Палеогидрогеологические исследования при поисках залежей углеводородов

Палеогидрогеотермия

Процессы формирования химического состава водных растворов во многом определяются температурным режимом недр. Знание геотермических условий, существовавших на отдельных этапах геологической истории района, имеет существенное значение для нефтегазовой геологии, в первую очередь для выявления зон нефтегазообразования и определения направления миграции флюидов, в том числе УВ.

Для нефтегазовой геологии важное значение имеют данные о максимальных температурах, существовавших на различных этапах развития изучаемого комплекса, позволяющие судить о степени преобразования ОВ и фазовом состоянии УВ.

Ю. А. Висковским (1984) в основу палеогеотермических реконструкций в осадочных бассейнах положены выявленные закономерности распределения температуры в разновозрастных регионах, рассматриваемые на фоне особенностей геологического развития. Исходя из того, что геотермические параметры в осадочном бассейне зависят от глубины залегания фундамента, времени его консолидации, а также времени завершения основного прогибания и осадконакопления в бассейне, выделены четыре группы регионов, для которых характерны общие закономерности в распределении температур, отраженные на типовых графиках зависимости температуры поверхности фундамента от глубины его залегания. Полученные зависимости используются для воссоздания палеотемператур конкретного осадочного бассейна, а также конкретной осадочной толщи к концу ее формирования.

А. М. Никаноров и Э. С. Сианнисян проводили палеогидрогеотермические и палеогидрогеохимические реконструкции по материалам состава газово-жидких включений. Сведения о их составе позволяют судить о температуре и минерализации водных растворов. Однако следует учитывать, что нередко диапазон изменения как минерализации, так и температуры вод при образовании газово-жидких включений бывает очень велик. Это снижает эффективность использования данного метода.

Существуют и другие методы определения палеотемпературы: метод И.И. Амосова, базирующийся на зависимости отражающей способности витринита от температуры; метод В. Дислера, основанный на определении температуры древних водных растворов по составу травертинов, и т.д.

Процессы генерации и аккумуляции УВ в осадочных бассейна земной коры контролируются комплексом геологических и палеогидрогеологических факторов. На элизионных этапах гидрогеологической истории в природных водонапорных системах геостатического типа под действием неравномерного прогибания и уплотнения осадков движение флюидов происходит с относительно не большими скоростями при низкой окисляющей активности литосферных вод. Компрессия осадков, сопровождающаяся элизионным водообменом, обусловливает эмиграцию УВ из нефтегазопроизводящих толщ и поступление их в коллекторы. Восстановительный характер водных растворов препятствует химической деструкции УВ и способствует продолжению процессов их генерации. На инфильтрационных этапах в результате инфильтрации атмогенных вод в нефтегазоводоносные толщи в последних происходит деструкция УВ или переформирование залежей как следствие изменения структурного плана и гидродинамических условий. Поэтому при сравнительной оценке перспектив нефтегазоносности необходимо учитывать интенсивность водообмена на всех этапах. Интенсивность элизионного водообмена особенно важно учитывать после времени формирования ловушки. В этом случае, чем больше величина ПИЭВ, тем выше следует оценивать перспективы нсфтегазоносности изучаемого комплекса. Необходимо также учитывать абсолютную и относительную длительность ипфильтрационных этапов в гидрогеологической истории района или комплекса после образования залежей, а также показатель интенсивности инфильтрационного водообмена на этапах, следовавших за временем образования залежей.

В качестве ориентировочного критерия для сравнения различных районов может служить коэффициент, представляющий собой отношение суммы времени элизионных этапов к сумме времени инфильтрационных этапов в истории изучаемого комплекса осадков. Чем продолжительнее элизионные и более кратковремепим инфильтрационные этапы, тем этот коэффициент больше по своему числовому значению, а следовательно, и более благоприятен (при прочих равных факторах) условия для формирования и консервации залежей нефти и газа.

При оценке перспектив нефтегазоносности существенное значение имеет определение масштабов разгрузки вод во времени. Это позволяет судить о гидрогеологической раскрытости недр, возможной утечке УВ из нефтегазоводоносных комплексов, о переформировании залежей, а также о степени сохранности залежей нефти и газа на различных этапах гидрогеологической истории.

Палеогидрогеодинамические реконструкции на элизионных этапах гидрогеологической истории позволяют воссоздавать пространственное положение зон генерации и аккумуляции нефти и газов. При этом в осадочном бассейне области прогибания и накопления осадков (палеопьезомаксимумы) рассматриваются как зоны нефтегазообразования, в которых происходит генерация УВ, а области относительных поднятий, где давление ниже и куда вследствие этого направлено движение флюидов (палеопьезоминимумы), относятся к зонам нефтегазонакопления.

Воссоздание гидрогеодинамических условий для каждого этапа развития комплекса на основе периодизации гидрогеологической истории позволяет установить унаследованность пространственного положения зон нефтегазообразования и нефтегазонакопления или определить их смещение в плане и во времени.

Палеогидрогеологические реконструкции, являясь составной частью комплекса геологических и гидрогеологических исследований осадочных бассейнов, дают возможность сравнительной оценки перспектив нефтегазоносности отдельных частей изучаемой территории (акватории). Такой подход был осуществлен, например, 10. В. Самсоновым, С.Б. Вагиным и др. (1986) при оценке перспектив нефтегазоносности вендско-кембрийских отложений в пределах юга Сибирской платформы. Этими исследователями выполнен анализ развития палеоструктурного плана и на его основе реконструировано изменение палеогидрогеодинамических условий в непско-тирском нефтегазоносном комплексе. В пределах распространения пластов-коллекторов выделены территории различной степени перспективности: первой, второй, третьей, а также малоперспективные и бесперспективные. При этом к перспективным территориям первой степени отнесены области полного совпадения замкнутых контуров положительных современных и палеоструктур, унаследование развивавшихся в течение элизионного этапа и не расформировавшихся в послекембрийское время на инфильтрационном этапе. Это области устойчивых пьезоминимумов. К перспективным территориям второй степени отнесены промежуточные зоны между областями устойчивых палеопьезоминимумов и палеопьезомаксимумов. Перспективные территории третьей степени выделены в зонах устойчивого литогенного режима на элизионных этапах. Они соответствуют участкам унаследовано развивавшихся палеопьезомаксимумов, не испытавших на инфильтрационных этапах существенного влияния гипергенных процессов. Малоперспективные территории совпадают с участками значительных структурных перестроек и примыкаю: непосредственно к бесперспективным. Бесперспективные участки приурочены к зонам интенсивного древнего инфильтрационного водообмена и принадлежат окраинным частям платформы.