О книге Е.А. Барс «Органическая гидрогеохимия нефтегазоносных бассейнов»( М., Недра, 1981, (тираж 670 экз.).)
В. M. МАТУСЕВИЧ (ТИИ), В. М. ШВЕЦ (МГРИ)
Начиная с 1950-х годов, в нашей стране широкое развитие получили разносторонние исследования ОВ подземных вод. Среди них наибольшее значение для нефтяной геологии и гидрогеологии имеет изучение водорастворенных OB (ВРОВ) в нефтегазоносных бассейнах. Сейчас уже невозможно представить геологию нефти и газа без знаний геохимии растворенных ОВ, ибо они широко используются при разработке как теоретических, так и практических основ нефтяной геологии. Прежде всего это вопросы происхождения нефти и газа, формирования их залежей, регионального и локального прогноза нефтегазоносное™, разработки месторождений.
Е.А. Барс более 25 лет возглавляет в ИГиРГИ работы в области исследований по органической гидрогеохимии нефтегазоносных областей, поэтому вполне закономерно, что ею подготовлена и опубликована давно ожидаемая специалистами монография в этой области.
Книга представляет собой крупное научное обобщение прежде всего результатов исследований ИГиРГИ, проведенных с 1956 г. по настоящее время, а также организаций, изучавших ВРОВ в нефтегазоносных районах. Работа многоплановая, имеет строгое, логичное построение - от критического обзора исследований и методов анализа до обсуждения теоретических вопросов участия ВРОВ в процессах образования, миграции и аккумуляции нефти.
Рассмотрим подробнее некоторые наиболее важные вопросы, затронутые в монографии.
Автор справедливо отводит существенное место методам анализа ВРОВ, так как именно они определяют полноту и объективность получаемых фактических данных как основу для последующих теоретических и методических разработок. Правильно обращено внимание на существенные методические трудности определения ОВ в подземных водах. Объективно дан обзор различных применяемых в настоящее время схем анализа ОВ (ВСЕГИНГЕО, ВНИГРИ, СНИИГГИМС п др.). Автор обращает внимание на необходимость определения как Сорг суммарного (общего), так и Сорг отдельных фракций ОВ, так как именно Сорг служит основой при всех сопоставлениях характеристик ВРОВ, а также при сравнении ОВ вод, пород и состава нефтей. Сейчас уже нельзя признать достаточным определение лишь отдельных групп органических компонентов, без общей количественной характеристики ОВ. Важно отметить, что общее содержание Сорг в подземных водах варьирует в очень широких пределах(Ранее (1973 г.) нами было показано, что условно средняя величина Сорг в подземных водах составляет около 50 мг/л.): от 2 до 4500 мг/л при среднем значении 27,9 мг/л.
Среди групп веществ рассмотрены фенолы и органические кислоты (нафтеновые, гуминовые, жирные). По максимальному содержанию жирных кислот имеются некоторые расхождения между данными ИГиГРИ и ВСЕГИНГЕО - соответственно 750 и 3500 мг/л. Очевидно, это объясняется применением разных методик: во ВСЕГИНГЕО непосредственного газохроматографического определения кислот в воде, а в ИГиГРИ определения Сорг в растворе ОВ, в который отгонялись летучие кислоты. Нам представляется, что непосредственное определение жирных кислот в воде правильнее.
Характеристика люминесцирующих ОВ приводится по данным ВСЕГИНГЕО. Справедливо подчеркивается, что люминесцирующие вещества позволяют не только разделять продуктивные и непродуктивные горизонты, но и прогнозировать фазовое состояние предполагаемой залежи. Метод прост и может быть широко использован в полевых условиях.
Гетероциклические соединения описаны по А. С. Зингеру. Это сераорганические соединения, сложные эфиры, спирты, альдегиды, кетоны, значение которых как показателей нефтегазоносное™ может быть весьма перспективным. Среди индивидуальных ОВ рассмотрены бензол и его гомологи, являющиеся надежными прямыми признаками наличия нефтяных залежей. В качестве дополнительного показателя нефтегазоносное™ рассмотрен пиридин (гетероциклическое азотистое соединение ароматического характера), содержание которого в среднем достигает 21 мг/л в водах газовых месторождений.
Весь приведенный в книге материал по составу и содержанию ВРОВ представляет большой научный интерес и вносит много нового в понимание этого сложного в органической гидрогеохимии вопроса.
Две главы в монографии посвящены характеристике ВРОВ в важнейших нефтегазоносных бассейнах СССР - Западно-Сибирском, Западно-Туркменском, Волго-Уральском, Азово-Кубанском, Тимано-Печорском, Сахалинском и др. Приводятся среднестатистические данные ОВ подземных вод этих бассейнов (по результатам около 1000 проб): Сбит, Nобщ.хл, фенолов, нафтеновых кислот, соотношений разных показателей. Отмечено закономерное увеличение содержания битумоидов от древних к молодым отложениям (от 0,5 мг/л Сбит в палеозое Тимано-Печорского бассейна до 14,2 мг/л в неогене Азово-Кубанского бассейна). Сравнительный анализ позволил также установить признаки син- и эпигенетичности битумоидов вод, определяемых по соотношениям суммарных характеристик и отдельных групп органических соединений.
Ценный фактический материал по Сорг разных фракций ОВ позволил сделать вывод, что во многих бассейнах летучие ОВ составляют не менее половины от общего их количества (например, в Западно-Сибирском бассейне от 51,2 до 94,8 % в водах разных площадей). Показано также, что химический тип воды и ее минерализация не играют определяющей роли в формировании кислых, основных и нейтральных групп ВРОВ. В книге на конкретных примерах рассмотрены зональное распределение фоновых концентраций ОВ для отдельных гидрогеологических комплексов и наличие аномальных концентраций, обычно связанных с нефтяными и газоконденсатными залежами. Автором составлены интересные гидрогеохимические карты распределения ВРОВ, характеризующие их зональность и аномалии на локальных структурах. Основной региональной закономерностью распределения ОВ является увеличение их содержания от обрамления к центру бассейнов.
Рассматривая условия и факторы, влияющие на содержание и состав ВРОВ, Е.А. Барс приходит к выводу о решающей роли рассеянного органического вещества пород (РОВ) и термобарических условий недр. По результатам исследований в Западно-Сибирском бассейне выявлена тесная связь между битумоидной фракцией ОВ вод и эпигенетичным битумоидом пород. Большое внимание в монографии уделено ВРОВ осадочных пород, как наиболее способным к миграции в водной среде. Даются результаты исследований по специально разработанной в ИГиРГИ методике. Они показали, что максимальное извлечение ОВ из пород наблюдается при температуре 150- 200 °С, причем влияет степень уплотнения пород: для менее уплотненных оптимальны температуры до 100 °С, а для сильно уплотненных - более 150 °С. Подсчитано, что запасы водорастворимых компонентов РОВ глинистых пород могут быть весьма значительными. Например, в юрских глинах Западной Сибири они достигают 1,3 кг/м3, в том числе 0,75 кг/м3 приходится на водорастворимые битумоиды.
Большое место в монографии отведено использованию ОВ подземных вод при прогнозе нефтегазоносности и поисках залежей нефти и газа. Этот вопрос рассматривается на основе теории формирования ореолов рассеяния ВРОВ вокруг залежей УВ, экспериментальных данных по переходу компонентов нефти в воду при различных температурах, давлении и времени контакта и натурных исследований ОВ вод нефтегазовых месторождений. Автор правильно рекомендует использовать не один какой-либо показатель, а весь комплекс выявленных информативных критериев. В этот комплекс в первую очередь включаются Сбит, фенолы, бензол, толуол, Рорг, пиридин, аминный азот, а также ряд коэффициентов - соотношений различных компонентов ВРОВ. Дается анализ различных статистических методов обработки фактических данных для выявления наиболее информационных гидрохимических показателей нефтегазоносности. Подчеркивается, что каждый нефтегазоносный бассейн и стратиграфический комплекс характеризуются своим набором информативных показателей. По данным более 1000 проб воды, представляющих восемь нефтегазоносных бассейнов, подсчитаны коэффициенты информативности компонентов и характеристик водорастворенных битумоидов. На первом месте по информативности стоят летучие фенолы и Сбит, на последнем - нафтеновые кислоты и йодатная окисляемость. С этими выводами можно согласиться и со своей стороны добавить, что весьма информативны для нефтяных залежей бензол, а для газоконденсатных - летучие жирные кислоты (уксусная и др.). В книге подчеркивается, что гидрохимические показатели, основанные на использовании ВРОВ, широко применяются в нефтепоисковой практике. В подтверждение их эффективности даются примеры оправдавшихся региональных и локальных прогнозов нефтегазоносности по показателям ОВ подземных вод (Среднее Приобье, Нижнекуринская депрессия, Восточная Туркмения и др.).
Очень интересна в книге теоретическая глава (VIII), в которой детально рассматривается вопрос участия ОВ подземных вод в процессах образования, миграции и аккумуляции нефти. По данным об ОВ иловых растворов обсуждается возможность накопления ВРОВ на стадиях седиментогенеза и раннего диагенеза. Дается критический разбор различных взглядов и гипотез на нефтеобразование в пластовых водах, первичную миграцию нефти, роль воды в процессах аккумуляции УВ в залежи, на отражение ГФН в содержании и составе ВРОВ. Рассмотрение всех этих вопросов еще раз подтверждает их дискуссионность и необходимость проведения дальнейших глубоких исследований.
В качестве замечаний, возникающих при чтении книги, можно высказать следующее.
1. В связи с недостаточностью данных о миграции УВ в растворенном состоянии, которые учитывали бы фактор времени и реальные природные условия миграции, автору не следовало так категорически отрицать перенос УВ из нефтематеринских пород в коллекторы в водорастворенном состоянии.
2. Рассматривая проблему первичной миграции нефти, нужно также учитывать и диффузионный перенос жидких УВ. Имеющиеся данные об ореолах рассеяния ОВ вокруг залежей УВ (в том числе и по вертикали - через глинистые покрышки) свидетельствуют о существовании такого процесса, особенно в условиях геологического времени.
3. В книге преобладает форма изложения материала в исторической последовательности его получения и опубликования. Это не всегда оправдано. Кроме того, было бы целесообразно в конце каждого параграфа и главы дать краткие выводы по рассмотренному вопросу, особенно если разбираются дискуссионные взгляды других исследователей.
4. В главе о методах анализа ОВ было бы желательно рассмотреть ближайшие перспективы в использовании новой аппаратуры и новых количественных инструментальных методов анализа, таких как сочетание газовой и жидкостной хроматографии, масс-спектрометрии с ЭВМ.
Поступила 29/VI 1982 г.