К оглавлению

УДК 553.98.550.845(571.53)

Битумоиды подземных рассолов месторождений нефти и газа Непско-Ботуобинской антеклизы

В.И. ВОЖОВ, В.П. ДАНИЛОВА, А.Е. КОНТОРОВИЧ (Сибгео)

В связи с изучением масштабов миграции нефти вместе с водой и разработкой прямых гидрогеохимических методов прогноза нефтеносности в СНИИГГиМСе около 15 лет проводятся исследования по геохимии битумоидов в водах нефтегазоносных бассейне (аквабитумоидов - АБ) [3]. Разработана оригинальная методика их выделения, анализа и изучены закономерности распределения АБ в водах. В результате была экспериментально подтверждена возможность миграции битумоидов с водами в огромных масштабах, причем не только УВ, но и асфальтенов и смол. Одновременно удалось установить, что наряду с АБ, характеризующими региональный фон первичной миграции, выделенными в так называемую первую генетическую совокупность, широко распространены вторично миграционные АБ, связанные с эмиграцией нефти из залежей (вторая генетическая совокупность), что позволило предложить новый гидрогеохимический метод поисков скоплений нефти.

Не меньшее значение для разведки месторождений представляет изучение геохимии АБ в Лено-Тунгусской НГП - регионе с резко отличной гидрогеологической обстановкой и древнейшими нефтегазоносными резервуарами. В ее южной и центральной частях выявлены региональные гидрогеодинамические, геотермические и гидрогеохимические закономерности, установлены особенности распределения в основных нефтегазоводоносных комплексах ароматических УВ, кислородсодержащих органических соединений и Сорг, показана принципиальная возможность регионального и локального прогноза нефтегазоносности в различных термобарических и гидрогеологических условиях [1, 2, 4].

Наиболее благоприятным объектом геохимического изучения АБ является Непско-Ботуобинская антеклиза, где в последнее десятилетие открыто большое число газонефтяных месторождений в отложениях венда - нижнего кембрия. По наиболее изученным из них выявлены термобарические условия и гидрогеохимические закономерности. Изучение растворенных в законтурных рассолах ароматических УВ, кислородсодержащих органических соединений и Сорг позволило выявить влияние геотермического режима и типа залежи УВ на содержание и соотношение растворенных в рассолах ОВ и рекомендовать использовать эти критерии для поисков скоплений нефти и газа (1,4].

Пробы представлены рассолами и водами с минерализацией от 8 до 424 г/л различного состава и генезиса, отобранными на устье при самоизливе, промывке скважин и в процессе откачек. Воды и рассолы выщелачивания, свойственные, как правило, горизонтам надсолевого кембрия, обладают наименьшей минерализацией и хлоридно-натриевым составом. Исключение составляет усть-кутский горизонт, из которого получен крепкий рассол хлоридно-натриевого состава на Усть-Икской площади. Вендские и нижнекембрийские рассолы (усольская свита), в большинстве своем высококонцентрированные хлоридные кальциевые, представляют собой седиментогенную весьма интенсивно метаморфизованную рапу (табл. 1).

Местоположение опробованных скважин на территории Непско-Ботуобинской антеклизы показано на рис. 1.

Рассмотрим особенности состава и концентрации АБ в изученных пробах. В северо-восточной части Непско-Ботуобинской антеклизы на Вилюйско-Джербинском месторождении при испытании нижней части вилючанского горизонта в скв. 649 получен приток рассолов дебитом 158 м3/сут с минерализацией 384 г/л. Скважина вскрыла газоносный пласт, но испытанный интервал находится более чем на 100 м ниже ГВК. Воды содержат 12 мг/л битумоидов, в которых на долю углерода приходится 79,3, серы - 0,9, остальных гетероэлементов (N+O) - 7,9 %. В групповом составе УВ 47,5, смол 41,6, а асфальтенов 10,9 %. Соотношение насыщенных и нафтеноароматических УВ равно 23 (табл. 2).

По концентрации в воде и составу этот битумоид следует рассматривать как дальний ореол рассеивания скоплений УВ, что позволяет предполагать наличие у залежи в вилючанском горизонте нефтяной оторочки.

В южной части антеклизы, на Аянской площади, проба воды отобрана в скв. 53 из ярактинского горизонта на 10 м ниже ВНК (интервал 2692-2681 м). Концентрация битумоида в этой воде невелика (26,7 мг/л), причем соотношение хлороформенного и изобутилового экстрактов равно 1,2. Однако элементный состав битумоида (С - 80,7, N+O - 6,2 %), невысокое содержание в нем асфальтенов (8,8) и смол (25,4) и резкое преобладание УВ (65,8 %), в составе которых насыщенных соединений в 2 раза больше, чем нафтеноароматических, и низкая конденсированность аренов указывают на формирование состава битумоида в результате рассеивания нефти из залежи.

В центральной части антеклизы, на Даниловском месторождении, залежи УВ приурочены к карбонатам усть-кутского горизонта и терригенному комплексу венда. В скв. 10 на этой площади проба рассола отобрана на устье при самоизливе из терригенных отложений венда и верхов фундамента. Содержание битумоида в воде довольно высокое - 77,59 мг/л, в нем преобладает изобутиловый экстракт(51,6 мг/л), хлороформенного же всего25,97 мг/л. Они резко различны по составу: первый содержит 50,8 % углерода, второй -84,8 %. В групповом составе АБ доминируют гетероциклические соединения: 47,4смол и 20,5 % асфальтенов. УВ в этом АБ немного, но соотношение насыщенных соединений и аренов достаточно высокое (2,2).Среди н-алканов превалируют C17. Конденсированность аренов низкая. Скорее всего, этот АБ смешанный, со значительной примесью УВ, рассеявшихся из залежи.

Из усть-кутского горизонта изучена проба рассола, отобранная в Усть-Икской скв. 138, интервал 1988-2000 м. Содержание АБ 38,8 мг/л, причем хлороформенный экстракт имеет концентрацию чуть меньшую, чем изобутиловый. Их соотношение равно 0,77. Резко различаются эти экстракты и по элементному составу: хлороформенный содержит углерода 82,9, а изобутиловый - 72,5 %. В групповом составе битумоида доминируют УВ (61,4 %). Соотношение насыщенных и нафтеноароматических УВ равно 3. На долю смол и асфальтенов приходится 26,8 и 11,8 % массы АБ. Среди н-алканов преобладают С19 (11 %), конденсированность аренов очень низкая. Би-, три- и тетрациклические ароматические ядра составляют 10,1 %. Интересно отметить, что в керне по результатам его просмотра под люминесцентной лампой в интервале 1941,5-1970 м, т. е. выше интервала, с которым связан перелив воды, фиксируется нефтенасыщение.

Из горизонтов карбонатно-соленосных отложений кембрия изучены две пробы воды. Одна отобрана на Среднеботуобинском нефтегазовом месторождении из осинского горизонта в скв. 51 (интервал 1488-1581 м). Проба взята при обратной промывке на устье. Из этого же горизонта на месторождении получены притоки нефти и газа. Проба рассола содержит 366 мг/л АБ, причем на хлороформенный экстракт приходится 352,6 мг/л. В составе битумоида С 81,2 %, серы 2,6 и N+O 4,2. Асфальтены составляют 11,1 % массы АБ, смолы - 38,5 и УВ - 50,4 %; на долю насыщенных приходится 72,9, нафтеноароматических 27,1 %. Среди н-алканов преобладают С18 (11 %). Конденсированность аренов низкая.

Существенно иной состав имеет битумоид рассола, отобранного из атовского и христофоровского горизонтов карбонатно-соленосных отложений бельской свиты нижнего кембрия в Ербогаченской скв. 200. По элементному и групповому составу видно, что в нем превалируют гетероциклические соединения (см. табл. 2). Асфальтены содержатся в битумоиде в количестве 26,2, смолы - 65,8 %. УВ в общей массе АБ составляют всего 8 %, причем насыщенные преобладают. Весьма своеобразен состав н-алканов этого битумоида. В нем в максимальных концентрациях содержатся С18 (8,7), С25 (6,6) и С29 (6,5 %). Этот АБ характеризует региональный фон первичной миграции.

На Даниловском месторождении две пробы воды изучены из верхней части карбонатно-соленосного разреза: одна отобрана в скв. 4 при самоизливе из отложений ангарской свиты, вторая в скв. 3 при переливе на устье из пород литвинцевской свиты. В обоих случаях содержание АБ составляет 2-3 мг/л и битумоиды характеризуются повышенным содержанием углерода в хлороформенном экстракте: первый - 77, второй - 80,9 %. Битумоид из ангарской свиты включает 55,2 % УВ, 26 смол и 18,8 асфальтенов. Литвинцевский АБ при более алифатичном составе хлороформенного экстракта в битумоиде в целом состоит из УВ (12,6), смол (59,7) и асфальтенов (27,7%). Если в первом АБ соотношение насыщенных УВ и аренов близко к единице, то во втором равно 3,2.

Состав АБ из ангарской свиты свидетельствует о вторичной миграции УВ из нижележащих залежей. Однозначное суждение о генезисе битумоида из литвинцевской свиты сделать трудно. Нельзя исключать наличие в нем небольшой примеси вторично миграционного АБ.

На севере антеклизы в колонковой скважине, пробуренной вблизи Иреляхского месторождения за пять лет до его открытия, отобрана проба воды с глубины 300 м из метегерского горизонта трещинно-каверновых известняков и доломитов среднего кембрия. Рассол содержит 38,6 мг/л битумоидов, из них 36,3 мг/л составляет хлороформенный экстракт (см. табл. 2), в котором С 82,3 % и (N+O) 4,6. Изобутиловый экстракт значительно богаче гетероэлементами (22,6), содержание углерода в битумоиде 64,9 %. На непосредственный контакт воды с нефтяной залежью указывает и групповой состав битумоида: УВ - 76,5 %, смол - 21,6 и асфальтенов - 1,9. Среди УВ на долю насыщенных приходится 62 %, в составе н-алканов в максимальной концентрации (8,5 % на сумму УВ нормального строения) зафиксированы С25. В изоциклоалифатических УВ доминируют изоалканы (33,3), далее следуют би- (21,8) и моноцикланы (18,8 %). В целом роль полицикланов весьма значительна. Конденсированность аренов невелика, на би-, три- и тетрациклические ядра приходится 10 % фракции (рис. 2). Таким образом, в Непско-Ботуобинской антеклизе в водах отчетливо фиксируется наличие двух генетических совокупностей битумоидов. Первая характеризует, как и в Западной Сибири, региональный фон первичной миграции, а вторая - ореолы рассеивания УВ из залежей, причем эти ореолы отмечаются выше залежей вверх по разрезу (Даниловская площадь) и ниже их на десятки метров (Вилюйско-Джербинская площадь; см. рис. 2).

С учетом недостаточной точности сейсморазведки и большого количества залежей, приуроченных к ловушкам неантиклинального типа, следует рекомендовать шире использовать на стадии поисковых работ прямые гидрогеохимические методы, в частности изучать концентрации и состав АБ. Для повышения надежности рекомендации необходим качественный отбор проб воды. Между тем, в практике бурения параметрических и поисковых скважин в Лено-Тунгусской НГП испытание скважин в колонне - явление крайне редкое. Представляется, что экономия труб и времени испытания объектов дают значительно меньший эффект, чем убытки в результате недополучения особо ценной информации о продуктивности разреза.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.      Вожов В.И. Гидрогеологические условия месторождений нефти и газа Сибирской платформы.- М.: Недра.- 1987.

2.      Геология нефти и газа Сибирской платформы / А.С. Анциферов, В.Е. Бакин, И.П. Варламов и др.- М.: Недра.- 1981.

3.      Данилова В.П., Конторович А.Э. Рациональный комплекс методов анализа водорастворенного органического вещества // В кн.: Рассеянное органическое вещество горных пород и методы его изучения. - Новосибирск.- 1977.- С. 108- 119.

4.      Основы прогноза нефтегазоносности Сибирской платформы по комплексу водорастворенных органических веществ / В.И. Вожов, А.С. Зингер, Г.С. Долгова и др. // В кн.: Геохимические и гидрогеологические предпосылки поисков нефти и газа в Сибири. - Новосибирск.- 1983.- С. 108-119.

 

Таблица 1 Условия отбора проб рассолов и вод из горизонтов венда и кембрия Непско-Ботуобинской антеклизы

Номер пробы (см. рис. 1)

Площадь

Номер скважины

Интервал отбора, м

Горизонт

Условия отбора керна

Минерализация, г/л

1

Вилюйско-Джербинская

649

2588-2600

Вилючанский

При промывке на устье

378

2

Даниловская

10

1982-1984 2002-2298

Верхнечонский

На устье при снижении уровня

325

3

Аянская

53

2699-2689

Ярактинский

На устье при промывке

387

4

Усть-Икская

186

1988-2000

Усть-Кутский

На устье при переливе

424

5

Ербогаченская

200

1201 - 1689

Атовский, христофоровский

На устье при отдувке

295

6

Среднеботуобинская

51

1488-1581

Осинский

На устье при обратной промывке

343

7

Мирнинская

3

300

Мегерский

На устье при откачке

86

8

Даниловская

3

282-242

Келорский

На устье при самоизливе

8

9

»

4

580

Бильчирский

То же

61

 

Таблица 2 Характеристика АБ Непско-Ботуобинской антеклизы

Номер пробы (см. рис. 1)

Выход битумоида, мг/л

Элементный состав, %

Групповой состав, %

Смолы

Асфальтеновые компоненты

АБХЛ

АБИ-Б

С

H

S

O+N

Me-Nn

Nn-Ar

бензольные

спиртобензольные

1

5,44

6,59

79,32

11,87

0,88

7,93

35,55

11,94

13,59

28,05

10,85

2

25,97

51,62

62,12

9,93

1,68

26,97

22,13

10,00

5,19

42,21

20,47

3

14,30

12,35

80,66

12,18

0,93

6,23

44,92

20,92

11,16

14,24

8,76

4

16,93

21,90

63,88

9,41

2,00

24,71

45,87

15,56

6,54

20,25

11,78

5

10,93

12,85

77,04

12,32

2,12

8,52

5,53

2,48

4,14

61,66

26,19

6

352,63

13,25

81,25

11,98

2,58

4,19

13,64

36,75

15,60

22,88

11,14

7

36,28

2,27

80,67

12,36

0,70

6,27

47,42

29,09

8,73

12,91

1,85

8

3,08

2,42

62,05

9,63

3,52

24,80

28,21

26,96

12,22

13,79

18,81

9

2,25

1,10

-

-

-

-

9,57

3,02

11,59

48,11

27,71

Me-Nn - метанонафтеновые УВ, Nn-Аr - нафтеноароматические УВ.

 

Рис. 1. Схема расположения опробованных скважин.

Границы: а-Непско-Ботуобинской антеклизы, б - структур первого порядка. Опробованные скважины: 1 - Вилюйско-Джербинская 649, 2 - Даниловская 10, 3-Аянская 53, 4 - Усть-Икская 186, 5 - Ербогаченская 200, 6-Среднеботуобинская 51,7 - Мирнинская 3,8 - Даниловская 3, 9 - Даниловская 4. Месторождения нефтегазовые и газонефтяные: I - Иреляхское; II - Среднеботуобннское и Таас-Юряхское; III - Верхневилючанское; IV - Вилюйско-Джербинское; V - Верхнечонское; VI - Даниловское; VII - Дулисьминское; VIII - Аянское и Ярактннское; IX - Марковское. А - Непский свод, Б - Мирнинский выступ

 

Рис. 2. Групповой и углеводородный состав АБ в отложениях венда и кембрия Непско-Ботуобинской антеклизы:

I - АБ первой совокупности, Ербогаченская скв. 200, 1201 -1689 м, бельская свита; II - смешанный АБ, Вилюйско-Джербинская скв. 649, 2588-2600 м, бочугунорская свита; III-АБ второй совокупности, Усть-Икская скв. 186, 1988-2000 м, даниловская свита. А - групповой состав, Б - распределение н-алканов, В - структурный состав аренов. 1 - метано-нафтеновые УВ, 2 - нефтеноароматическне УВ, 3 - бензольные смолы, 4 - спиртобензольные смолы, 5 - асфальтены. а - фенантрены, б - антрацены, в - хризены, г - пирены