Файл: Зингер А.С. Ореолы рассеяния нефтяных и газовых залежей.pdf

определенных закономерных соотношений между фоновыми и ореольными характеристиками подземных вод были высказаны М. С. Гуревичем «а -прошедшем в 1963 г. в г. Ереване совеща­ нии по гидрогеологии и инженерной геологии. Обобщив ре­ зультаты региональных исследований газовой составляющей подземных вод Западной Сибири, М. С. Гуревич пришел к следующим выводам:

1. В пределах артезианских нефтегазоносных бассейнов концентрация и упругость растворенного газа изменяются в такой последовательности: натуральный фон •— зона повышен­ ной 'Газоносности — газовый ореол. Зона повышенной газонос­ ности соответствует структурным зонам аккумуляции нефти и газа, а тазовые ореолы рассеяния — отдельным залежам.

2. Диффузионное образование газового ореола на опреде­

водообмена влечет за собой сокращение площади проявления фазового равновесия и смещение газового ореола в направле­ нии движения подземного потока. Вследствие этого фазовое равновесие наиболее резко нарушается в верхних горизонтах

зависимость между гидродинамическими условиями террито­ рии и формой, размерами и характером местной зональности газового ореола; эта зависимость имеет важное практическое значение.

Высказанные М. С. Гуревичем тезисы требуют некоторого обсуждения. По поводу первого тезиса, утверждающего опре­ деленную последовательность смены зон развития фоновых показателей зонами повышенной газоносности и ореольного рассеяния, необходимо заметить, что он подтверждается фак­ тически наблюдаемой в региональном плане зональностью газовой составляющей подземных вод ряда артезианских неф­

ных вод (Прикаспийская впадина).

В периферийных частях бассейна, где промышленные за­ лежи нефти и газа не установлены, газовая составляющая подземных вод имеет довольно однообразный состав, пред­ ставленный значительным преобладанием азота над метаном, почти полным отсутствием тяжелых углеводородов (особенно тяжелее этана), постоянно низкую газонасыщенность и легко может быть принята в качестве фоновой характеристики. Од­ нако это будет лишь фоновой характеристикой тех районов, в которых процессы нефтегазообразования не протекали или протекали в таких масштабах, которые не привели к форми­ рованию значительных скоплений углеводородов.

Использование таких фоновых показателей в регионально нефтегазоносных районах всегда приведет к получению лож­ ных аномалий или зон рассеяния от несуществующих в пре­ делах данных структур залежей нефти и газа. Поэтому здесь уже необходимо установление иных фоновых характеристик, свойственных именно данному нефтегазоносному району, ко­ торые, как мы полагаем, и отвечают зонам повышенной газо­ носности, выделяемым М. С. Гуревичем. Иными словами, эти зоны есть ни что иное, как фон нефтегазоносных регионов, обязанный своим происхождением либо региональным процес­ сам нефтегазообразования, протекавшим достаточно интен­ сивно, либо процессам первичной и вторичной миграции угле­ водородов, а возможно тем и другим вместе взятым.

Обратим внимание на второй тезис, на ту его часть, кото­ рая касается связи механизма формирования ореола рассея­ ния с состоянием равновесия между залежью и окружающими их водами. Нам представляется, что процессы миграции, при­ водящие к формированию ореола рассеяния залежей в любом их проявлении (а не только при диффузионном перемещении, как полагает М. С. Гуревич) могут привести к состоянию фа­ зового равновесия между залежами и подземными водами, их окружающими и подстилающими. Поэтому механизм образо­ вания ореолов рассеяния сам по себе, каким бы он ни был, не может рассматриваться в качестве показателя того состояния,

вкотором находятся залежи и контактирующие с ними воды. Ряд остальных положений, развиваемых М. С. Гуревичем,

вчастности о роли гидрогеологической закрытости недр и движении подземных вод на форму и размеры зон ореольного влияния залежей, как будет показано ниже, находит полное подтверждение для многих гидрогеологических нефтегазонос­ ных районов и имеют важное практическое значение.

В50—60 годы были получены и первые представления о

20

масштабах миграции (вертикальной) углеводородов из зале­ жей нефти и газа для территории Днепровско-Донецкой впа­ дины (Э. Е. Лондон, 1959).

Исходя из соотношения между давлением насыщения водорастворенных газов и пластовыми давлениями, Э. Е. Лон­ дон предполагает наличие диффузионного потока газов изпод девонских отложений вверх по разрезу вплоть до верхневизейских. Как отмечает Э. Е. Лондон, «в пределах Днепров­ ско-Донецкой впадины в осадочной толще пород более тыся­ чеметровой мощности прослеживается миграция флюидов из области высоких пластовых давлений в области меньших». Углеводороды прослеживаются вверх по разрезу осадочных пород местами до 500—300 м от поверхности земли. Столь значительные масштабы вертикальной миграции углеводоро­ дов Э. Е. Лондон связываете интенсивным развитием во впа­ дине дизъюнктивных нарушений различных типов, которые «являются основными путями перемещения нефти и газа вверх по разрезу, через плотные непроницаемые глинистые и соленосные пласты пород». Таким образом, Э. Е. Лондон указывает на две формы миграции газов из газоотдающих источников: в виде диффузии и в свободном состоянии.

В более поздней работе (1962), рассматривая условия формирования залэжей нефти и газа в Днепровско-Донецкой впадине, Э. Е. Лондон подробно анализирует характер фазо­ вого соотношения между залежами и окружающими их под­ земными водами. Все выявленные в отложениях среднего и верхнего карбона, перми, триаса и юры залежи нефти и газа, пишет Э. Е. Лондон, контактируют с высокоминерализован­ ными хлоркальциевыми водами, слабо насыщенными или практически лишенными углеводородных газов. Давление на­ сыщения пластовых вод (Р г ), достигая в зоне контакта с за­ лежью пластового давления (Р П л) . уж:е на расстоянии 100—

Р

уменьшается до 0,5—0,1. В этом же направлении происходит изменение состава газа: уменьшается содержание тяжелых углеводородов, увеличивается доля азота и гелия. Указанный характер взаимодействия между залежами и пластовыми во­ дами, по мнению Э. Е. Лондон, свидетельствует о том, что фор­ мирование залежей происходило путем внедрения нефти и га­ за во вмещающие породы в процессе миграции из сформиро­ ванных ранее нефтегазовых залежей.

Существенно иное представление о масштабах вертикаль-

21

ного ореольного влияния залежей в пределах Днепровско-До­ нецкой впадины получено в последнее время по результатам исследований Л. К- Гуцало (1967).

Л. К. Гуцало рассматривались следующие вопросы:

1.Природа аномалий и их геохимическая связь с зале­ жами нефтяных углеводородов.

2. Источники и пути обогащения вод радием, аммонием

истронцием вблизи залежи нефти и газа.

3.Факторы, определяющие размер ореолов и др.

Л. К. Гуцало подчеркивает, что компоненты солевого и га­ зового состава подземных вод, рассматриваемые в качестве показателей нефтегазоносности локальных структур, содер­ жатся в пластовых водах как нефтегазоносных, так и ненеф­ тегазоносных структур.

Это обстоятельство позволяет использовать понятие о на­ туральном региональном фоне элементов, которому можно противопоставлять аномалийные концентрации тех же элемен­ тов. Однако необходимо заметить, что не все компоненты га­ зовой составляющей подземных вод, присутствующие в водах продуктивных структур, фиксируются и в водах структур, не содержащих залежей нефти и газа. Например, пентаны, со­ держащиеся в составе газов подземных вод нефтеносных и нефтегазоносных районов, не зафиксированы в водах непро­ дуктивных структур. Как правило, в водах, не испытывающих влияния залежей, не встречается бензол, а тем более толуол.

Такие ингредиенты подземных вод отсутствуют в составе фона и сам факт их обнаружения, как мы уже отмечали (А. С. Зин­ гер, 1966), указывает на непосредственную связь этих вод с нефтяными залежами.

Проведенные Л. К- ! Гуцало исследования показали, что в пределах Днепровско-Донецкой впадины, при наличии зале­ жей нефти и газа, в контактирующих с ними пластовых водах существуют (в виде ореолов) аномалии в содержании сульфа­

ного пласта. Ореолы по недонасыщению вод сульфатами про­ слеживаются от первых десятков метров до 100—150 м по вертикальному разрезу. В каждом конкретном случае форма ореола десульфирования повторяет форму залежи, но размер ореола зависит от фильтрационных и диффузионных свойств горных пород, их минералогического и химического составов и других факторов.

22