Введение к работе
Актуальность проблемы. В современных условиях наблюдается уменьшение открытий крупных месторождений нефти, и возрастающее значение имеют поиски нефтегазовых скоплений, связанных с разнообразными формами литологического, стратиграфического и тектонического экранирования, а также с фундаментом платформ.
Наименее изученными в южном регионе России долгое время оставались нефтегазоносность и гидрогеологические условия в краевых частях провинций. Особая роль отводится оценкам перспектив нефтегазоносное, базирующимся на использовании новейших достижений геологической науки. Комплексное изучение коллекторов и их насыщающих флюидов, прогноз пористости,'проницаемости, характера насыщения коллектора' являются актуальной проблемой. Выполненное нами исследованиероли динамокатагенеза можно использовать для 'практической реализации для повышения эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ.
Особый подход требуется в оценке роли воды. Необходимо отказаться от сложившегося стереотипа, когда специалисты — не4>тяники рассматривали воду только как критерий возможной нефтегазоноснос-ти. Воду следует оценивать и изучать как гидроминеральное сырье, как бальнеологический ресурс, как возможный источник получения гидротермальной энергии. Необходимо оценивать также ресурсы углеводородных (УВ) газов, растворенных в воде, с целью возможного их извлечения. Горные породы в диссертации рассматриваются не только как Коллекторы, содержащие залежи нефти и газа, но и как объекты для создания подземных хранилищ газа.
Отдельные проблемы, затронутые в диссертации, изучались в рамках работы по грантам РФФИ № 00-15-98603 4 Ведущие школы России».
Таким образом, изучение гидрогеологических условий и перспектив нефтегазоносное южных регионов Российской Федерации является актуальным как с теоретической так и с практической* точки зрения. Актуальна также разработка новых методов для исследования гидрогеологических условий. Поэтому в диссертации определены сле-'дуйЩйе объекты, предмет, цели и задачи исследования.
Цель и задачи исследований. Основная цель работы -совер-шёнствоваЦиё теории прогноза нефтегазоносное на основе изучения закономерностей распределения пластовых давлёний.'т'ё'мператур, химического состава подземных вод, спободных и водорастворе'нных газов, рассеянного органического вещества, (Г1(ДЩ!,'^^га^яЩи5^ем0СТИ
БИБЛИОТЕКА !
пород, хронобаротермических условий в различных геодинамических условиях на примере краевых частей Северо-Кавказской нефтегазоносной провинции и Северо-Донбасского нефтегазоносного района (НГР).
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
-
Выявление геотермических, гидрогеодинамических, гидрогеохи-мических, газогидрогеохимических особенностей в нефтегазоносных бассейнах различного типа.
-
Выявление закономерностей изменения коллекторских свойств породе нефтегазоносных бассейнах различной степени динамической возбужденности.
-
Установление гидрогеологических закономерностей распределения нефтегазоносности на примере бассейнов различной степени
: динамической возбужденности на юге России1. : 4. Усовершенствование палеогидрогеологического анализа бассейнов с использованием конкрецйонйого и хронобаротермических методов. 5. Применение хронобаротермического метода для анализа гидрогеологической эволюции Припятско-Днепровско-Донецкой палео-рифтовой системы.
Методы исследования. Для достижения поставленной цели и решения порождаемых ею задач была использована концепция о роли геодинамики в формировании геофлгоидодинамических систем. Использован комплекс методов гидрогеологии и нефтегазовой геологии, включающий легальное изучение истории геологического развития, вещественного состава, пластовых давлений и температур, химического состава подземных вод, водорастворенных газов, нефтей, коллекторских свойств' пород в сочетании с методами экспертного оценивания, статистического описания объектов. Наряду с традиционными геологическими применены методы математического, физического, физикохимического моделирования, теории вероятности, факторного анализа.
Научная новизна выполненных исследований. К основным научным результатам можно отнести следующие.
Осуществлен сравнительный анализ геотермических, гидрогеодинамических, гидрогеохимических, газогидрогеохимических условий зоны катагенеза в трех районах с различной геодинамической историей.
Выявлена приуроченность месторождений УВ газов к зоне замедленного водообмена. , -,.
Установлено, что вертикальные перемещения флюидов являются основными. Горизонтальная составляющая движения для бассейнов . возбужденных (III ) и интенсивно возбужденных (1Уд) типов не имеет существенного значения.
Разработан хронобаротермический метод прогноза концентраций редких элементов в водах и рассолах зоны катагенеза; разработан хронобаротермический метод прогноза пористости и проницаемости карбонатных и террип иных коллекторов.
Выполнен сравнительный анализ изменения коллекторских свойств в гидрогеологических бассейнах с различной степенью геодинамической возбужденности.
Составляющими перечисленных основных результатов являются:
— обоснование роли геотермических условий в определении нефте-
газоносности для трех различных районов;
.,, — разработки выявленной связи месторождений У В газов с зоной замедленного водообмена;
принципы и методы определения приуроченности залежей УВ к определенным гидрогеохимическим условиям;
сопоставления перемещения (вертикального и горизонтального) флюидов для определения и х значимости;
итоги сравнительного анализа изменения коллекторских свойств ,ц.бассейнах с различной степенью геодинамической возбужденности;
разработки комплекса гидрогеологических карт;
итоги статистического моделирования, приведших к выводу о наличии промышленных концентраций редких элементов в водах некоторых водоносных комплексов;
прогноз ресурсов нефти и газа в шельфовой зоне южных морей России.
Теоретическая и практическая значимость результатов полученных в диссертации определяется их реализацией в отчетах Ростовского государственного университета, УГП <Южгеология», СевКавНИПИнефть, НВНИИГТ, ГК «Роснефть», СКНЦВШ, НИИ-ПУВС. Рекомендации, представленные в соответствующих отчетах, были использованы при планировании поисковоразведочных работ в пределах Северо-Донбасского НГР, Азовского ГР, Восточно-Предкав-казского НГР в 1977-2001 годах. Результаты диссертационной работы были внедрены в филиале «СевКавНИПИнефть»' (г. Пятигорск), «СКТБ ПГ* (г. Грозный), ПГО «Южгеология» (г. РостовнаДону) о чем имеются акты внедрения.
Результаты исследований используются автором в учебном процессе на геологогеографическом факультете Ростовского государственного университета при чтении курсов «Гидрогеология», «Гидрогеология месторождений полезных ископаемых», «Гидрогеотермия», «Па- -леогидрогеология», «Геохимические методы поисков, разведки и разработки залежей нефти и газа».
Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 99 работ в журналах и научных сборниках (лично автора 20 п.л.), и три монографии. Одна без соавторов. Результаты диссертационного ис-.. следования докладывались на научнотехническом совете УГП «Южге-ология», в СевКавНИПИнефть, в Дагестанском филиале АН СССР, Северо-Кавказском РГЦ. Основные положения диссертации обсуждались на международных, всероссийских, территориальных и отраслевых совещаниях, конференциях, семинарах: на I-IV конференциях, посвященных актуальным вопросам геологии Северного Кавказа (Ростов-на-Дону, 1979-1985 гт); IV Всесоюзной конференции по конкреционному анализу нефтегазоносных формаций (Тюмень, 1983); Всесоюзной конференции «Изучение и использование маломинерализован-ных'вод нефтегазоносных водонапорных бассейнов» (Львов, 1983); III Всесоюзном соленом совещании (Новороссийск, 1983); Всесоюзном совещании «Геохимические и гидрогеохимические критерии раздельного прогноза нефтеносности, газоносности и залежей битумов (Москва, 1984); Всесоюзном совещании «Гидрогеохимические поиски месторождений поле:Шых'ископаемых» (Томск, 1986); V Всесоюзном семинаре «Нефтегазробразование на больших глубинах» (Ивано-Франковск, 1986); конференции «Пути развития научнотехничеекого прогресса в нефтяной в газовой промышленности (Грозный, 1986); VI Всесоюзним семинаре «Теоретические, природные и экспериментальные модели нефтегазообразования и их использование в прогнозе неф-тегазоносности» (Ленинград, 1989); Всесоюзном семинаре «Роль подземной гидросферы в истории Земли» (Ленинград, 1989); IV Международном симпозиуме «Изотопы в гидросфере» (Пятигорск, 1993); Всероссийском совещании «Многоцелевые гидрогеохимические исследования в связи с поисками полезных ископаемых и.охраной подземных вод (Томск, 1993); 5 международном солевом .совещании «Проблемы формирования и освоения месторождений полезных ископаемых солеродных бассейнов (Санкт-Петербург, 1994); Международной ,. конференции «Закономерности эволюции.земной^ коры» (Санкт-Пе-. тербург, 1996); конференции «Малоизученные нефтегазоносные комплексы Европейской части России» (Москва, 1997); международном-
симпозиуме ио прикладной геохимии стран СНГ (Москва, 1997); меж
дународном симпозиуме «Стратегия использования и развития мине-
радыюсырьевой базы редких металлов России в XXI веке» (Москва,
1998); конференции «Нефтегазовая геология на рубеже веков. Про
гноз, поиски, разведка и освоение месторождений» (Санкт-Петербург,
1999); всероссийской конференции «Критерии оценки нефтегазонос
ное ниже промышленно освоенных глубин и определении приори
тетных направлений геологоразведочных работ» (Пермь, 2000); Меж
дународном семинаре «Радон, гелий и другие радиогенные компонен
ты в природных водах» (Санкт-Петербург, 2000); 2 Всероссийском
литологическом совещании «Литология и нефтегазоносность карбо
натных отложений» (г. Сыктывкар, 2001); международных конферен
циях .«Новы идеи в геологии и геохимии нефти и газа» (Москва,
2001,,2002).- . ., "... ..,,.',
Объекты и предметы исследований. В процессе работы над диссертацией исследовались гидрогеологические условия и их связь с газоносностью, коллекторские свойства палеогеновых и,меловых отложений Ростовского свода, Сальского вала и Целинской седловины, меловых и триасовых отложений Тузлов-Манычского и Маныч-Гуди-
ЛОВСКОГО ПрОГИбоВ. . , ,.'".: ...
Изучены гидрогеологические, геохимические условия и их связь с нефтегазоносностью пермскотриасового комплекса Прикумской зоны поднятий, Восточно-Манычского прогиба, Ногайской ступени. Рассмотрено поведение микроэлементов в пластовых водах нефтяных месторождений подмайкопского гидрогеологическорго этажа данных тектонических элементов. Качество методики оценки коллекторских свойств терригенных и карбонатных коллекторов опробировано на примере нефтяных месторождений ОзекСуат, Всличаевское, Колодезное. Ч1,
Впервые детально изучены гидрогеологические условия, органическое вещество пород и их связь с нефтегазоносностью, коллекторе-кие свойства каменноугольных отложений южного склона Воронежской антеклизы (ЮСВА). По нефтегазогеологичесому районированию — это Севере-Донбасский нефтегазоносный район (НГР). ' ; -,
Фактический материал. В основу диссертации положены материалы, собранные и обработанные лячно автором при проведении исследований, выполненных'в период с-1979, по 2001 годы. Всего изучено более 3000 результатов испытаний глубоких-скважин, более 2000 анализов подземных вод, 1000 анализов водорастворенных и ! свободных газов, 200 анализов нефтей, 1500 анализов органического вещества, 2000 определений коллекторских свойств горных пород.
Были проведены Лабораторные исследования около 300 проб пластовых вод и образцов горных пород в лабораториях РГУ (г.Рос-товнаДону), ВСЕГИНГЕО (п. Зелёный), КубГУ (г. Краснодар), ЦЛ ГГУП «Севкагеология» (г. Ессентуки), «Южгеология» (г. Ростов-на-Дону), ВНИГРИуголь (г. РостовнаДону), ГХИ (г. Ростов-на-Дону). Для характеристики горных пород использовались: описание прозрачных шлифов, полный химический, спектральный, де-риватографический, рентгенодифрактометрический анализы. Пластовые воды изучались методами инфракрасной спектроскопии, мас-сспектрометрии.
В работе использованы сведения о стратиграфическом расчленении, литологии, тектонике, нефтегазоносяоети,'гидрогеологии, изложенные в опубликованных и фондовых материалах большого коллектива геологов. Учтены многочисленные результаты изучения стратиграфии, тектоники, гидрогеологии, геотермии, нефтегазоносности юга России, методики гидрогеологических исследований. ' '
Большая помощь в координации исследований, постоянная поддержка на протяжении всей работы оказана автору консультантом профессором А.Н.' Резниковым, за что автор выражает ему искреннюю благодарность. Автор глубоко благодарен всем своим коллегам и соавторам, совместная работа и общение с которыми сделали возможным появление этого труда. Автор признателен члену корреспонденту РАН A.M. Никанорову приобщившему его к проблемам гидроїеологии нефтяных и газовых месторождений. Большая благодарность профессору Ю.А. Федорову, оказавшему помощь в проведении исследований изотопного состава подзем-пых вод.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав и заключения; изложена на 496 страницах, 69 иллюстраций, 59 таблиц. Список использованной литературы включает 376 наименований.
