5.1.5. Геохимические методы поисков и разведки

Геохимические исследования широко используются при прове­дении геологоразведочных работ на нефть и газ. По своему содер­жанию и назначению геохимические исследования разделяются на две группы. В первую группу входят региональные геохимические исследования, задачи которых — оценка перспектив нефтегазонос­ное™ комплексов отложений в пределах исследуемых территорий. Для решения данной задачи исследуется общая геохимическая об­становка, содержание и состав рассеяного органического вещества (РОВ) пород, солевой состав вод и состав растворенных в воде га­зов.

Вторую группу составляют детальные геохимические исследова­ния (поисковые геохимические исследования), задача которых — по­иски залежей нефти и газа. Эти методы основаны на изучении диф­фузионных потоков углеводородных газов из залежей нефти и газа в перекрывающие отложения и подстилающие воды.

Методы региональных геохимических исследований направлены на изучение основных параметров, контролирующих процессы не- фте газообразования.

Важнейшим показателем нефтегазоносности недр является на­личие в разрезе осадочных толщ, которые могут рассматриваться в качестве нефтегазоматеринских. Для этого поданным геохимиче­ских исследований определяют содержание органического вещества и геохимическую остановку при формировании осадков. По резуль­татам геохимических исследований делают заключение о наличии в разрезе возможных нефтегазопроизводящих толщ и потенциаль­ных ресурсах нефти и газа в регионе. Результаты геохимических ис­следований являются основой для постановки дальнейших нефте­поисковых работ.

Основываясь именно на данных нефтегазовой геохимии, про­должались буровые работы, несмотря на отрицательные результаты, в Западной Сибири, Припятской и Прибалтийской впадинах. И в конечном итоге в этих регионах были открыты месторождения неф­ти и газа.

В качестве поисковых геохимических исследований используют различные методы съемок — газовую, газобиохимическую, газоги­дрохимическую, газовый каротаж и др.

- 227 -

Газовая съемка.

Для поиска скоплений углеводородов отбирают пробы обычного воздуха, почв или дегазируют пробы пород, отобранных в скважинах (газокерновая съемка). Задачей таких исследований является выяв­ление участков с аномально высокими концентрациями углеводо­родных газов (главным образом метана). Содержание метана в по­верхностных условиях невелико и изменяется в пределах 10^-5...10^-6%. При рассеивании углеводородов из залежи по нарушениям и трещи­нам (эффузия) или породам и водам (диффузия) происходит пере­мещение их в приповерхностные слои и концентрация углеводоро­дов в этих слоях возрастает. Данные о концентрации углеводородов в отобранном газе наносятся на карту, выделяются участки с ано­мальным содержанием (газовые аномалии), которые могут соответ­ствовать залежам на глубине.

Главной причиной, по которой газохимическая съемка, несмотря на дешевизну, не получила широкого применения, является ее не­достаточная эффективность. На результаты геохимической съемки влияет множество факторов. Положение аномалий содержания угле­водородов С,...С₄ относительно контура нефтегазоносности носит за­частую случайный характер. Не удается получить воспроизводимые результаты на контрольных объектах. Однако в благоприятных гео­логических условиях газовая съемка дает хорошие результаты. Наи­более эффективными оказались геохимические исследования на ак­ватории. Практическое применение нашли газометрические водные съемки для выявления и картирования на акваториях макропроявле­ний газообразных углеводородов. По данным исследований в Мек­сиканском заливе при фоновых содержаниях метана 3 • 10'⁵% по объ­ему значения больше фоновых могут оказывать на наличие придон­ных макрогазопроявлений и заслуживают детального изучения.

Газопроявления на площади акваторий, связанные с залежами углеводородов в глубине, могут быть зафиксированы аэрометодами. Съемку производят на высоте 300...500 м. Содержание метана опреде­ляется оптическим анализатором по ИКС поглощения (спектры по­глощения метана соответствуют пикам в области 2,3; 3,4 и 7,7 мкм).

Газобиохимическая съемка.

Недостаточная чувствительность газоаналитических исследова­ний при проведении газовой съемки заставила обратить внимание на микроорганизмы, развивающиеся в присутствии микроскопиче­ских содержаний углеводородов (при концентрациях n • 10^-6...n • 10^-8%). Наличие таких бактерий в поверхностных отложениях дает основа­ния считать, что существует поток углеводородов из залежи, кото­рый невозможно зафиксировать газоаналитическими методами.

При проведении газобиохимической съемки в водных источни­ках и неглубоких скважинах отбирают пробы воды и изучают их со­левой, газовой и бактериологический состав. Поданным съемки вы-

- 228 -

являют аномалии в распределении минерализации и состава вод, тя­желых углеводородов и углеводородредуцирующих бактерий.

Критериями продуктивности недр могут быть:

1. увеличение доли тяжелых углеводородов к своду структуры;

2. наличие микроорганизмов, потребляющих нефтяные углево­дороды (С_Г..С₇) в условиях аэробной и анаэробной среды;

3. увеличение минерализации подземных вод в зонах бактери­альных аномалий.

Как и при газовой съемке, однозначная интерпретация газобио­химической съемки не всегда возможна, поскольку на процессы рас­сеяния углеводородов влияет большое число разнообразных факто­ров.

Битумно-люминесцентная съемка является прямым методом по­исков залежей углеводородов, она основана на определении в поро­дах и почвах рассеянной нефти или генетически связанных с ней би­тумов. Для этого проводят отбор проб пород под почвенным слоем в скважинах и изучают содержание в них битумов. Данные о кон­центрации битумов наносят на карту и выделяют участки с аномаль­ным содержанием битумов. Аномальные концентрации битумов мо­гут соответствовать залежам на глубине. Однако, как и при других видах геохимических исследований, интерпретация природы выде­ленных аномалий часто бывает неоднозначной.

Газогидрохимические исследования. Газовые и нефтяные зале­жи являются, по образному выражению профессора И.О. Брода, ка­плями в океане волы. Поэтому гидрогеологическая обстановка недр определяет особенности формирования и сохранения скоплений неф­ти и газа. Активно взаимодействуя с окружающими водами, нефтя­ные и газовые залежи создают вблизи себя определенный геохими­ческий фон, изучение которого позволяет прогнозировать залежи углеводородов по данным газогидрохимических исследований.

Взаимодействие залежи с подземными водами приводит к обога­щению вод углеводородами и обеднению сульфатами. При увеличе­нии упругости растворенного газа вверх по восстанию пласта можно сделать заключение о наличии залежи. Данный метод может исполь­зоваться для поиска неантиклинальных залежей.

При высокой гидродинамической активности пластовых вод мо­жет наблюдаться смещение зоны насыщения в направлении их дви­жения. Таким образом, по данным бурения единичных скважин, даже не попавших в пределы изучаемой структуры, можно судить о продуктивности данной структуры.

Газовый каротаж — метод изучения нефтегазоносности разреза при проведении поискового бурения. Суть его состоит в том, что не­прерывно (или с определенной периодичностью) изучается содер­жание растворенных углеводородных газов в исходящем из сква­жины буровом растворе. Исследования проводят специальными га-

- 229 -

зокаротажными станциями в комплексе с механическим карота­жем (регистрация скорости бурения) и фильтрационным карота­жем (определение дифференциального расхода жидкости в сква­жине). Данные газового каротажа используются для выделения в разрезе поисковых скважин интервалов, перспективных на нефть и газ. При вскрытии нефте- и газонасыщенных пластов в растворен­ном в буровом растворе газе увеличивается содержание углеводоро­дов, в том числе тяжелых. Выявленные при газовом каротаже анома­лии не всегда соответствуют продуктивным пластам. Большое чис­ло фиксируемых аномалий оказывается ложным. Однако использо­вание газового каротажа в сочетании с данными исследований кер­на и ГНС существенно уменьшает вероятность пропуска продуктив­ных горизонтов.

Практика проведения геохимических поисков показывает, что они эффективнее на молодых платформах. Это обусловлено более высокой газопроницаемостью осадочных толщ молодых формаций и большей тектонической активностью молодых платформ.

Детальные геохимические поиски целесообразно проводить в комплексе со структурным бурением или сейсморазведкой, что по­зволяет не только определить перспективы нефтегазоносное™ изу­чаемой площади, но и правильно провести геологическую интерпре­тацию геохимических данных.