Специальные работы и исследования по прогнозу геологического разреза и прямым поискам

В разряд специальных работ и исследований по прогнозу геологического разреза месторождений (залежей) относят геохимические, гидрогеологические, гидрогеохимические методы, позволяющие выявить на поверхности земли и в приповерхностном атмосферном слое аномальные содержания углеводородов, а также геотермические и радиометрические исследования, позволяющие выявить физические константы, указывающие на наличие на глубине углеводородной залежи.

Прямые поиски проводят, начиная с картирования на поверхности нефти в виде асфальтовых озер, битумных корок и т.п., что хорошо фиксируется визуально, и кончая выходом на дневную поверхность эманаций углеводородов, что можно определить при постановке геохимических методов поиска.

Геохимические методы

Приоритет в использовании геохимических методов в качестве прямых при поиске месторождений (залежей) углеводородов принадлежит В. А. Соколову и М. Г. Гуревичу, которые еще в 1930 г. разработали методику и аппаратурное обеспечение регистрации в поверхностных условиях метана и более тяжелых углеводородов. В настоящее время разработан целый комплекс геохимических исследований, включающий: газогеохимические, геомикробиологические, битуминологические, литогеохимические, ртутнометрические и другие исследования. Ведущим в геохимическом поисковом комплексе является газовый (газометрический) метод, основанный на изучении качественного и количественного состава газов углеводородного состава, накапливающихся в перекрывающих залежь породах, подземной, почвенной, надземной атмосфере.

В настоящее время разработаны и применяются следующие геохимические методы поиска нефти и газа:

1. Снеговая и грунтовая геохимическая съемка.

Снеговая съемка основана на том, что снежный покров является адсорбентом для низших и средних УВ-газов, а также областью жизнедеятельности психрофилов – бактерий, живущих в снежном покрове и питающихся этими газами. Кроме того, считается, что в последний перед таянием снега зимний (весенний) месяц на снежном покрове появляется наст, задерживающий углеводородные эманации.

Грунтовая геохимическая съемка основана на отборе проб грунтов с определенной глубины для изучения содержаний и состава углеводородов на хроматографе. Одним из вариантов грунтовой геохимической съемки является сорбционный метод, когда в скважину помещают специальную капсулу сорбирующую углеводородные эманации.

Многочисленные углеводородные исследования конца XX - начала XXI века в приповерхностном слое Земли позволяют отметить, что наиболее информативными показателями при поисках залежей углеводородов являются данные о концентрации средних алканов (C₆H₁₄-C₁₀H₂₂) и ароматических углеводородов (C₆H₆-C₈H₁₀) в грунтах и в снежном покрове. Парообразные углеводороды (алканы и арены) обладают меньшей летучестью в отличие от газообразных (метана, этана, пропана, бутана), имеют меньший ореол рассеивания. Особенностью ароматических углеводородов (арены) является также то, что их появление связано с глубинным генезисом и не зависит от поверхностного загрязнения. Их практически не поглощают бактерии и другие микроорганизмы, питающиеся углеводородами.

2. Геохимическое опробование шлама буровых сейсморазведочных скважин.

Геохимическое опробование шлама неглубоких буровых сейсморазведочных скважин, является разновидностью грунтовой геохимической съемки. Здесь, принципиальным вопросом при проведении геохимического опробования является сама методика отбора проб. Например, при проведении геохимического опробования параллельно с сейсморазведочными работами, в мелких буровых скважинах подготовленных для взрыва, пробы грунта отбирались дважды: до взрыва скважины и по истечению определенного временного интервала. Методика пока в разработке – предварительные результаты дают интересные аномалии.

3. Геохимическое опробование почвенных горизонтов и рыхлых покровных образований по керну специализированных мелкометражных скважин.

Изучение связи аномальных содержаний микроэлементов (Mn, Mo, V, Hg, Ni, Co, W и др.) с периферийными частями залежей углеводородов, позволило выделить этот метод в разряд прямых методов поиска месторождений (залежей) углеводородов.

4. Атмогеохимические, и биогеохимические специализированные исследования.

Наличие в грунтовых и снежных пробах большого количества углеводородпоглощающих и углеводородокисляющих бактерий свидетельствует о наличии питательной среды, а значит о постоянном подтоке углеводородных газовых паров к земной поверхности.

Гидрогеохимические методы

Гидрогеохимический метод основан на связи ртутных эманаций, фосфора, йода, ароматических углеводородов (бензол, толуол, ксилол), аммония в водоносных горизонтах глубоких скважин с залежами углеводородов.

Геотермическая исследования

Термин «Геотермическая съемка» или «геотермосъемка» был принят Всесоюзной научно-технической конференцией (ноябрь 1972 г.) в г.Львове, где обсуждалась эффективность подготовки нефтегазоносных структур к поисковому бурению. В дальнейшем это направление получило признание, как один из рациональных методов прямых поисков залежей нефти и газа.

Теоретическим обоснованием работ является существование над месторождениями (залежами) углеводородов и по их периферии обширных субвертикальных ослабленных зон, обусловленных наложенными друг на друга системами различной трещиноватости, по которым осуществляется интенсивная вертикальная миграция углеводородов к земной поверхности. Данный перенос осуществляется диффузионно-фильтрационным путем. Углеводородные газы, достигая зоны аэрации (приповерхностный слой - 2÷3 м), окисляются при взаимодействии с сульфатными водами, озоном, образующимся за счет радиолиза и кислородом, поступающим из атмосферы. На эти химические реакции накладываются процессы биогенного окисления (за счет бактерий, поглощающих и окисляющих углеводороды и отмирающих, с последующим разложением). Все эти процессы идут с выделением тепла. Тепловой поток, поступающий к земной поверхности из недр, усиливается за счет тепломассопереноса по субвертикальным зонам разломов в 2-3 раза, образуя над залежами углеводородов контрастные тепловые аномалии.

Геотемпература верхней части земной коры зависит от внешних и внутренних факторов. Поверхность Земли, по сравнению с другими ее участками, характеризуется самыми высокими амплитудами периодических колебаний геотемпературы, связанными с солнечным излучением. Мощность солнечного излучения на поверхности Земли превышает мощность поступающих к поверхности тепловых потоков. Однако, влияние внешних колебаний геотемпературы убывает с глубиной, по мере удаления от поверхности Земли, по экспоненциальному закону. На определенной глубине, называемой глубиной «нейтрального геотемпературного слоя», влияние внешних источников тепла стремиться к нулю и становится незаметным. Залегающий выше «нейтрального» слой Земли представляет собой зону неисчезающих геотемпературных возмущений. Расчеты показали, что суточные колебания геотемпературы проникают в Землю до глубины 1 м, месячные – до 7 м, сезонные – до 15 м, годовые – до 20-25 м.

Поисковая тепловая съемка осуществляется путем измерения температуры грунтов в мелких скважинах. Бурение мелких (до 2 м) скважин проводится специальными бурами и занимает 10-15 минут. Монтаж термощупа устанавливается с максимально возможной точностью на выбранную глубину. Площадь производства работ разбивается на участки, каждый из которых выбирается с учетом однородности геоморфологических, литологических и географических условий. Обязательным условием является также одинаковая водонасыщенность грунтов. На практике получить такие условия однородности выбираемых участков довольно сложно. Поэтому, существует целая система геотемпературных поправок, исключающих влияние локальных отклонений от стандартных условий, характерных для выбранного участка.

В настоящее время создано и апробировано, в зависимости от геологической задачи, несколько модификаций геотермосъемки, которые отличаются сезоном проведения работ (весна, лето, осень, зима), глубиной установки тепловых датчиков (0,1 м, 0,5 м, 1,0 м, 1,5 м, 2,0 м), расстоянием между пикетами, частотой наблюдения параметра (1 раз/год, 2 раза/год, 5 раз/месяц, 12 раз/сутки и т.д.). Учитывая, что геотермосъемка не требует сложной обработки полученных полевых материалов, ее можно отнести к экспресс-методам. Первые данные геотермосъемки получают и обрабатывают в полевых условиях, а последующая обработка проводится в камеральных условиях, с применением комплекса компьютерных программ.

Радиометрические исследования

Впервые изучение гамма-активности пород у поверхности Земли в районе месторождения углеводородов было проведено в 1927 г. (Л.Б.Богоявленский). В дальнейшем, развитие этого метода было использовано при поисковых работах на нефть и газ. Наибольшее распространение этот метод получил в период расцвета массовых поисков радиоактивных руд по естественному гамма-излучению, возникающему при распаде радиоактивных элементов, находящихся в горных породах.

Основанием применения радиометрических исследований для поиска нефти и газа послужил тот факт, что над нефтяными месторождениями (залежами) значения гамма-радиоактивности меньше, чем фоновые, в то же время на периферии залежи наблюдаются повышенные значения. Получаемые аномалии имеют вид кольцевого эффекта. Этот эффект обусловлен тем, что при поступлении к земной поверхности углеводородные газы образуют ионообменный слой (пленку). При перенасыщении этого ионообменного слоя радиоактивные и редкие элементы (уран, торий, радий, калий, и др.) выщелачиваются, создавая пониженный радиоактивный фон, что и фиксируется впоследствии при гамма-поисковых съемках.

Среди радиометрических методов, основанных на измерении естественной радиоактивности, наиболее широко применяется полевой гамма-метод (ГМ) из-за большой проникающей способности гамма-излучения. В гамма-методе регистрируется суммарное гамма-излучение всех радиоактивных изотопов или раздельно определяются уран, торий, калий на основе анализа энергетического спектра гамма-излучения. Суммарное гамма-излучение урана, тория, калия изучают с использованием радиометров, раздельное по энергетическим спектрам – спектрометрами. Для измерения альфа-излучения радиоактивных газов радона в подпочвенном воздухе и пробах воды (лабораторный метод) применяют эманационный метод (ЭМ).

Гамма-съемку выполняют радиометрами СРП-68-01, СРП-68-02, СРП-68-03, используют скважинные датчики ЩД-26, ЩД-28. Иногда используют прибор ПРН.4-01, позволяющий ослабить или скомпенсировать фоновое излучение, а также ДРГ-01-Т1 (микропроцессорный радиометр-дозиметр).

Важным этапом обработки материалов является комплексирование углеводородно-геохимических полей с результатами геологической, геоморфологической съемок, с данными геодинамической интерпретации (переинтерпретации) результатов сейсморазведочных работ, с данными гравиметрических, электроразведочных работ и данными ГИС (при их наличии).

Дата добавления: 2014-10-10; просмотров: 311; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!