История развития геохимических методов

gidro Геохимические методы поисков нефти и газа были разработаны в 30-е годы профессором В.А. Соколовым /11/. По мнению самого В.А. Соколова, причинами возникновения нового направления в методологии поисков нефти и газа послужили два обстоятельства:

  • невысокая эффективность работ, опирающихся на принципы структурной теории и направленных на поиски возможного вместилища нефти и газа, а не на поиски их залежей;
  • наличие в природе стратиграфических залежей (залежей неструктурного типа), которые часто со структурами не связаны вообще и не могут быть обнаружены методами, направленными на поиски структур.

Основой для разработки геохимических методов поисков нефти и газа послужило представление о субвертикальной миграции углеводородов из залежи к поверхности Земли и формировании над залежами, в том числе и в приповерхностных отложениях, геохимических аномалий за счет влияния мигрирующих углеводородов.

До 70-х годов считалось, что основную роль в миграции углеводородов из залежи к поверхности Земли и в формировании геохимических аномалий играют диффузионные процессы. Однако первые же попытки применения геохимических методов для контроля герметичности подземных хранилищ газа показали, что аномальные концентрации метана и его гомологов появляются в приповерхностных отложениях уже через 1-3 месяца после закачки газа в подземное хранилище на глубину 800-1200м. Аналогично, после начала отбора газа из хранилища, размеры аномальных полей постепенно сокращаются вплоть до полного исчезновения через 2-3 месяца. Так как для достижения поверхности Земли с глубины 800м за счет диффузии углеводородам потребовались бы многие миллионы лет, то работы над газохранилищами показали, что основную роль в формировании геохимических аномалий над залежами углеводородов играют не процессы диффузии, а процессы фильтрации углеводородов по микротрещинам /1, 2, 3, 8, 10, 12/.

Углеводороды, мигрирующие из залежи к поверхности земли, оказывают чувствительное влияние на состав и физико-химические свойства пород, перекрывающих залежь. Концентрация углеводородов в породах, пластовых водах и поровых газах над залежью значительно выше, чем в породах за пределами залежи. Кроме того, за счет окисления части мигрирующих углеводородов происходит восстановление пород, в результате чего образуются новые минералы и меняется подвижность химических элементов, что в свою очередь приводит к изменениям электропроводности, поляризуемости, плотности и других свойств пород.

Над залежью в породах и водах развиваются микроорганизмы, окисляющие углеводороды. Из сказанного видно, что за счет влияния углеводородов породы приобретают аномальные (отличные от остальных) свойства и состав. На изучении этих свойств с целью выявления участков с аномальными показателями направлены геохимические поиски нефти и газа.

Геохимические поиски нефти и газа включают целый ряд методов, отличающихся:

  • по виду объекта исследований - снежный покров, воды (поверхностные, приповерхностные и пластовые), породы (поверхностные, приповерхностные и залегающие на разной глубине от поверхности земли) и газы атмосферы и литосферы,
  • по определяемым геохимическим параметрам - содержание и состав сорбированных углеводородов; содержание характерных вторичных минералов; содержание некоторых макро- и микроэлементов; присутствие и количество специфических микроорганизмов, способных ассимилировать углеводороды; величины окислительно-восстановительного потенциала и показателя концентрации водородных ионов и др.

Указанные методы часто комплексируют с детальной гравиоразведкой, электроразведкой, геоморфологическими исследованиями, термометрией и другими методами.

Важным событием в истории развития геохимических методов поисков нефти и газа была разработка теории геохимических полей /11/.

История применения геохимических методов в бывшем СССР характеризуется чередованием периодов широкого внедрения в производство и периодов почти полного сворачивания работ из-за неопределенности результатов /8, 10, 12/.

Основной причиной неудач при опробовании геохимических методов поисков залежей нефти и газа в довоенные годы и в первые годы после Великой Отечественной войны являлось отсутствие аналитического оборудования достаточной чувствительности. После широкого внедрения газохроматографических методов анализа эта причина отпала.

Дальнейшие неудачи, начиная с 60-х годов, были связаны, по нашему мнению, в основном с тем, что геохимические исследования велись преимущественно научно-исследовательскими учреждениями, которые в большинстве случаев территориально и организационно были оторваны от производственных организаций, выполняющих полевые работы (отбор проб).

Отбирались, транспортировались и хранились пробы, во многих случаях, с нарушением технологии и, самое главное, с нарушением сроков хранения проб до анализа, которые очень ограничены и в теплый период составляют 5-7 дней. При более длительном хранении проб процессы разрушения углеводородов микроорганизмами могут полностью исказить характер их первоначального распределения.

За рубежом наблюдается устойчивая тенденция постоянного нарастания объемов геохимических исследований с целью поисков нефти и газа. Перед войной и в первые послевоенные десятилетия геохимические методы применяли преимущественно для разбраковки выявленных сейсморазведкой локальных объектов перед постановкой на них глубокого бурения, что позволяло повысить эффективность работ в 2-3 раза. В США за период с 1942 по 1957 г. из 98 значительных месторождений нефти и газа 25 были обнаружены с применением геохимических методов поисков (Horvitz L., 1969). Благодаря применению геохимических методов, были открыты многие месторождения, связанные с ловушками неструктурного типа. В последние десятилетия, в связи со значительным ростом стоимости сейсморазведочных работ, на многих территориях в США, Канаде и др. странах геохимические исследования начали проводить перед постановкой сейсморазведочных /13/. В этом случае сейсморазведку ставят только на тех участках, которые по данным геохимических работ были выделены, как перспективные. Это позволяет значительно уменьшить стоимость работ, так как геохимические исследования в 10-50 раз дешевле сейсморазведочных.

Лидером геохимических исcледований в США является фирма Exploration Technologies, Inc. Ниже приведен пример применения геохимической съемки для оценки перспектив нефтегазоносности этой фирмы. На месторождении Moore -Johnson в Канзасе продукция была получена только в трех скважинах (рис. 1-а). Нефтяная компания заказала геохимическую съемку фирме Exploration Technologies , Inc. Точки отбора геохимических проб показаны на том же рис. 1-а. Результаты геохимической съемки приведены на рис. 1-б. Необходимо учитывать, что точность проведения контуров геохимических аномалий равна половине расстояния между точками отбора геохимических проб. Результаты бурения скважин нефтяной компанией, заказавшей геохимическую съемку, показаны на рис. 1-в. Видно, что все скважины, пробуренные на геохимических аномалиях, дали притоки нефти. Интересно, что продуктивной оказалась скважина, пробуренная даже в пределах аномалии очень маленького размера (северо-западная часть площади геохимической съемки). Скважины других нефтяных компаний, не имеющих доступа к результатам геохимической съемки, были пробурены за пределами геохимических аномалий и оказались не продуктивными (рис. 1-в). Анализ эффективности геохимических работ за рубежом показывает, что отрицательная оценка перспектив нефтегазоносности локальных объектов по результатам геохимических исследований подтверждается на 100%, а положительная - на 60-80%.

risgl6

Рис. 1. Результаты геохимической съемки фирмы Exploration Technologies, Inc. и бурения поисковых скважин.

Яндекс.Метрика