Тема 15. Геохимические методы

Задачей геохимических методов поисков нефтяных и газовых месторождений как прямых методов является установление нали­чия или отсутствия залежей нефти и газа на основе геохимических исследований слоев, залегающих относительно близко от дневной поверхности. Эти исследования можно произвести при газовой и микробиологической съемках. Значительное место в комплексе геологопоисковых работ геохимические методы должны занимать при поисках литологических и стратиграфических залежей, особенно в условиях моноклинального залегания пород.

Геохимические методы поисков залежей нефти и газа связаны с тем, что идеальных покрышек в природе не существует, и углеводороды проникают на поверхность Земли и в приповерхностные части атмосферы. В практике нефтегазопоисковых работ выделяются следующие задачи проведения геохимических работ.

• Геохимические поиски, направленные на выявление приповерхностных аномалий, отражающих возможную продуктивность глубинных геоструктурных элементов.

• Глубинный (разноуровенный) прогноз нефтегазоносности и выявление продуктивных пластов по результатам бурения поисково-разведочных скважин.

Ведущими в традиционном комплексе прямых геохимических поисков являются следующие виды.

1. Газо-геохимические методы, основанные на поисках качественных и количественных аномалий углеводородных и неуглеводородных газов в породах (в почве, подпочвенных отложениях, водах, приземной и подземной атмосфере). В результате выделяются прямые и косвенные показатели нефтегазоносности недр. К прямым показателям относится обнаружение углеводородных газов - метана и его гомологов, а к косвенным – неуглеводородных компонентов - гелия, радона, ртути и др. Они фиксируют зоны повышенной проницаемости пород, разломов, очагов разгрузки подземных вод.

2. Гидрогеохимические методы, основанные на изучении закономерностей изменения солевого, компонентного, микроэлементного и газового состава вод в зонах массопереноса углеводородов.

3. Биогеохимические основываются на явлениях биохимического взаимодействия живого вещества и углеводородов. В результате регистрируются культуры бактерий, избирательно окисляющих метан и его гомологи в почвах и подпочвенных образованиях.

4. Литогеохимические методы включают три вида съемок – литохимические, минералогические, литофизические. В основе методов лежат факт изменения физико-химических свойств пород под воздействием мигрирующих углеводородов.

При исследованиях в скважинах применяются:

• Газовый каротаж, основанный на определении содержания и состава углеводородных газов и битумов в промывочной жидкости. Газы из бурового раствора выделяются вакуумной дегазацией.

• Анализ выделенных газов, а также анализ образцов керна и шлама.

Распространенность геохимических методов связана с их сравнительно низкой стоимостью.

Газовый метод

В основу газовой съемки положена возможность вертикальной миграции газов и паров жидких углеводородов из нефтяных и газовых залежей через толщу пород до земной поверхности путем фильтрации и диффузии.

На первом этапе внедрения газовой съемки ее методика заклю­чалась в отборе проб подпочвенного воздуха с глубины 2—3 м. В дальнейшем стал проводиться отбор образцов пород с той же глубины с последующей их дегазацией. На основе полученных аналитических данных строятся карты газонасыщенности пород для выявления газовых аномалий.

По мере накопления материалов газовой съемки было уста­новлено, что в различных геологических условиях интенсивность миграции углеводородов неодинакова. В сейсмоактивных районах газовые аномалии выражены более четко. Там, где проникновение газов в верхние слои затруднено, газовые аномалии становятся нечеткими или мало отличными от фона, и обнаружить их можно лишь на более глубоких уровнях разреза. Это привело к необхо­димости разработки глубинной газовой съемки, названной скважинной газометрией. При скважинной газометрии производят систематический отбор проб промывочной жидкости. Наряду ^с исследованием промывочной жидкости в этих же скважинах выборочно определяется газонасыщенность порода. Глубина иссле­дования газонасыщенности разреза определяется для каждого района с учетом особенностей его строения и составляет 150— 600 м.

Микробиологический метод

Микробиологический метод основан на способности определенных групп микроорганизмов потреблять углеводороды, окисляя их и используя энергию окисления для своей жизнедеятельности. Бактерии, потребляющие углеводороды, расселяются всюду, где имеются углеводородные газы, т. е. в почвах, коренных породах в водах водоносных горизонтов, располагающихся выше нефтяных или газовых залежей. Исследования подземных вод и образцов пород, взятых из скважин, показали, что процессы микробиологического окисления углеводородных газов наиболее активно протекают вблизи земной поверхности, в зоне выветривания, хотя иногда прослеживаются на значительную глубину.

Основным видом работ рекогносцировочного характера является водная съемка, при которой объектом изучения служат грунтовые и пластовые воды. Сущность метода заключается в сте­рильном отборе и последующем анализе проб воды из родников, источников, колодцев, артезианских и других, эксплуатируемых на воду скважин. При необходимости в местах отсутствия водопунктов может быть опробовано несколько специально пробурен­ных скважин. Эта съемка проводится обычно одновременно с газовыми и гидрохимическими исследованиями вод.

При более детальных исследованиях применяется грунтовая съемка, основанная на отборе и последующем анализе образцов подпочвенных отложений на присутствие бактерий, окисляющих метан, пропан и бухан. Пробы отбираются из специально пробуренных скважин глубиной 2—3 м и более, а также из канав и шурфов. Скважины размещаются по профилям, ориентированным вкрест предполагаемого простирания структур. Обычно расстоя­ние между профилями устанавливается от 500 м до 2 км, а между скважинами по профилю — 100 – 500 м и более. Глубина сква­жин также выбирается конкретно для каждого района в зависи­мости от интенсивности биохимических и других процессов, про­текающих в верхних горизонтах. Отбор пород из скважин произ­водится или непосредственно с бура, или при помощи специальных керноотборников при соблюдении правил стерилизации. Обычно с разных глубин отбирается по нескольку образцов для газового и микробиологического анализов.

Конечная задача микробиологических, исследований независимо от различий их методики и техники заключается в том, чтобы, во-первых, выявить на площади съемки участки с аномаль­ными значениями углеводородных показателей и, во-вторых, определить возможную связь этих аномалий с промышленными залежами нефти и газа. Первая часть задачи решается совместно с газовой и газово-керновой съемками, а вторая — в итоге завер­шающего этапа работ — геохимической и геологической интерпретации полученных результатов.

Контрольные вопросы

1.Сущность литогеохимического метода?

2. Сущность газо-геохимического метода?

3. Сущность гидрогеохимического метода?

4. Сущность биогеохимического метода?

5. Перечислить задачи геохимического метода?

6. Оборудование используемое при геохимических исследованиях?

Занятие №16