НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВАЯ-1

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Геотермический градиент, отнесенный к интервалу в 100 м, и геотермическая ступень связаны соотношением: Гчоо = 100/G.

В вертикальном разрезе земной коры имеет место геотермическая зональность. Большинство исследователей выделяют две зоны: гелиотермозону, включающую верхнюю оболочку земной коры, в пределах которой гидрогеотермический режим формируется под воздействием солнечной радиации, и геотермозону.

Геотермозона включает в себя нижние слои земной коры и верхнюю мантию. Гидрогеотермический режим в пределах геотермозоны зависит от внутренних, эндогенных источников тепла.

За нижнюю границу гелиотермозоны обычно принимают нейтральный слой. Под нейтральным слоем понимается слой годовых теплообменов, температура которого на его нижней границе относительно постоянная для каждой точки поверхности Земли. Это означает, что в конкретной точке Земли в зависимости от климата, рельефа, гидросети и .т.п. на определенной глубине устанавливается относительно постоянная температура. Выше и ниже этого слоя температура изменяется: в первом случае от солнечной радиации, вовтором - от эндогенных факторов. Глубина залегания нейтрального слоя колеблется от десятка до нескольких десятков метров, но для большей части территории страны толщина слоя годовых теплообменов близка к 25м.

Специалисты, занимающиеся изучением толщи многолетнемерзлых пород (геокриозоны), вместо термина нейтральный слой используют понятие "слой нулевых годовых амплитуд", глубина залегания которого в областях развития мерзлых толщ зависит от мощности сезонноталого или сезонномерзлого слоя.

Температура подземных вод нефтегазоносных бассейнов изменяется в широких пределах: от отрицательных значений в области развития криолитозоны до нескольких сот градусов в наиболее погруженных частях осадочных бассейнов и прогибов.

Величины геотермического градиента в осадочном чехле разновозрастных структур изменяются в широком диапазоне. Наиболее полные сводки данных по изменению геотермических градиентов в осадочном чехле разновозрастных структур приведены Б.Ф. Маврицким (1971) и в книге "Тепловой режим недр СССР" (1970). На основании этих данных и более поздней информации составлена таблица 11.

-207 -

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Таблица 11

Величины геотермических градиентов (числитель - пределы, знаменатель - среднее) в нефтегазоносных регионах

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Из таблицы 11 видно, что в областях докембрийской складчатости в чехле платформ геотермический градиент составляет 1,8 - 2,7°С/100 м, в областях палеозойской складчатости на платформах он выше (3- 5 °С/100 м), в области развития кайнозойской складчатости 3 - 4 °С/100 м. Наиболее высокие значения геотермического градиента отмечены в межгорных впадинах и прогибах. Так, в Куринской впадине его значение в среднем 3,5 °С/100 м, а в Восточном Предкавказье в Терско-Каспийском прогибе достигает 5 °С/100м. Знание величины геотермического градиента в районе, где проводятся исследования, позволяет прогнозировать температуру на глубинах, еще не вскрытых бурением, или на глубинах, где по техническим причинам еще не было проведено замеров.

В этом случае температура на заданной глубине ^ (в

где ?i - фактическая температура на глубине замера Н^, °С;

Н - заданная глубина экстраполяции, м; Гдрсреднее значение

геотермического градиента, °С/м.

Уже отмечалось, что в перераспределении тепла в нефтегазоносных комплексах пластовые воды играют большую роль. Они могут приводить к охлаждению недр, если двигаются от области питания в глубь бассейна, или к повышению температуры, если поток вод направлен из более глубоких частей бассейна к краевым зонам. Перераспределение тепловой энергии происходит и по тектоническим нарушениям, если они являются проводящими, так как это способствует проникновению вод с повышенной температурой вверх по разломам и образованию гидрогеотермических аномалий (рис.46). Такие гидрогеотермические аномалии выявлены в Каракумском гидрогеологическом бассейне на Зеагли-Дарвазинском поднятии, в Восточном Предкавказье в пределах Терского и Сунженского антиклинориев, в Нижнем Поволжье и других регионах.

Исходным материалом для гидрогеотермических исследований служат замеры температуры в скважинах, проводимые электрическими и для контроля ртутными термометрами. На основе обработки полученных данных строят гидрогеотермические разрезы, отражающие закономерности распределения температур

Каналин

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис.48. Кривые распределения температур горных пород в меридиональном геологическом разрезе Западно-Сибирского бассейна (по А.Р. Курчикову, Б.П. Ставицкому).

Границы: а - поверхности фундамента; б - разновозрастных отложений; в - линии равных температур, "С. Месторождения: 1 - Семаковское, 2 - Ямбургское, 3 - Северо-Уренгойское, 4 - Уренгойское, 5 - Губкинское, 6 - Вэнгаяхинское, 7 - Вэнгапурское, 8 -Северо- Варьеганское, 9 - Варьеганское, 10 - Эй-Еганское, 11 - Черногорское; 12 -Самотлорское, 13 - Вартовско-Соснинское, 14 - Ломовое, 15 - Кпючевское, 16 -Лугинецкое, 17 - Останинское, 18 - Казанское; разведочные площади: 19 -Олимпийская, 20 - Кенгская, 21 - Пихтовская

Температурные условия существенно влияют на свойства флюидов - воду, нефть, газ. Учет этих изменений в пластовых и поверхностных условиях необходим при подсчете запасов нефти и газа и при разработке залежей углеводородов. В последнее время значительно повысился интерес к термальным водам, используемым как в теплоэнергетике, так и в бальнеологии. К термальным обычно относят воды с температурой, превышающей 20°С, которая составляет максимальную среднегодовую температуру воздуха на земном шаре. Лечебные свойства вод нефтяных и газовых месторождений, которые в подавляющем большинстве термальные, определяются преимущественно высокой минерализацией, содержанием в них различных химических элементов и составом водорастворенных газов (углекислоты, сероводорода, азота и т.п.). В ряде случаев воды нефтяных и газовых месторождений обогащены йодом, бромом, железом и другими микроэлементами, имеющими лечебное и промышленное значение.

14* -211

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Для нефтегазовой гидрогеологии наибольший интерес представляют термальные воды гидрогеологических бассейнов, содержащих залежи УВ. Как отмечалось выше, диапазон изменения температуры в нефтегазоносных бассейнах очень велик. С теплоэнергетических позиций термальные воды подразделяются на

выше 100°С.

Б.Ф. Маврицкий предложил классификационную схему термальных вод, из которой в таблице 12 представлена только ее часть, относящаяся к нефтегазоносным бассейнам.

Таблица 12

Генетическая классификация термальных вод нефтегазоносных бассейнов (по Б.Ф. Маврицкому, с упрощением)

Для использования термальных вод в качестве источника тепловой энергии важно знание тепловой и энергетической мощностей их месторождений, т.е. количества теплоты или электроэнергии, которое можно получить при их эксплуатации (классификация эксплуатационных запасов теплоэнергетических вод и перспективы их комплексного освоения рассмотрены А.А. Шпаком, Н.В. Ефремочкиным, Л.В. Боревским, 1989). Наибольшей тепловой и энергетической мощностью характеризуются месторождения термальных вод в районах современного вулканизма. Месторождения термальных вод пластового типа, преобладающие в нефтегазоносных бассейнах (межгорных впадинах, краевых прогибах, платформах), как правило, характеризуются очень большими размерами, но их полезная тепловая мощность лимитируется гидродинамическими особенностями. К наиболее перспективным месторождениям пластового типа следует относить такие, геотермический градиент которых не ниже 3 °С/100 м. В таких случаях можно получить воду с температурой 100 °С и выше с

-212

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

глубин менее "2,5 - 3 км. Подобные месторождения термальных вод могут обеспечивать потребность в теплоте нескольких микрорайонов крупных городов и населенных пунктов с числом жителей до 50 тыс. человек, крупные сельскохозяйственные объекты.

В.Ф. Маврицким и А.А. Шпаком оценены потенциальные запасы термальных вод СНГ, а также определены районы, где в первую очередь могут использоваться термальные воды - это южные районы Западной Сибири, Предкавказье, Сахалин и некоторые другие.

8.5. Движение вод в нефтегазоносных бассейнах

При изучении нефтегазоносности недр наряду с геологическим важное значение приобретает и гидрогеологическое районирование. Общепризнан факт, что важнейшим элементом гидрогеологического районирования является гидрогеологическая структура, характеризующая пространственное распределение вод в земной коре и их взаимоотношение с вмещающими породами. К этим структурам относятся бассейны вод, или гидрогеологические бассейны.

Из приведенной на рис. 49 схемы видно, что гидрогеологические бассейны на континентах подразделяются на бассейны пластовых вод (часто называемые артезианскими) и бассейны

Рис.49. Схема гидрогеологического бассейна. Породы: 1 - коллекторы; 2 - водоупоры; 3 - магматические; 4 - метаморфические; 5 - система трещин в магматических породах; 6 - тектонические нарушения;

7 - направление движения пластовых вод; 8,9 - области соответственно питания и разгрузки вод. А - бассейн пластовых вод; Б - суббассейн грунтовых вод; В - бассейн трещинных и жильнотрещинных вод; природные водонапорные системы:

а - инфильтрационные, б - элизионные

-213