К оглавлению

О связи состава рассеянных битумов и газов с окислительно-восстановительными характеристиками вмещающих пород

П.С. СЛАВИН. Ф.Г. КЛЯЧКИНА, В.И. НЕВЕРОВА

Существенными геохимическими показателями нефтегазоносности являются количество и состав содержащегося в породах рассеянного органического вещества и, в частности, битумов. Захороненное в субаквальных осадках органическое вещество в процессе диагенеза при отсутствии свободного кислорода частично окисляется за счет восстановления элементов с переменной валентностью (например, железо и сера). Неизрасходованное на эти процессы органическое вещество преобразуется в условиях восстановительной обстановки в другом направлении. Восстановленность сохранившегося органического вещества должна быть связана с характером окислительно-восстановительной обстановки вмещающих пород. Так, К.Ф. Родионова [3] приводит некоторые данные о связи между формами железа в породах и характеристиками рассеянного органического вещества.

Однако встречаются случаи, когда качественный состав рассеянного органического вещества, и, в частности, битумов, не согласуется с восстановленностью вмещающих пород. Еще в 1958 г. П.С. Славин предложил использовать такое несовпадение, как один из показателей для выявления сингенетичного или эпигенетичного характера рассеянных в породе битумов.

Как известно, наличие эпигенетичной битуминозности может служить одним из признаков ореола рассеяния нефтяной залежи.

В 1958 г. В.И. Неверовой [2] было высказано предположение о существовании генетической связи между окислительно-восстановительной обстановкой пород и составом сингенетичных связанных углеводородных газов, извлекаемых из породы только после ее дробления. Состав углеводородных газов парафинового ряда предложено было выражать в форме «углеродного числа», отображающего соотношение между метаном и его высшими гомологами.

При значениях этого числа, равных единице, газ представлен исключительно метаном. Повышение же значений углеродного числа отображает увеличение содержания высших гомологов парафинового ряда.

На основании данных о составе сингенетичных газов предполагалось, что условия, способствующие образованию в осадке восстановленных форм железа, также благоприятны и для образования высших газообразных гомологов парафинового ряда, в то время как в слабовосстановительных условиях преобразование органического вещества идет главным образом по линии образования метана.

На основании перечисленных предположений мы попытались сопоставить некоторые данные, характеризующие состав битумов и углеводородных газов в мезо- кайнозойских отложениях Туркмении, со степенью восстановленности вмещающих пород. (Для определения у. ч. газов использованы данные об их составе, полученные в результате исследований, проведенных под руководством Б. П. Ясенева [5].)

Для характеристики битумов использовано соотношение между количеством битума, извлекаемых хлороформом (б. хл.) и спиртобензолом (б. сб.).

При преобладании хлороформенного экстракта, т. е. при величине б. хл/б. сб.> 1, битум условно называется «восстановленным»; при б. хл/б. сб.=1 битум называется «нейтральным», а при б. хл/б. сб. <1-«кислым».

При наличии данных о химическом составе битумов хорошими показателями их восстановленности могут служить: содержание масел и соотношение между маслами и асфальтенами, данные элементарного состава и в первую очередь соотношение между содержанием водорода и гетероэлементов и т. п.

Тип окислительно-восстановительной обстановки определялся по соотношению форм железа [4]. Осредненные данные по этим геохимическим показателям представлены в табл. 1, где I - окислительная обстановка; II - слабовосстановительная; III - восстановительная; IV - резковосстановительная; У. ч. - «углеродное число» углеводородных газов, в - восстановленный битум; н - нейтральный битум; к - кислый битум.

Все исследованные образцы разделены на три группы по характеру сочетания состава битумов и газов с восстановленностью вмещающих пород (табл. 2).

Наличие эпигенетичного битума или газа можно использовать как поисковый признак. Например, в скв. 4 (Камышлджа) на основании изложенного следует признать наличие эпигенетичного битума и газа в верхнеплиоценовых отложениях, что было подтверждено открытием в данном районе промышленной нефти в красноцветной свите. Аналогичное положение наблюдается и в верхнемеловых отложениях района Кушки-Карачопа, где открыта газовая залежь в отложениях сенона. Благоприятными в отношении нефтегазоносности можно считать другие аналогичные районы, отнесенные в табл. 1 к группе А.

Для группы В типично содержание сингенетичного битума и газа в верхнеплиоценовых отложениях (по десяти скважинам) в районе Изат-Кули и в миоценовых отложениях (по скв. 10 и 22) в районе Ашхабад - Ербент и т.п. Иногда по разрезу одной и той же скважины наблюдается как сингенетичный, так и эпигенетичный газ или битум. Так, например, в скв. 43 в верхах палеогена обнаружен лишь сингенетичный газ и битум. Ниже по разрезу в палеогеновых отложениях встречен резко выраженный эпигенетичный битум. Подобные изменения можно видеть и в других скважинах, например Ашхабад - Ербент скв. 10, Ташауз скв. 1 и др.

В заключение следует отметить, что сопоставление состава рассеянных битумов и углеводородных газов с характеристикой вмещающих пород можно рекомендовать как один из показателей сингенетичного или эппгенетичного происхождения битума или газа.

Одним из признаков миграционного характера содержащихся в породе битумов и газов является содержание в породах с окислительной или слабовосстановительной обстановкой газа с повышенным углеродным числом или восстановленного битума.

Указанными показателями не исчерпывается связь между составом органического вещества и вмещающих пород, которую можно использовать при изучении перспектив нефтегазоносности тех или иных территорий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Клячкина Ф.Г. Органическое вещество мезокайнозойских отложений Туркмении. Отчет по разделу II, темы 227, фонды ВНИГНИ, 1959.

2. Неверова В.И. Изучение природной газонасыщенности образцов по разрезу отложений. Отчет по разделу III, темы 236, фонды ВНИГНИ, 1958.

3. Родионова К.Ф. К вопросу о значении фациальных условий для нефтеобразования. Тр. ВНИГНИ, вып. XVII, 1959.

4. Славин П.С. Формы железа в меловых и третичных отложениях Туркмении. Докл. АН СССР. т. 130, № 4, 1960.

5. Ясенев В.П. Результаты и эффективность газовой съемки. Сб. «Геохимические методы поисков нефтяных и газовых месторождений». Изд. АН СССР, 1959.

ВНИИЯГГ, ВНИГНИ

Таблица 1 Сопоставление некоторых характеристик рассеянных битумов, газов и окислительно-восстановительных характеристик вмещающих пород по мезокайнозойским отложениям Туркмении

Район, скважина	Возраст отложений	У. ч.	Характеристика битума	Тип обстановки	Группа
Изат-Кули, 33	Q	1,00		1	в
Изат-Кули, среднее по десяти скважинам	N2^ак+ар	1,00	К	11	в
Изат-Кули, 57		1,48	н	I-II	А -В
Камышлджа, 4 *		2,79	в	II	А
Ашхабад - Ербент, 10	N2^ак	1,00	-	II-I	в
Ашхабад - Ербент, 22	N1	1,00	-	I-II	в
Изат-Кули, 56	N1	1,02	-	II	в
То же, 57	N1	1,00	-	II	в
» 57	N1	1,36	-	III	Б
» 43	Pg	1,00	к	II	в
» 43	Pg	-	в	II	А
Ашхабад - Ербент, 10	Pg	2,29	-	I	А
Ашхабад - Ербент, 22 выше 900 м	Pg	1,00	к	II	в
Ашхабад - Ербент ниже 900 м	Pg	1,90	к	III	Б -Г
Серный Завод, 4	Pg	-	в	III	Б
Ташауз, 1	Pg	-	к	II	в
Кушка, 30	Pg	2,03	-	III-II	Б -А
Ашхабад - Ербент, 10	Cr2	1,02	в	II	А
Ашхабад - Ербент, 10	Cr2	1,72	в	II	А
Серный Завод, 4	Cr2	1,00	в
Серный Завод, 4	Cr2	1,05		III-IV, II	А -Б
Серный Завод, 4	Cr2	1,15		II	А
Ташауз, 1	Cr2	-	к	II	В
Кушка, 30	Cr2	1,80	в	I-II	А
Кушка, 30	Cr2	2,19	-	II	А
Карачоп, 1 **	Cr2	2,63	-	I-II	А
Серный Завод, 4	Cr1	-	5,0	II	А
Ташауз, 1	Cr1	-	5,0	II	А

* Нефть в красноцветной свите.

** Газовая залежь в сеноне.

Таблица 2 Сочетания между характером битумов и газов и восстановленностью вмещающих пород

Группа сочетаний	Восстановленность битума	У. ч. газа	Тип окислительно-восстановительной обстановки	Характеристика битума или газа по отношению к вмещающей породе
А	В	>1	I или II	Эпигенетичный
Б	в	>1	III или IV	Эпигенетичный и сингенетичный
В	н или к	1	I или II	Сингенетичный
Г	н или к		III или IV	Битум сингенетичный вторично измененный

Примечание. Для группы В предлагаемый способ определения эпигенетичности или сингенетичности битума неприменим.