|
УДК 553.982:556.3(470.46) |
Гидрогеологические особенности карбонатного резервуара Астраханского газоконденсатного месторождения
Н.И. ВОРОНИН, Е.И. БЕНЬКО, В.Ф. ЛАКТЮШИНА, Л.А. АНИСИМОВ (НВНИИГГ)
В опубликованных работах последних лет [1-5] отмечены такие гидрогеологические особенности Астраханского месторождения, как АВПД, пониженная минерализация пластовых вод, обогащенность их сероводородом и двуокисью углерода. Последние данные, полученные при испытании скв. 32, 17, 40, позволяют уточнить гидрогеологические условия продуктивного карбонатного резервуара.
Среднекаменноугольные карбонатные отложения Астраханского свода, содержащие газоконденсатную залежь, изолированы сверху толщей непроницаемых сакмаро-артинских отложений и мощной толщей соли. Геологические данные свидетельствуют также об изоляции резервуара по периметру свода. На юге она обеспечивается геосинклинальным типом фаций и серией тектонических нарушений зоны сочленения, на северо-восточном склоне свода - крупным тектоническим уступом, на северо-западном участке - разломом. Обрамление Астраханского свода тектоническими нарушениями создает экранизированную систему, усиливает ее литологическую обособленность. Последняя по периметру усиливается замещением карбонатного типа разреза на карбонатно-терригенный и терригенный.
В центральной части Астраханского месторождения (скв. 5, 8, 26) продуктивная часть резервуара представлена известняками преимущественно порового, трещинно-порового типа с пористостью 10-13 % и проницаемостью (1,2-1,8)*1015 м2. С погружением залежи фильтрационно-емкостные свойства известняков ухудшаются, тип коллекторов меняется на порово-трещинный, трещинно-кавернозный, трещинный с пористостью 6-9 % и проницаемостью (0,34-0,6)*1015 м2. В периферической и законтурной частях Астраханского месторождения количество плотных прослоев известняков (неколлекторов) с тонкопоровой матрицей увеличивается до полного замещения (скв. 1,36 Астраханская, 1 Воложковская, 52 Кордуанская).
Литологическая и тектоническая обособленности Астраханского свода и Астраханского месторождения явились благоприятными факторами для образования замкнутой газогидродинамической системы с особыми условиями для накопления УВ, кислых газов, возникновения высоких пластовых давлений. Существование АВПД свидетельствует об изолированности резервуаров от протяженных пластовых водонапорных систем и указывает на благоприятные условия накопления и сохранения сероводорода. Высокие (110-130 °С) пластовые температуры на Астраханском своде, способствующие течению сероводородгенерирующих процессов, также благоприятны для накопления больших концентраций его в пластовых флюидах [1, 4].
Как известно, в подсолевых отложениях Астраханского свода отмечаются АВПД, превышающие условное гидростатическое в 1,5 раза и более. Так, в скв. 5 Астраханская расчетное пластовое давление в зоне ГВК (около 4100 м) составило 61,7 МПа, а в скв. 1 на глубине 4755 м - 68,7 МПа. Разность давлений 7 МПа близка к гидростатическому напору пластовых вод с плотностью 1,06 г/см3. Это дало основание считать вскрытую часть разреза каменноугольных отложений на Астраханском своде единым гидродинамическим резервуаром [2].
Одна из геохимических особенностей Астраханского газоконденсатного месторождения заключается в высоком (около 40 % и более) содержании в составе пластового газа кислых компонентов. Содержание метана колеблется здесь от 47,6 до 64,8 %, двуокиси углерода от 10,9 до 18,6 %, сероводорода от 16 до 25,7 %. Результатами исследований, проведенных сотрудниками СевКавНИИгаза и Прикаспийского отделения НВНИИГГ, установлено, что содержание конденсата в пластовом газе в скв. 5, 8, 58, 17, 32, 40 колеблется от 180 до 560 см3/м3, плотность его 0,8-0,82 г/см3. Столь высокие колебания в содержании различных компонентов пластовой смеси свидетельствуют о неоднородности его резервуара и сложных условиях формирования месторождения. Выяснение закономерностей распределения компонентов и параметров пластовой смеси и ее фазового состояния представляет насущную и весьма ответственную задачу и требует постановки специальных исследований.
Как известно, характерная особенность вод карбонатных отложений Астраханского месторождения - пониженная минерализация (80-100 г/л), хлоркальциевый, реже гидрокарбонатно-натриевый тип, отсутствие йода и невысокое содержание брома (30 мг/л). Закономерных изменений минерализации вод по площади и разрезу не установлено.
Водорастворенные газы каменноугольного водоносного комплекса Астраханского свода отличаются от газов мезозойских отложений других участков Прикаспийской впадины резким преобладанием кислых компонентов - сероводорода и углекислоты, содержание которых достигает 80-90 %, на долю метана и его гомологов приходится лишь 20 %. Газонасыщенность пластовых вод, подстилающих газоконденсатную залежь, составляет около 20 л/л (скв. 5 Астраханская, интервал 4184-4190, 4196-4202 м). Высокая газонасыщенность вод, выявленная в пределах Астраханского газоконденсатного месторождения и в нижних этажах других нефтегазоносных районов, объясняется большой растворимостью в первую очередь кислых газов в условиях пониженной минерализации, высоких температур и давлений [5].
Согласно оценке А.Ю. Намиота, на основе имеющихся экспериментальных данных с учетом коэффициента Генри, коэффициента абсорбции сероводорода, летучести сероводорода и минерализации, содержания компонентов в пластовой воде, находящейся в равновесии со свободным газом, для Астраханского месторождения (по уравнению Кричевского и Ильинской) составили бы: сероводорода 90 л/л, углекислого газа 10 л/л, метана 3 л/л. Отсюда следует, что газонасыщенность пластовой воды в условиях фазового равновесия с залежью составит 103 л/л. Фактическая же газонасыщённость пробы пластовой воды, отобранной с глубины 4150 м (скв. 5), 17,5 л/л. Таким образом, видна недонасыщенность пластовых вод Астраханского месторождения в первую очередь сероводородом, т. е. отмечается сдвиг равновесия в системе залежь - вода.
О возможном влиянии водоносной части резервуара свидетельствует снижение концентраций сероводорода в газовой фазе пластовой смеси от 25 % в скв. 8, 58, 26 в сводовой части до 16 % в скв. 40 в северо-восточной периклинальной части месторождения.
Колебания концентрации сероводорода в залежи - важный факт, свидетельствующий о неоднородности резервуара и сложных условиях формирования газового скопления. На месторождении Лак, где резервуар был полностью заполнен газом без признаков воды, концентрации сероводорода колебались в довольно узких пределах (15-17%). Эти данные свидетельствуют об отсутствии равновесия между залежью и пластовыми водами на Астраханском месторождении, и на их основании можно сделать вывод, что формирование газоконденсатной залежи, видимо, происходило в результате прорыва УВ через водоносную зону на локальных участках.
Интересно распределение сульфатных и карбонатных ионов в подземных водах. Довольно отчетливо наблюдается следующая закономерность: для всех вод характерны высокие концентрации гидрокарбонат-ионов, концентрации сульфат-ионов имеют минимальное значение в зоне ГВК и заметно увеличиваются в водоносной зоне резервуара. Такое распределение свидетельствует о различном характере обменных и окислительно-восстановительных процессов водоносной и газоносной частях пласта. Причиной низкой сульфатности вод может быть как отсутствие сульфатов в породах среднего карбона (ангидриты вскрыты в нижнем карбоне скв. 3 Долгожданной и скв. 2 Смушковской площадей), так и современные процессы сульфатредукции на ГВК. Окончательное заключение можно сделать после получения дополнительных данных.
Таким образом, новые данные о гидрогеологических особенностях Астраханского газоконденсатного месторождения выявили существование неоднородностей в распределении отдельных компонентов внутри продуктивного резервуара и водоносной части пласта. Это связано с условиями формирования месторождения, неоднородностью резервуара и смещением равновесия между залежью и пластовой водой. В этих условиях, по нашему мнению, наиболее важный критерий связи газоносной и водоносной частей пласта - концентрация сероводорода в газовой фазе.
Связь этого параметра с геологическим строением резервуара поможет решить кардинальные вопросы формирования месторождения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Анисимов Л.А., Потапов А.Г. Геология, разведка и разработка залежей сернистых газов, М„ Недра, 1983.
2. Гидрогеологические условия подсолевых отложений Астраханского свода/А.С. Зингер, В.Г. Грушевой, Н.И. Воронин, Л.А. Катаева.- Геология нефти и газа, 1979, № 5, с 31-36.
3. Зингер А.С., Долгова Г.С., Федоров Д.Л. Генезис опресненных глубинных вод и кислых компонентов газов юго-востока Русской платформы. Обзор ВИЭМС Сер. Геол., мет. поиск, и разв. м-ний нефти и газа. М., 1980, с. 1-43.
4. Зональность сероносности природного газа/ А.А. Аксенов, Л.А. Анисимов, П.М. Ломако и др. Обзор ВНИИЭгазпром. Сер. Геол. и разв. газ. и газоконден. м-ний. М., 1982, вып. 7, с. 1-42.
5. Зорькин Л.М. Газоносность подземной гидросферы и формирование залежей природных газов.- Геология нефти и газа, 1983, № 10, с. 38-43.