. Начиная с 60-х годов ХХ века комплексные исследования, включающие биогеохимические, широко используются при нефтегазопоисковых работах в различных регионах нашей страны и за рубежом.

В процессе проведения съемок по поверхностным водоисточникам и придонным водам речных и озерных систем, а также снежному покрову обычно изучаются газовые, бактериальные и гидрохимические показатели. Эти показатели – основа для построения различного рода карт, профилей, разрезов и выявления гидрогазобиохимических аномалий. Все аналитические данные подвергаются отбраковке; к обработке материала можно приступать только после установления достоверности отдельных определений. При статистической обработке показателей по метану, метанокисляющим бактериям, солевому составу и ОВ вод не должны приниматься во внимание пробы, отобранные в водоисточниках (снежном покрове), где возможно образование УВ современного происхождения и установлено поверхностное загрязнение подземных и поверхностных вод или подпочвенных отложений. Показателем возможного загрязнения с поверхности, кроме визуальных наблюдений, служит повышенное содержание в них нитратов, нитритов, аммиака и других элементов.

Значения отдельных групп показателей, особенно по данным изучения вод приповерхностных горизонтов, находятся в определенной зависимости от общей газонасыщенности и состава подземных вод нижележащей осадочной толщи и наличия на глубине нефтегазовых скоплений. Поэтому во всех случаях показатели необходимо увязывать с геолого-гидрогеохимическими особенностями строения района. Последнее обусловлено также тем, что в основу интерпретации данных различных видов гидрогазобиохимических съемок положен принцип аномальности, согласно которому при оценке содержаний компонентов в пробах учитываются не столько их абсолютные величины, сколько превышения над фоном, существующим в исследуемом районе.

После отбраковки аналитических данных отдельно по каждой группе показателей приступают к их статистической обработке. При этом необходимо соблюдение основных требований статистического анализа: определение фоновых значений проводится по каждому показателю в отдельности; расчеты выполняются раздельно для районов с однородным характером водоисточников в отношении возраста водовмещающих толщ и геолого-гидрогеохимического строения района. Дальнейшая стадия обработки аналитических данных обычно сводится к построению карт и профилей по информативным показателям. Результаты наносятся на планшет соответствующего масштаба, где отражены основные геологические особенности региона и характер выявленной нефтегазоносности. Распределение отдельных показателей на схеме может быть представлено в виде изолиний или зон аномальных концентраций. При необходимости на карты наносятся дополнительные сведения: показатели физико-химических свойств воды, геологический возраст водовмещающих отложений, глубина и др. Помимо отдельных карт по газовым, бактериальным и гидрохимическим показателям составляется сводная карта по всему комплексу информативных показателей. Сущность этого метода заключается в том, что результаты каждого вида определений, независимо от характера применяемой размерности, подразделяют на одинаковое число градаций, соответствующее их оценке по пятибалльной системе. Конкретная величина отдельной градации устанавливается для каждого вида определений статистически. Карты по равнозначным градациям строятся на планшетах, соответствующих масштабам проведенных съемок. Карта должна быть легко читаема, поэтому на нее наносятся лишь основные сведения, необходимые для интерпретации полученных результатов. Особенности и характер нагрузки на картах могут быть различны в зависимости от конкретных геолого-гидрохим-х условий исследуемого региона.

Заключительным этапом обработки данных является разбраковка аномалий путем их сопоставления с эталонными площадями. При выделении перспективных площадей необходима оценка генетической природы выявленных аномалий на основе учета комплекса геологических и гидрогеохимических данных.

Разбраковку выявленных аномалий удобно проводить графическим путем с помощью треугольников Фере, построенных по суммарным величинам контрастностей газовых, бактериальных и гидрохимических показателей, выраженных в процентах. Величины контрастностей для каждого показателя подсчитываются путем деления средних аномальных величин для точек, входящих в данную аномалию, на средние фоновые значения площади в целом. Местоположение каждой точки на графике определяется по трем координатам. При построении графиков используются наиболее информативные газовые, бактериальные и гидрохимические показатели. Здесь возможны различные варианты. Так, результаты поверхностной гидрогазобиохимической съемки в Припятской впадине изображены в двух вариантах (распределение аномалий в зависимости от соотношений ТУ, показателя суммарной биогенности и сульфатности вод; или вместо показателя сульфатности – минерализация вод). Точки, соответствующие выделенным аномалиям, сгруппированы в трех зонах: зона эталонных, заведомо продуктивных площадей; – частично перекрывающая зона; зона рекомендуемых перспективных площадей.

Разновидностью нефтегазопоисковых исследований по поверхностным водам является газобиохимическая съемка по снегу и мерзлому грунту (льду), которая была предложена Г.А. Могилевским с соавторами еще в 1969 г. Однако результаты по теории, методике и практике использования этих исследований были получены только в последнее время.

Этот вид работ основан на следующих предпосылках: 1) почвенные и подпочвенные образования в обычном и мерзлом состояниях пропускают через себя поток мигрирующих УВ; 2) большая часть мигрирующих УВ задерживается в снежном покрове вследствие его высокой сорбционной способности; 3)деятельность микроорганизмов, утилизирующих углеводородные газы и пары, продолжается при низких и отрицательных температурах. Газобиохимическое изучение снежного покрова имеет важное значение для определения количества углеводородных газов, мигрирующих из нефтегазовых залежей. С применением таких исследований появилась возможность определять прямым путем дебит мигрирующих газов из залежей нефти и газа. Для этих целей были использованы результаты газобиохимических съемок по снежному покрову, выполненных в различных регионах. За исходные данные принимались средние содержания углеводородных газов, приходящихся на единицу объема снега (1см³, или 1 л снега). Средняя мощность снежного покрова принята равной 0,5 м (характерная величина для обследованных площадей). Количество метана и ТУ, скапливающихся в снежном покрове, определяется на площади в 1 км² при помощи 0,5 м. Данные расчетов подтверждают представление о значительных масштабах миграции УВ из залежей к дневной поверхности. Средние величины интенсивности развития углеводородокисляющих бактерий указывают на резкое преобладание бактерий, окисляющих жидкие гомологи метана (пентан и гексан), независимо от районов съемки. Установлено, что эта группа микроорганизмов наиболее приспособлена к существованию в условиях низких температур.

До сих пор одним из слабо разработанных остается вопрос о путях проникновения углеводородокисляющих бактерий в толщу снега. Вполне возможно, что часть микроорганизмов попадает в снег из приземного воздуха вместе с атмосферными осадками и при благоприятных условиях сохраняется в жизнеспособном состоянии. Другой путь — проникновение микроорганизмов в толщу снега при движении паров или почвенного воздуха через мерзлый грунт. При изучении проб снега, отбираемого на двух глубинах (такой отбор проводился на всех обследованных площадях), установлено, что в зоне газобиохимических аномалий наибольшее количество случаев обнаружения углеводородокисляющих микроорганизмов и углеводородных газов приходится на пробы, отобранные из нижнего слоя. Следовательно, подтверждается предположение о том, что второй путь проникновения бактерий в снежный покров наиболее вероятен.

Газобиохимические съемки по литосферным образованиям. Приповерхностные литогазобиохимические съемки выполняются по почвенным и подпочвенным отложениям, грунтам, илам и породам путем отбора проб в поверхностных зонах, а также неглубоких (до 10-20 м и более) скважинах различного назначения (специальных, сейсмических, картировочных и др.). В отобранных пробах определяются содержания газовых компонентов (углеводородных, неуглеводородных и редких), микрофлоры (образующей и окисляющей УВ), битумоидов, химические элементы и соединения (в том числе Eh, pH, подвижные формы железа, магния и др.).

Как показали опытные работы, на площадях известных перспективных и пустых объектов наиболее информативными критериями нефтегазоносности недр являются генетически общие газовые (по УВ) и бактериальные группы показателей, хотя известны и другие достаточно информативные литогеохимические характеристики.

В соответствии с действующими методическими рекомендациями литогазобиохимические съемки, в том числе и по верхней зоне геологического разреза, проводятся в виде двух модификаций: со сплошным опробованием геохимической зоны и по представительным или опорным горизонтам. Эти виды работ опробованы в различных ландшафтно-климатических и геологических обстановках. Требования к материалам, виды графических построений и интерпретация результатов литогазобиохимических исследований практически не отличаются от требований, предъявляемых к данным гидрогазобиохимических съемок.

Приведем некоторые примеры газобиохимического изучения приповерхностных литосферных образований на эталонных объектах различных регионов.

Особенности распределения отдельных газобиохимических показателей могут быть отражены на профилях различного типа. Так, профиль шнековых скважин глубиной 20-30 м через Лещевское поднятие Борской депрессии Самарской области позволил выявить в сводовой части повышенные концентрации газовых и бактериальных показателей. В результате был дан положительный прогноз исследуемой структуры, который в дальнейшем подтвердился открытием здесь нефтяной залежи в отложениях терригенного девона.

Результаты комплексного профиля, проведенного по подпочвенным отложениям вкрест простирания Оренбургского газоконденсатного месторождения, показали наличие сводово-кольцевой газобиохимической аномалии над месторождением. При этом наблюдается достаточно хорошая соподчиненность общей биогенности подпочвенных отложений и концентраций сорбированных тяжелых УВ. В определенной мере такая же зональность прослеживается по радону. Вместе с тем содержания метана не имеют такой четкой закономерности. На Кудиновской площади в Волгоградской области, содержащей нефтяную залежь в отложениях среднего девона на глубине более 3000 м, при опробовании скважин шнекового бурения установлена приуроченность к контуру залежей аномальных концентраций тяжелых УВ и бутанокисляющих микрооргпнизжмов. Близкие результаты получены также по данным определения ТУ и микрофлоры, их окисляющей, в подземных водах более глубоких горизонтов.

Газобиохимические съемки по атмосфере. Известны следующие виды геохимических съемок по атмосфере: газобиохимическая по приземному воздуху, аэрозолям и парам, воздуху на различных высотах. Присутствие углеводородной микрофлоры с нефтегазопоисковыми целями в последнее время начали изучать только в приземной атмосфере. Не меньший интерес, по-видимому, будут представлять газобиохимические съемки по аэрозолям и парам. Однако работы в этом направлении практически не проводились. Результаты разновысотных съемок (метановых, ртутных, радоновых и др.) неоднократно обсуждались. Наибольший интерес представляют результаты газобиохимической съемки по приземному воздуху. Как уже отмечалось, восходящий поток мигрирующих УВ и других компонентов создает над нефтегазовыми скоплениями, в том числе и приземной атмосфере, аномальные геохимические зоны, включая бактериальные. Если изучение микрофлоры воздуха для решения санитарных задач проводилось давно, то газобактериальные нефтегапоисковые работы практически не имеют истории. Единственной является работа 3.С. Смирновой, в которой coобщаются данные о присутствии бактерий, окисляющих газообразные и жидкие углеводороды, в воздухе на площадях нефтяных и газовых месторождений.

Газобактериальное изучение слоя воздуха на расстоянии 0,5-1 м от поверхности земли были начаты Г.А. Могилевским с сотрудниками в 1975 г. в Измайловском лесу, вблизи завода «Нефтегаз» (Москва), на площади Щелковского ПХГ и в Красноярском крае, где приземный воздух отбирался возле обследуемых водопунктов. Воздух с помощью насоса прокачивался через барбатер с водопроводной водой и параллельно с минеральной средой. В качестве питательной среды в этих опытах была использована среда Мюнца с нитратным источником азота и среда с аммонийными солями. Как показали данные, бактерии, окисляющие жидкие УВ (C₅-C₆), были встречены только в воздухе Щелковского ПХГ и вблизи завода "Нефтегаз" при анализе водопроводной воды и среды Мюнца. Из УВ в составе воздуха присутствовали микроконцетрации метана. В результате проведения опытов (лабораторных и на различных объектах) были отработаны методические приемы выполнения исследований.

Методика газобиохимической съемки по приземному воздуху в современном виде сводится к следующему. В отдельных пунктах стационарно или с движущегося транспорта по заданному маршруту с помощью воздуходувки, приводимой в движении от аккумулятора автомашины или иным способом, прокачивают объем (5-10 м³ и более) приземного воздуха через набор барбатеров или иные емкости, заполненные жидкой элективной средой, благоприятной для роста бактерий, окисляющих метан и его гомологи. Сосуды заполняют воздушно-углеводородной смесью, термостатируют и по окончании инкубационного периода определяют интенсивность развития бактерий. Одновременно отбирают пробы приземного воздуха на одном и том же расстоянии от земной поверхности (20, 50 см и более) в безветренную погоду в пониженных участках. Методика съемки отрабатывалась на турах с известной нефтегазоносностью, на ПХГ, а также на перспективных площадях. В результате выполненных исследований в зонах подпитывания УВ отмечены аномальные концентрации метана и ТУ, а также бактерий, их окисляющих. В основном это бактерии, ассимилирующие жидкие УВ, что подтверждается данными изучения углеводородокисляющей микрофлоры в приземном воздухе Верхне-Тохомской площади.

Эти данные также свидетельствуют о том, что в аномальных зонах плотность индикаторной микрофлоры в воздухе в 3-5 раз выше, чем на фоновых участках. Аномальные газобиохимические эффекты обнаружены на месторождениях: Веселовском в Прибалтике, Речицком в Белоруссии, Шебелинском и Михайловском на Украине, Варьеганском и Восточно-Тарасовском в Западной Сибири, Ванаварском и Верхнетохомском в Восточной Сибири, Каражанбасском на территории п-ва Бузачи и др. Наблюдается сопряженность аномальных значений газовых и бактериальных показателей с гидрогазобиохимическими.

Газобиохимические съемки по верхней зоне геохимического зондирования

Верхняя зона геохимического зондирования расположена ниже области аэрации, охватывает зону свободного водогазообмена, а в ряде случаев и затрудненного. Для ее опробования необходимо использование скважин различного назначения, в том числе бурение специальных геохимических скважин. Мощность зоны геохимического зондирования составляет от 20-60 м до 400-600 м и определяется ландшафтно-климатическими и геологическими особенностями территории.

Газобиохимические съемки по подземным водам. Съемками по подземным водам верхней геохимической зоны включают комплексное изучение водоносных горизонтов, вскрытых скважинами различного назначения. В пределах разреза происходит движение вод со скоростями от десятков сантиметров в год до метров и более от областей инфильтрации к погруженным частям бассейна. Воды этой зоны обычно отличаются слабой минерализацией. Они относятся к различным генетическим типам по В.А. Сулину: от сульфатно- и гидрокарбонатно-натриевого и хлормагниевого в верхних частях до хлоркальциевых. Геохимическая обстановка обычно окислительная, которая в нижних частях зоны сменяется переходной (окислительно-восстановительной). В верхней части зоны на формирование геохимической характеристики вод большое влияние оказывают климатические и другие физико-географические условия.

Методика исследования подземных вод, вскрываемых скважинами, достаточно разработана и практически не отличается от особенностей опробования глубоких скважин нефтегазового профиля. Эта методика предусматривает всестороннее изучение водоносных горизонтов (динамика вод, гидрохимические особенности, в том числе ОВ и бактериальная составляющая, водорастворенные газы и геотермическая характеристика). Однако нефтегазопоисковыми целями воды верхней геохимической зоны практически не исследованы. Воды этой части разреза, используемые для водоснабжения, обычно изучаются некомплексно. Как правило, в таких скважинах определяются лишь дебиты и характеристики химического состава вод. Между тем их изучение может предоставить достаточно важную информацию для оценки нефтегазоносности обследуемой площади. Об этом свидетельствуют материалы, которые были получены в разное время в различных регионах страны.

Важные в методическом отношении гидрогазобиохимические исследования проведены П.А. Удодовым с сотрудниками по скважинам различного назначения на юге Западно-Сибирского НГБ. Здесь был опробован вариант съемки по водоносным горизонтам палеоген-четвертичных отложений до глубины 300 м с целью выявления в этих горизонтах геохимических ореолов и выбора оптимального опорного горизонта для гидрогазобиохимических исследований. В качестве опорного рекомендованы новомихайловский и атлымский горизонты, залегающие на глубинах 80-120 м, ввиду их хорошей разбуренности и широкого использования для водоснабжения населенных пунктов. Правильность выбора горизонтов в качестве опорных подтверждают и результаты гидрогазобиохимических исследований. Прослеживается горизонтальная зональность, совпадающая с обогащенностью этих вод УВ, бактериями их окисляющими, и региональной продуктивностью юрских и меловых отложений.

В пределах территории намечаются три зоны, различные по составу углеводородокисляющей микрофлоры, в общих чертах совпадающие с областью нефтегазоносности. Это позволило авторам предложить гидрогазобиохимическую съемку, предшествующую опорно-параметрическому бурению, в качестве одного из ведущих методов региональной оценки перспектив нефтегазоносности. Рекомендуется включать гидрогазобиохимическое обследование скважин в обязательный плановый комплекс государственных гидрогеологических съемок. Такие исследования позволяют выявить характерный для различных НГБ фон, на котором нередко четко фиксируются нефтяные и газовые залежи, тектонические нарушения, литологические окна и районы с повышенной нефтегазоносностью.

Так, на Лугинецком газоконденсатном и Стрежевском нефтяном месторождениях четко фиксируются аномалии по ТУ с одновременным появлением в их составе бутана и изобутана. В составе растворенных газов на непродуктивной Александровской структуре из ТУ определены только этан и пропан. Отмечается также снижение интенсивности развития углеводородокисляющих бактерий при отсутствии бактерий, окисляющих бензол. Ореол рассеяния УВ значительно шире нефтяной или газовой залежи, в то время как по микрофлоре законтурная аномалия проявляется слабо. На Колпашевской структуре, где обнаружена непромышленная залежь нефти, была получена аномалия, вполне сравнимая с аномалиями на Стрежевском и Лугинецком месторождениях, с некоторым снижением количества бензолокисляющих бактерий. Таким образом, на основе полученных результатов для условий Западной Сибири была рекомендована гидрогазобиохимическая съемка опорным водоносным горизонтам, позволяющая выполнять региональную оценку перспектив нефтегазоносности, оконтуривать нефтяные и газовые залежи (в том числе и неструктурные) и выявлять скрытые очаги разгрузки подземных вод, что актуально не только для новых, но и для хорошо разведанных нефтегазоносных регионов.

Важные результаты для дальнейшей разработки методики гидрогазобиохимических нефтегазопоисковых съемок нижней геохимической зоны получены при исследовании скважин водоснабжения в юго-восточной части Днепровско-Донецкой впадины ( Е.В. Стадник и др.). Съемка проводилась по скважинам водоснабжения, которые вскрывают водоносные горизонты каневско-бучакского возраста палеогена. В отобранных пробах воды изучались солевой состав, ОВ, бактериальное население и газовая составляющая. Проведено сравнение выборок показателей по внутриконтурным и приконтурным участкам (эталонные участки), с одной стороны, и фоновым — с другой. К первой отнесены точки, прилегающие к скважинам, давшим газ на Юрьевской и Кременовской площадях. Незначительные различия между фоновыми и эталонными значениями получены по минерализации, общей биогенности и сумме ТУ.

В процессе интерпретации результатов для информативных показателей вод был рассчитан поисковый фон. Аномальные участки для отдельных гидрогазобиохимических показателей выделены в случае их превышения фоновых. Сравнительный анализ материалов позволил выделить, кроме эталонных участков, Чернетченскую и Вузовскую комплексные аномалии, на которых глубокое бурение не проводилось. Чернетченская аномалия выделена по ТУ и суммарной биогенности вод. Сульфатность вод в пределах аномалии ниже средней ее величины для района и изменяется от 96 до 150 мг/л. Вузовская аномалия выделена по метану и сумме ТУ. Воды здесь бессульфатные или содержание сульфатов не превышает 150 мг/л. Кроме этого, ряд точек на площади аномалии хар-ся повышенным содержанием Сорг и Nорг.

Особое значение гидрогазобиохимические исследованийя приобретают как попутные работы в процессе проведения разномасштабных специальных съемок (геол-х, гидрогеол-х и др.). Хорошие возможности проведения нефтегазопоисковых гидрогазобиохимических съемок возникают в районах, где плотность скважин водоснабжения высока. Указанное позволяет в таких районах с наименьшими затратами (за счет сокращения расходов на бурение) проводить работы на нефть и газ.

Газобиохимические съемки по породам. В скважинах, вскрывающих верхнюю зону геохимического зондирования, которая залегает в нижней части зоны свободного водогазообмена в условиях дефицита кислорода, бактериальные показатели пород оказались малоинформативными на нефть и газ. Интенсивность бактериального фильтра с глубиной ослабевает. Наибольшая интенсивность развития бактериального окисления в породах наблюдается в интервале 0-300 м.