География и геология / Техника и технология геологоразведочных работ

К.х.н. Коржов Ю.В.

Югорский государственный университет, Ханты-Мансийск, Россия

Д.г.-м.н. Исаев В.И.

Томский политехнический университет, Россия

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ НОВОГО НЕФТЕПОИСКОВОГО ГЕОХИМИЧЕСКОГО ПРИЗНАКА

Введение. Существующие теоретические физико-химические модели нефтяных залежей указывают на возможность, но не доказывают факт существования аномалий УВ состава С₈–С₄₀, продуцируемых залежами, в приповерхностных горизонтах нефтеносных территорий [3]. В работе [2] по данным нефтепоисковой геохимии в поверхностных горизонтах разреза выявлены и закартированы аномальные зоны концентраций ароматических УВ рядов н-алкилбензолов С₈-С₃₀, алкилнафталинов С₁₀-С₁₂, алкилфенантренов С₁₄-С₁₅, приуроченные в латеральном плане к антиклинальным ловушкам юры и неокома. С учетом интенсивности аномалий, четкости аномальных зон и состава ароматических УВ, выполнено ранжирование ловушек по степени перспективности и рекомендована первоочередная поисково-разведочная скважина.

Цель настоящих исследований – экспериментальное установление возможности и механизма вертикальной миграции нефтяных УВ состава С₈ и выше от нефтяной залежи к поверхностным горизонтам разреза. И, как следствие, обоснование новых прямых геохимических показателей (поисковых признаков) наличия в недрах залежей нефти и газа.

Методика и объект исследований. Установление перемещения УВ-флюидов от нефтяной залежи в вышележащие отложения выполнено на основе послойного изучения над- и подпродуктивных отложений, вскрытых разведочными скважинами (Красноленинский свод), на содержание и молекулярно-массовое распределение нефтяных компонентов.

Изучался керновый материал продуктивной Северо-Рогожниковской скважины 765 (20 образцов из средне- и верхнеюрского, апт-сеноманского и палеозойского осадочно-вулканогенного комплексов) и непродуктивной (фоновой) Рогожниковской скважины 718 (8 образцов апт-сеноманского комплекса и палеозойских отложений).

Нефтеносность Рогожниковского и Северо-Рогожниковского месторождений связана с продуктивными комплексами мезозойского возраста: доюрским; средне- и верхнеюрским (тюменская свита tm – пласты ЮК_2–6, абалакская ab – ЮK₁, тутлеймская tl – ЮК₀); апт-сеноманским (викуловская свита vk – пласт BK₁).

Анализ экстрактов проведен на хромато-масс-спектрометре фирмы PerkinElmer Clarus 500MS. Принятая методика исследования [1] позволяет установить в породе содержание и молекулярно-массовый состав подвижных УВ нефтяного ряда и по направленности их изменения выявить их межпластовую миграцию.

Результатом исследования явилось составление схематичной геохимической модели меж- и внутрипластовой вертикальной миграции (рисунок), имеющей следующие особенности.

Зона юрского нефтепроявления сформирована в результате активных межпластовых перетоков из низов среднеюрского отдела (низ тюменской свиты) и из верхнего отдела (тутлеймской свиты). Миграция из низов тюменской свиты происходит как в нижележащие палеозойские отложения, следуя по песчаникам и насыщая прослои аргиллитов, так и в вышележащие пласты, заполняя углеводородами юрский комплекс до абалакской свиты. Мигрирующие УВ богаты легкими гомологами С₉–С₂₁ алкилбензолов, нафталинами С₁₀–С₁₂. Расстояние нисходящей миграции нефти составляет 250–270 м в палеозойские отложения (далее фиксируется сингенетичный битумоид). Расстояние, проходимое восходящими потоками до абалакской свиты, составляет около 100 м. Выше абалакского флюидоупора в юрской зоне нефтепроявления начинает доминировать органика тутлеймской свиты. Слои ниже тутлеймских аргиллитов, на расстояние до 20–25 м, включая верхи абалакской свиты, пропитаны мигрирующими легкими гомологами С_11–21 алкилбензолов, а компоненты тяжелее С₂₄ задержаны фильтрацией или недостаточной подвижностью.

В меловые отложения УВ переходят из юрской зоны нефтепроявлений. Мигрирующий поток легких алкилбензолов состава С_9–20 можно проследить до образцов хантымансийской свиты, включительно. Нафталины и фенантрены меловых пород также имеют распределение близкое верхнеюрским. Расстояние вертикального межпластового перемещения нефтяных углеводородов из юрской зоны нефтепроявлений в меловые отложения можно оценить по тенденции убывания их концентраций: для алкилбензолов – почти 1000 м, для нафталинов – 800–900 м (до верхов викуловской свиты).

Геохимическая модель вертикальной миграции углеводородов в разрезе нижнемеловых и верхнеюрских (А), среднеюрских и палеозойских (Б) отложений Рогожниковского и Северо-Рогожниковского месторождений: 1 – межпластовая фильтрация насыщенных УВ; 2 – межпластовая миграция ароматических УВ; 3 – межпластовая диффузия насыщенных УВ; 4 – межпластовая диффузия ароматических УВ; 5 – внутрипластовая миграция насыщенных УВ; 6 – внутрипластовая миграция ароматических УВ; 7 – шифр образца; 8 – продуктивный пласт; 9 – материнские отложения; 10 – песчаник; 11 – алевролит; 12 – аргиллит; 13 – породы фундамента

Заключение. Установлено межпластовое перемещение ряда ароматических УВ в составе тяжелых нефтяных флюидов С₉–С₃₆ в разрезе Рогожниковского и Северо-Рогожниковского месторождений Красноленинского свода. Построена геохимическая модель миграции УВ, в которой определен набор соединений, обладающих повышенной способностью к восходящей межпластовой миграции (С₁₁–С₂₁ алкилбензолы, С₁₀–С₁₂ нафталины).

При высокой концентрации (не менее 5–10 мг/кг) миграция возможна в свободной газопаровой фазе или в результате всплывания в водонасыщенных пластах, при низкой (фоновой) концентрации (до 5–10 мг/кг) – в форме диффузии с перераспределением состава по размерам молекул. Дальность перемещения УВ С₁₀–С₂₁ имеет прямую зависимость от их концентрации в зоне нефтепроявления: при высоких концентрациях – активное перемещение не менее 1000 м, при фоновых – на расстояние первых десятков метров.

Экспериментально установленная дальность вертикальной межпластовой миграции ароматических углеводородов позволяет рекомендовать их аномальные концентрации в приповерхностных отложениях в качестве информативных нефтепоисковых признаков.

Литература:

1. Иванова Л.И., Исаев В.И., Коржов Ю.В. Методика лабораторных исследований тяжелых углеводородов при нефтепоисковой геохимии // Изменяющаяся геологическая среда: пространственно-временные взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов. – Казань: Изд-во «Фэн», 2007. – С. 356–360.

2. Исаев В.И., Коржов Ю.В., Романова Т.И., Бочкарева Н.М. Оценка продуктивности локальных ловушек по составу тяжелых углеводородов в приповерхностных отложениях центральной части Западно-Сибирской плиты // Геофизический журнал. – 2006. – Т. 28. – № 6. – С. 58–74.

3. Справочник по геохимии нефти и газа / Под ред. С.Г. Неручева. – СПб.: Недра, 1998. – 576 с.