Геохимические методы

Геохимические методы оценки перспективности структур

Геохимические методы основаны на прямом обнаружении углеводородов, мигрирующих из залежей, исходя из их физико-химических свойств, а также на изучении изменений горных пород, подземных вод, почв и условий жизнедеятельности растительных и животных организмов, возникающих под влиянием углеводородов. Наиболее надежными геохимическими признаками являются углеводородные газы, следы легких фракций нефти и битума 'нефтяного' происхождения в почвах, породах и подземных водах, концентрации которых превышают фоновые значения. В настоящее время применяют различные методы геохимических исследований: газовой съемки; битумно-люминесцентный; микробактериальный; окислительно-восстановительного потенциала; радиохимический; газовый каротаж. Геохимические методы, применяемые при поисках нефти и газа, подразделяются на две группы.

Региональные геохимические исследования проводятся на этапе региональных работ с целью оценки перспектив нефтегазоносности отдельных литолого-стратиграфических комплексов крупных территорий. При этих исследованиях изучаются рассеянное ОВ пород во всех литолого-стратиграфических комплексах, солевой состав пластовых вод и состав растворенных в них газов и органических соединений. выделяются нефтегазопроизводящие толщи и дается количественная оценка возможных ресурсов нефти и газа в недрах изучаемого региона.

Поисковые геохимические методы основаны на выявлении и изучении ореолов рассеяния углеводородов из залежей в покрывающие отложения по разрывным нарушениям и в результате диффузии и относятся к прямым методам поисков залежей нефти и газа. В эту группу входят газовая, газобиохимическая, битумно-люминисцентная съемки, газовый каротаж, изучение газогидрохимических показателей пластовых вод, указывающих на присутствие залежей нефти и газа.

они подразделяются на поверхностные площадные геохимические исследования (газовая съемка, битумная съемка, газобактериальная съемка и др.), которые применяются при региональных в новых слабо изученных районах и площадных поисковых работах, и глубинные геохимические исследования (газокерновая съемка, газовый и битумный каротаж и т. д.), проводимые при бурении опорных, параметрических, структурных и поисковых скважин.

При глубинных геохимических исследованиях выбираются опорные горизонты, из которых отбираются образцы пород, пробы воды.

Геохимические методы наиболее эффективны при применении их в комплексе с геологическими и геофизическими исследованиями. При этом особенно важен комплекс с сейсмическими работами, позволяющими получить более надежные геохимические данные из большого количества сейсмических скважин.

Газовая съемка. Газовая съемка предложена В. А. Соколовым в 1929-1930 гг. В настоящее время известны следующие виды газовой съемки: по свободному газу; по водно-растворимому газу; по газу, сорбированному породой.

Метод газовой съемки заключается в изучении состава и распределения углеводородных газов на исследуемой площади в верхних слоях осадочных отложений, в водных источниках, колодцах и т. д. Все разновидности газовой съемки основаны на определении микроконцентраций метана, этана, пропана, бутана, пентана, содержащихся в породах и подземных водах.

метан является прямым признаком нефтяного или газового месторождения. Тяжелые газообразные углеводороды Сз-С4 характерны только для нефтяных и газовых местоскоплений и являются основными показателями при интерпретации газовой съемки.

 Съемка по газам, сорбированным породами коренных отложений, известна под названием газокерновой съемки. Главной особенностью съемки является отбор кернов из скважин глубиной 3-20 м с помощью специальных отборников.

Бактериальный метод. Над чисто газовыми залежами обычно преобладают метанокисляющие бактерии, а газонефтяным залежам, как правило, соответствуют аномалии, представленные метан- и пропанокисляющими бактериями.

Для обнаружения бактерий производится стерильный отбор проб воды из родников, артезианских скважин (водно-бактериальная съемка), образцов почв, грунтов (грунтовая бактериальная съемка) из канав, расчисток, мелких скважин глубиной до 1-2 м, а в районах развития террас и аллювиальных отложений глубиной не менее 3-4 м. Существуют манометрический и пластиночный способы изучения бактерий.

Радиогеохимические методы

Теоретические предпосылки основываются на теории вертикальной миграции УВ из залежей. Под воздействием эпигенетических процессов, вызванных влиянием УВ-залежей, над месторождениями нефти и газа на протяжении длительного геологического времени происходит формирование специфического радиогеохимического поля,

Комплекс радиогеохимического картирования включает термолюминесцентную, радиометрическую и гамма-спектрометрическую съемки по поверхности. Методика термолюминесцентной радиометрической съемки разработана в Институте разведочной геофизики и геохимии (КНР)*.

В качестве основных критериев при выделении прогнозных участков нефтегазоносности используются: торий-урановое отношение (Th/U); показатель интенсивности перераспределения естественных радионуклидов; интенсивность термолюминесценции.

Построение прогнозных схем нефтегазоносности осуществляется по комплексному радиогеохимическому показателю, рассчитываемому по оригинальной методике. По степени перспективности нефтегазоносности выделяются три типа участков: с высокими, средними и низкими перспективами нефтегазоносности.

Поля концентраций радиоактивных элементов над нефтегазовыми месторождениями характеризуются высокой степенью дифференциации в распределении К, Th, U и имеют более сложное строение, чем за их границами. Более четко неоднородности строения радиогеохимического поля, вызванные влиянием УВ-залежей, просматриваются при анализе основных компонентов комплексного радиогеохимического показателя — Th/U, интенсивности перераспределения естественных радионуклидов и интенсивности термолюминесценции.

Учитывая эпигенетическую природу радиогеохимических аномалий, формирующихся над местами локализации УВ-залежей, можно говорить, что по значениям радиоактивной производной будут фиксироваться нефтегазоносные залежи любого типа (в том числе литологически и тектонически экранированные).

При интерпретации результатов необходимо учитывать различные особенности ландшафтов (в частности, условия заболоченности и др.). По-видимому, при проведении крупномасштабных работ 1:25 000 — 1:10000 возможен более локальный прогноз, более точное выделение ГВК, ГНК, ВНК и ориентировочное определение глубины залегания залежей.

Геоэлектрохимические методы

Нефтегазовые месторождения выявляются по «наложенным» ореолам рассеяния химических элементов-индикаторов нефти, сформированным в различных почвенных горизонтах. металлоорганические формы нахождения элементов (МПФ) и формы, сорбированные на гидроксидах железа (метод ТМГМ), применялся метод ЧИМ (метод частичного извлечения металлов).

Предварительно можно выделить две группы факторов, приводящих к разделению элементов в аномальном геохимическом поле.

К первой следует отнести эндогенные факторы, связанные с процессами окисления и дессипации залежей углеводородов. Эти факторы могут приводить к переводу в подвижные формы микроэлементы, содержащиеся в нефтях и приконтурных водах и их миграции к поверхности в потоке паров воды, углевородных газов, углекислого газа и азота. Ко второй группе относятся процессы, связанные с воздействием зонального флюидного потока на почву. При этом связанные формы нахождения элементов могут переходить в различные подвижные формы с последующим их закреплением на геохимических барьерах.

Геохимические методы наиболее эффективны в комплексе с геологическими и геофизическими исследованиями.

Газовая съемка проводится на региональном этапе с целью выявления перспективных зон, которые заслуживают постановки более детальных исследований, и на поисковом этапе с целью оценки перспективности отдельных структур. В настоящее время известны газовая съмка по свободному газу, по воднорастворенному газу и по газу, сорбированному породой.

Различают поверхностную и глубинную газовую съемку. Поверхностная газовая съемка проводится путем отбора подпочвенного воздуха с глубины от 2 до 10 м или отбора проб воды с их последующим анализом для определения содержания легких и тяжелых углеводородов. По результатам анализа выделяются участки с повышенной газонасыщенностью, которым могут отвечать залежи на глубине. Глубинная или газокерновая съемка основана на изучении сорбированных углеводородных газов породами коренных отложений. Она проводится в комплексе с геологической съемкой и бурением мелких скважин. Пробы берутся с глубины 3‑20 м, затем газы извлекают из породы путем десорбции или вакуума и определяют их содержание. Над залежами нефти и газа обычно отмечается повышенная газонасыщенность пород, которая за контуром резко снижается. Газонефтяная съемка выгодно отличается от поверхностной большей точностью.

Бактериальный метод, называемый также газобиохимическим или газобактериальным, основан на изучении микроорганизмов, питающихся углеводородами. Для обнаружения бактерий, окисляющих метан, этан, пропан и другие углеводороды, в мелких скважинах (до 1‑2 м) отбирают образцы почв, которые помещают в герметическую посуду и направляют для анализа в лаборатории. Применяется две разновидности бактериальных съемок: грунтовая и воднобактериальная с отбором образцов подпочвенных отложений или проб воды и их анализом. По результатам анализов составляют карты бактериальной съемки, на которых залежи нефти и газа характеризуются аномалиями повышенного содержания углеводородных бактерий.

Газовый каротаж имеет целью установление в процессе бурения продуктивных интервалов и определение характера их насыщенности (нефть, газ, вода с растворенным газом).

Газовый каротаж применяется в трех вариантах: по глинистому раствору, по шламу и по керну. Газокаротажные исследования по глинистому раствору проводятся в процессе бурения газокаротажными станциями и заключается в непрерывном или периодическом определении углеводородных газов в выходящем из скважины буровом растворе. Газовый каротаж по глинистому раствору проводится для выявления продуктивных пластов в разрезе при бурении параметрических, поисковых и разведочных скважин.

Газовый каротаж по керну (а также по шламу) применяется в процессе детальных поисковых исследований при бурении структурных скважин. В процессе бурения производится послойный отбор образцов, их герметизация, а затем дегазация и определение газов в лабораторных условиях.