|
УДК 550.4:547.912:551.762.3(575.1-15) |
Сорбированные углеводороды в карбонатной формации верхней юры Чарджоуской ступени
Ш.X. АМИРХАНОВ, Д.Г. ГАЙНУТДИНОВА, А. ИБРАГИМОВА (ИГИРНИГМ)
Карбонатная формация верхней юры широко распространена в осадочном чехле платформенных районов Средней Азии и является регионально нефтегазоносной. По мнению многих исследователей, нефтематеринские и нефтегазопроизводящие породы этой формации образовались в морских или лагунно-морских условиях в водах нормальной солености в геохимической обстановке от слабо до резко восстановительной [ 1 ]. Генетический тип исходного ОВ пород преимущественно сапропелевый, чем и объясняется, в частности, высокий потенциал нефтегазоносности верхнеюрской карбонатной формации в Западном Узбекистане. В ее строении участвуют три группы пород, образовавшихся в закрытом шельфе, рифовой и бассейновой зонах: 1) светло-серые пелитоморфные, доломитизированные известняки, 2) рифогенные образования различного генезиса, 3) черные, микрозернистые, микрослоистые карбонатно-глинистые сланцы и мергели [3]. Карбонатная формация келловей-оксфордского яруса исследуемой территории состоит из четырех свит (кандымская, мубарекская, уртабулакская и кушабская [2]).
По результатам геохимического изучения карбонатной формации верхней юры, начатого еще в 60-е годы, ее можно подразделить на три генетически обособленных горизонта, которые коррелируются по содержанию малых и породообразующих элементов. По данным масс-спектрометрического анализа газовой фазы керна, отобранного на месторождениях Уртабулак, Памук и Култак, суммарное остаточное содержание жидких и газообразных УВ в породах колеблется в широких пределах и зависит от типа исследуемого вещества. Установлено, что аномально высокое содержание УВ приурочено к плотным, высокобитуминозным известнякам верхней части разреза (кушабская свита), а пониженное - к высокопористым и пористым чистым известнякам и доломитам.
В настоящей работе приводятся новые данные о содержании и распределении в разрезе карбонатной формации сорбированных УВ, извлеченных при химической дегазации [5] анализируемых пород. Качественный и количественный состав сорбированных газов определяли с помощью хроматографического анализа. Материалом послужил керн параметрических скважин, пробуренных в различных частях Чарджоуской ступени. Семь скважин пробурено в зоне развития АВПД и пять - в зоне их отсутствия. Как и следовало ожидать, в первой зоне (рис. 1) остаточных сорбированных УВ в породах карбонатной формации содержится значительно больше - метана в 3,5, этана в 4,2, пропана в 4, бутана в 3,8-4,5, изо-пентана в 4,1, н-пентана в 5,4 и гексана в 7 раз. Жидкие УВ (н-пентан и гексан) сорбированы больше, чем газообразные. Однако процентное содержание УВ в этих зонах практически одинаковое: метана 66-70, этана 12-14, пропана 7, изобутана 2, н-бутана 2, изопентана 3, н-пентана 0,7-1 и гексана 0,6-1. Следовательно, соотношение сорбируемых УВ в обеих зонах было близким и сорбция находилась в прямой зависимости от давления.
В условиях нормального пластового давления (площади Умид, Западный Ходжи, Чандыр, Кушаб, Джанама) отмечаются некоторые закономерности вертикального распределения количества сорбированных УВ и их соотношений. Так, в скв. 1 Умид, где разрез карбонатной формации гораздо полнее (60 образцов) представлен керном, содержание УВ в интервале глубин 2542-2553 м (голубовато-серые, плотные и крепкие ангидриты) следующее (см3/кг): метана 4,86-14,64, этана 0,79-5,97, пропана 0,61-2,96, бутана 0,24-1,08, пентана 0,39-1,39 и гексана 0,07-0,2; в интервале 2553-2731 м (36 образцов - известняки серые, светло-серые, плотные с тонкими пропластками темно-серого ангидрита и органогенные рифогенные известняки серого и беловато-серого тонов) метана 1,85-7,9, этана 0,23-1,33, пропана 0,09-0,41, бутана 0,03-0,19, пентана 0-0,07 и гексана 0-0,04; в интервале 2731-2748 м (14 образцов - органогенные рифогенные известняки) зафиксировано более высокое содержание УВ - метана 5,1-13,42, этана 1,18-3,92, пропана 0,42-1,84, бутана 0,14-0,64, пентана 0,05-0,18 и гексана 0,04-0,19. В одном образце керна из XVI горизонта (темно-серый, почти черный глинистый известняк) концентрация составляет (см3/кг): метана 4,78, этана 0,53, пропана 0,16, бутана 0,05, пентана 0,01 и гексана 0,01.
Из параметрической скв. 1 Джанама проанализировано 20 образцов (2407-3008 м). В верхней части и подошве карбонатной формации содержание УВ следующее (см3/кг): метана 1,41-21,34, этана 0,19-3,46, пропана 0,06-2,62, бутана 0,06-0,84, пентана 0,03-0,28 и гексана 0,01-0,24. В породах карбонатной формации параметрической скв. 1 Чандыр (10 образцов) содержится (см3/кг): метана 0,41-24,67, этана 0,09-3,69, пропана 0,03-4,57, бутана 0,03-1,89, пентана 0,04-0,66 и гексана 0,02-0,64. Здесь, так же как и в скважинах Умид и Джанама, имеются горизонты с большим содержанием метана и других УВ. Неравномерное распределение сорбированных УВ по вертикали прослеживается от площади к площади. Отмечается постепенное увеличение жирности газов по линии скважин Умид - Джанама - Чандыр. (табл. 1). Площадь Западный Ходжи находится в зоне отсутствия АВПД и несколько удалена к северо-западу от других площадей (см. рис. 1). Там образцы карбонатных пород верхней юры отобраны из четырех скважин. В целом для этой площади характерно некоторое превышение содержания сорбированного метана и изопентана. Отношение изобутана к н-бутану близко к значениям, полученным на площади Умид. Как видно из табл. 1, практически все УВ количественно меняются по площади, а их максимальные концентрации зафиксированы в скв. 1 Чандыр (см. табл. 1, рис. 2). Такое колебание содержания сорбированных УВ согласуется также с вариацией отношения изобутана к н-бутану (см. рис. 2). Известно [4], что изменение его определяет миграцию УВ, сопровождающуюся фильтрационным эффектом. В данном случае это свидетельствует о том, что основной поток газообразных УВ проходил через породы карбонатной формации и имел региональный характер. Движение сухого газа привело к изменению по площади жирности газов. Установлено, что эти изменения имеют одинаковое направление и подтверждают мнение многих исследователей о миграции углеводородных газов из более погруженных районов седиментации к их краевым частям, смешении с жидкими УВ и создании газоконденсатной смеси, промышленными скоплениями которой богата исследуемая территория. Эти данные показывают также, что при благоприятных условиях и наличии соответствующих ловушек отжатие газов более высокомолекулярных жидких УВ может привести к образованию залежей не только конденсатов, но и нефти (например, месторождения Северный Уртабулак, Крук и др.).
Как было сказано выше, в зоне АВПД содержание остаточных сорбированных УВ возрастает в несколько раз. Так, на площади Капали в интервале 3132-3145 м количество сорбированного метана достигает 42,01-53,51 см3/кг, на Новом Алане (3267-3298 м) - 58,11-64,73, на Гирсане (3690-3695 м) - 69,02. Максимальные концентрации в этих разрезах характерны для пропана и изопентана. Относительно высокие значения имеют также пентан и гексан (табл. 2). Здесь рост масштабов сорбции УВ связан с повышением АВПД, так как средние температуры отложений на изучаемой территории очень близки между собой.
В зоне АВПД в результате перемещения газообразных УВ через породы изменилось отношение изобутана к н-бутану от 0,72 до 1,7. Пик максимального эффекта фильтрации достигнут на площади Бабагуль (1,7). На площади Сирли это отношение составляет 1,57. Интересно, что указанные площади расположены в центральной части зоны АВПД. В целом, судя по отношению изобутана к н-бутану, газы карбонатной формации исследуемой территории прошли определенный путь миграции через осадочные толщи, что привело к дифференциации отдельных компонентов в движении от источника до места аккумуляции. Исследованные нами газы преимущественно эпигенетичные, поступившие из зоны генерации, находящейся в более глубокозалегающих породах юры. Из рис. 1 видно, что эта зона находится к югу от Чарджоуской ступени.
Черные сланцы надрифового горизонта (кушабская свита) по сравнению с другими типами пород карбонатной формации верхней юры Западного Узбекистана характеризуются максимальным содержанием сорбированных УВ (табл. 3). Здесь среднее содержание жирных газов выше концентрации метана и значительно отличается от содержания сорбированных газов в других породах карбонатной формации. По отношению изобутана к н-бутану эти УВ сингенетичные, и их образование связано с диагенетическим и катагенетиче-ским развитием ОВ высокогаммных сильнобитуминозных глинисто-карбонатных пород. По качественному и количественному содержанию УВ эти породы вполне могут быть источником нефти карбонатной формации верхней юры Западного Узбекистана. Такое мнение ранее было высказано А.Г. Ибрагимовым [3].
Итак, при изучении остаточной нефтегазонасыщенности пород карбонатной формации верхней юры и сопоставлении новых миграционных показателей в составе исследуемых УВ установлено, что промышленные скопления газов в этих отложениях, наличие залежей конденсатов и нефтей объясняются масштабностью мигрировавших из более погруженных частей бассейна газообразных УВ, отжатием ими первичных жидких УВ с формированием изолированных нефтяных залежей или образованием газоконденсатных месторождений.
Эти исследования показали значение остаточной нефтегазонасыщенности карбонатных пород для установления закономерностей распределения сорбированных УВ и их изменчивости от термобарических условий среды, типа сорбентов и глубины залегания вмещающих пород.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Акрамходжаев A.M., Эгамбердыев M.Э. Основные нефтегазопроизводящие свиты в составе верхнеюрской формации Западного и Южного Узбекистана.- Узб. геол. журнал, 1981, № 5, с. 47-56.
2. Бабаев А.Г. Карбонатная формация юрского возраста платформенной области Узбекистана и ее нефтегазоносность. Ташкент, ФАН, 1983.
3. Ибрагимов А.Г. Основные типы верхнеоксфордских рифов Западного Узбекистана и методика определения зоны их распространения.- Узб. геол. журнал, 1980, № 4, с. 53-60.
4. Старобинец И.С., Стативко Г.С., Мурогова Р.И. Влияние условий миграции на информативность газогеохимических поисковых показателей.- В кн.: Теоретические вопросы геохимических методов поисков залежей нефти и газа, М., 1960, с. 54-64.
5. Старобинец И.С., Ломейко Н.Н. Извлечение и анализ рассеянных газов при геохимических поисках залежей углеводородов. М., Недра, 1977.
6. Стратиграфическая и фациальная схемы верхнеюрской карбонатной формации Западного Узбекистана / А.М. Акрамходжаев, X.X. Миркамалов, П.У. Ахмедов и др.- Бюлл. МОИП. Отд-ние геологии. 1982, т. 57, вып. 6, с. 56-62.
Таблица 1 Среднее содержание сорбированных УВ в породах карбонатной формации верхней юры в зоне отсутствия АВПД (Чарджоуская ступень), см3/кг
|
Площадь, скважина |
Глубина отбора керна, м |
Число анализов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Умид, 1 |
2542-3025 |
60 |
5,79 |
1,09 |
0,55 |
0,18 |
0,17 |
0,24 |
0,05 |
0,04 |
2,32 |
1,05 |
|
Джанама, 1 |
2403-3008 |
20 |
7,65 |
1,35 |
0,72 |
0,29 |
0,22 |
0,27 |
0,05 |
0,06 |
3,00 |
1,31 |
|
Чандыр, 1 |
2086-2321 |
10 |
8,81 |
1,61 |
1,49 |
0,86 |
0,61 |
0,62 |
0,22 |
0,24 |
5,70 |
1,40 |
|
Западный Ходжи, 6 |
2171-2211 |
11 |
7,31 |
1,06 |
0,61 |
0,16 |
0,19 |
0,31 |
0,04 |
0,03 |
2,43 |
|
|
Западный Ходжи, 7 |
2164-2215 |
7 |
11,57 |
1,36 |
0,75 |
0,36 |
0,30 |
0,57 |
0,08 |
0,10 |
3,55 |
0,96 |
|
Западный Ходжи, 13 |
2183-2308 |
4 |
12,67 |
2,78 |
1,85 |
0,57 |
0,63 |
1,28 |
0,16 |
0,20 |
7,52 |
0,96 |
|
Западный Ходжи, 14 |
2103-2197 |
2 |
15,15 |
1,85 |
1,22 |
0,39 |
0,47 |
0,92 |
0,13 |
0,01 |
4,99 |
|
Таблица 2 Содержание сорбированных УВ в карбонатных породах верхней юры Чарджоуской ступени (зона АВПД), см3/кг
|
Площадь, скважина |
Глубина отбора керна, м |
Число анализов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Капали, 1 |
3132-3274 |
5 |
35,47 |
4,48 |
1,84 |
0,53 |
0,55 |
0,40 |
0,20 |
0,35 |
8,37 |
0,96 |
|
Восточный Алан, 1 |
3011-3015 |
14 |
18,80 |
5,37 |
4,31 |
1,15 |
1,49 |
2,60 |
0,41 |
0,59 |
15,94 |
0,77 |
|
Новый Алан, 1 |
3037-3329 |
21 |
35,20 |
6,91 |
2,72 |
0,62 |
0,85 |
1,25 |
0,23 |
0,37 |
12,95 |
0,73 |
|
Гирсан, 1 |
3714-3850 |
3 |
25,14 |
1,69 |
0,31 |
0,10 |
0,10 |
0,14 |
0,05 |
0,04 |
2,43 |
1,00 |
|
Гирсан, 2 |
3642-3817 |
7 |
20,69 |
1,36 |
0,31 |
0,15 |
0,11 |
0,12 |
0,30 |
0,01 |
2,10 |
1,36 |
|
Бабагуль, 1 |
3220-3352 |
6 |
20,00 |
5,14 |
2,45 |
1,50 |
0,88 |
0,80 |
0,40 |
0,32 |
11,49 |
1,70 |
|
Сирли, 1 |
3608-3743 |
5 |
14,90 |
4,05 |
1,73 |
1,10 |
0,70 |
0,76 |
0,30 |
0,40 |
9,04 |
1,57 |
|
Зафар, 1 |
3487-3627 |
13 |
20,05 |
6,76 |
5,18 |
2,42 |
2,21 |
2,28 |
0,80 |
0,72 |
15,05 |
1,09 |
Таблица 3 Содержание сорбированных УВ в черных глинисто-карбонатных породах кушабской свиты верхнейюры, см3/кг
|
Площадь, скважина |
Глубина отбора керна, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зафар, 3 |
3492-3497 |
41,56 |
18,64 |
10,96 |
2,22 |
3,54 |
4,25 |
0,06 |
1,60 |
31,45 |
0,62 |
|
То же |
3596-3603 |
28,68 |
14,89 |
9,46 |
1,78 |
2,76 |
2,97 |
0,61 |
0,78 |
33,25 |
0,64 |
|
Бабагуль, 2 |
3249-3253 |
53,30 |
28,38 |
15,03 |
3,28 |
4,24 |
5,40 |
1,10 |
1,69 |
59,12 |
0,77 |
|
То же |
3241-3249 |
56,03 |
29,42 |
14,77 |
2,89 |
4,16 |
5,14 |
1,15 |
1,49 |
59,02 |
0,69 |
|
Кушаб, 1 |
2771-2777 |
65,24 |
43,63 |
23,63 |
4,45 |
6,18 |
8,34 |
1,90 |
2,81 |
90,94 |
0,71 |
|
То же |
2780-2785 |
57,52 |
35,97 |
19,87 |
3,68 |
6,15 |
7,02 |
1,69 |
2,71 |
77,09 |
0,60 |
|
Новый Алан |
3087-3001 |
81,58 |
37,92 |
24,27 |
5,17 |
8,19 |
9,84 |
2,29 |
3,74 |
91,42 |
0,63 |
|
То же |
3087-3091 |
54,27 |
35,10 |
25,35 |
5,24 |
8,18 |
8,54 |
2,09 |
3,49 |
87,89 |
0,63 |
Рис. 1. Схема расположения исследуемых площадей на Чарджоуской ступени.
а - выходы складчатого основания; тектонические нарушения: б - региональные, в - локальные; г - границы распространения карбонатных отложений; д - месторождения; е - площади: 1 - Западный Ходжи, 2 - Чандыр, 3 – Джанама, 4 - Кушаб, 5 - Умид, 6 - Капали, 7 - Новый Алан, 8 - Бабагуль, 9 - Восточный Алан, 10 - Зафар, 11 - Сирли, 12 - Гирсан; ж - граница зоны распространения АВПД
Рис. 2. График изменения содержания суммы ТУ (I), пропана (2) и отношения изобутана к н-бутану (3) в породах карбонатной формации верхней юры по профилю площадей Умид - Джанама - Чандар
