Введение к работе
Актуальность изучения сероводородсодерхащих газов обусловлена особенностями сероводорода, являющегося как сырьем для химической промышленности - источником газовой серы, так и вредным компонентом углеводородных газов, отрицательно влияющим на технологическое оборудование и окружающую природную среду. В связи с тем, что главнейшие месторождения самородной серы оказались за пределами РФ, задача выявления промышленных сероводородсодержащих газов становится более значимой. Изучение закономерностей распространения и накопления сероводородсодержащих газов (ССГ) необходимо для определения качества газового сырья, обоснования перспектив развития нефтегазовой отрасли и оценки экологических условий разработки новых месторождений.
Объекты изучения закономерностей распространения и накопления ССГ на юге Восточно-Европейской платформы - южная часть Волго-Уральской НГП, Прикаспийская НГП и Днепрово-Донешсая впадина в Днепровско-Припятской ГНП. Урало-Поволжье характеризуется сравнительно хорошей разбуренностью и детальной изученностью территории с известной сероводородностью флюидов. В Прикаспийской впадине открыто уникальное Астраханское серогазокоиденсатное месторождение. Кроме того, подсолевые карбонатные отложения Прикаспийской НГП являются перспективными для открытия новых крупных газоконденсатних залежей, и прогноз содержаний сероводорода для них необходим. Днепровско-Припятская ГНП, также приуроченная к Восточно-Европейской платформе и обладающая сходными чертами (мощности, этаж нефтегазоносное, галогенные формации) с Прикаспийской НГП, отличается преимуществеїшой бессернистостью флюидов, поэтому исследование их общности и различий представляет научный интерес.
Работа выполнялась в соответствии с плановыми заданиями ВНИГРИ по общесоюзной и российской НТП и договорам с Геолкомом в рамках тематики по прогнозу качества газового сырья и оценке ресурсов полезных газовых компонентов.
Целью работы было повышение достоверности прогноза качества газа по содержанию сероводорода слабо разбуренных территорий юга Восточно-Европейской платформы, включая Прикаспийскую впадину, преимущественно в пределах РФ.
Основные задачи:
-
изучение условий и особенностей распространения ССГ, в том числе высокосернистых, в различных нефтегазоносных бассейнах мира;
-
изучение особенностей строения и литолого - фациального состава нефтегазоносных комплексов НГБ юга Восточно-Европейской платформы: типов коллекторов, содержащих ССГ и залежи бессернистого газа, вещественного содержания изолирующих толщ и т.п.;
3) установление закономерностей размещения залежей сероводородсодержащего и бессернистого газа в нефтегазоносных комплексах юга Восточно-Европейской платформы;
4) изучение термобарических, гидрогеологических, тектонических и других
условий накопления ССГ и определение наиболее значимых факторов
образования и сохранения сероводорода в природном газе;
5) прогноз (районирование) территории юга Восточно-Европейской платформы
по масштабам накопления сероводорода в природных газах.
Фактический материал. В основу использованных автором фактических данных по ССГ положены материалы, собранные автором за период 1989-1994гг. во время проведения полевых работ в ПО "Гурьевнефтсгазгсология", Эмбанефгь, КазНИГРИ, КазНИПИнефть, ПГО "Актюбнефгегазгеология", НВНИИГТ, Саратовиефтегаз, ВНИПИгаздобыча (г.Саратов), а также банк данных ВНИГРИ по составу природных (свободных и попутных) газов. Широко использовались новые региональные стратиграфические схемы по палеозойским отложениям Русской платформы (1990); разрезы скважин, их описания и обобщения по ним, проведенные Б.С.Щуркиным, Л.П.Горячевой, Г.И.Слепаковой, С.М.Бабиковой и др.; монографии по Восточно-Европейской платформе различных авторов, среди которых в первую очередь следует указать А.Б.Ронова и В.Д.Наливкина, С.П.Максимова, Г.Е.-А.Айзенштадта, а также "Атлас геологического строения и нефтегазоносности Днепровско-Донецкой впадины", составленный УкрНИГРИ. При районировании и изучении геологического строения территории были использованы обобщения Н.В.Неволина, Г.И.Слепаковой, Г.Е.-А.Айзенштадта, а также Л.А.Анисимова, М.В.Дахновой и др., и, кроме того, публикации по ССГ отдельных регионов Восточно-Европейской платформы и зарубежных нефтегазоносных бассейнов. Научная новизна работы.
-
впервые показано детальное распределение залежей ССГ по отдельным нефтегазоносным комплексам и подкомплексам в пределах юга Восточно-Европейской платформы;
-
рассмотрены основные условия образования и накопления сероводорода в каждом из выделенных комплексов (подкомплексов);
-
установлены приоритетные факторы, определяющие накопление ССГ на территории южной части Волго-Уральской НГП, Прикаспийской НТО и Днепровско-Доиецкой ГНО.
-
на примере бассейнов Восточно-Европейской платформы показано, что хотя основным источником серы для образования сероводорода различной генерации на всех этапах нефтегазообразования являются сульфатоносные породы, но их наличия в разрезе недостаточно для формирования залежей ССГ, необходимы также условия для сохранности сероводорода в газе;
-
показано, что тектонические движения новейшего времени контролируют накопление и сохранность сероводорода в составе газов. В ходе миграционных процессов и переформирования залежей он может быть полностью утрачен;
-
применены методы математической статистики для районирования территории и отдельных стратиграфических интервалов по масштабам накопления сероводорода в газах;
-
дана прогнозная оценка и составлены карты территории Прикаспийской впадины и сопредельных районов по содержанию сероводорода в газе на основе структурно-фациальиого районирования и данных о составе газов.
Практическая значимость. Выявленные закономерности распространения и накопления ССГ по отдельным нефтегазоносным комплексам (подкомшіексам) позволяют вплотную подойти к проблеме локального прогноза качества газового сырья на территории юга Восточно-Европейской платформы, а также могут быть распространены на другие районы и позволят оценить экологические и технико-экономические условия разработки новых сероводородсодержащих месторождений УВ газов.
Защищаемые положения
-
Многоэтапность генерации сероводорода, сопровождающая разные стадии геологического развития нефтегазоносного бассейна, определяет полигенетический характер сероводорода в залежи, различия в масштабах и местах его накопления.
-
Оптимальные условия накопления сероводородсодержащих газов на юге Восгочно-Европейской платформы установлены в подсолевом мегакомплексе Прикаспийской впадины, где сочетаются сульфатно-карбонатные толщи, жесткие термобарические условия, преимущественно нисходящий тектонический режим и значительные площади гаэосбора, а также в турнейско-верейском подкомплексе Бузулукской впадины, где накопление сероводородсодержащих газов происходит и в терригенных коллекторах при их подчиненном значении и благоприятном сочетании с хемогенными и рифогенными.
-
Неблагоприятны для накопления глубинного сероводорода в бассейнах с аридными формациями значительная доля терригенных осадков, в особеїшостн континентального генезиса и соляных толщ хлоридного типа, активные инверсионные тектошгческие подвижки с большой плотностью разрывных нарушеЕШЙ, приводящие к миграции углеводородов и деструкции сероводорода (Припятская НГО, Днепровско-Донецкая ГНО, внешний борт Прикаспийской НГ11, Нижнее Поволжье и др.)
4. Распределение сероводородсодержащих іазов в пределах НГБ юга Восточно-
Европейской платформы, карта перспектив и зональный прогноз
распространения газов с различными концентрациями сероводорода в
Прикаспийской НГП и на прилегающих территориях.
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационного исследования изложены в четырех тематических научных отчетах, опубликованы в семи работах, докладывались на V Международном солевом совещании "Проблемы формирования и освоения месторождений полезных ископаемых солеродных бассейнов" (С-Петербург, 1994г.), I Международной Конференции "Геохимическое моделирование и материнские породы НГБ" (С-Петербург,
1995г.), I Международной Конференции "Нефтегазоносные бассейны Западно-Тихоокеанского региона и сопредельных платформ: сравнительная геология, ресурсы и перспективы освоения" (С-Пстсрбург, 1996г.). Методический подход результаты исследований были применены при подготовке пакета информации по вопросам комплексного использования углеводородного сырья в Западной Якутии (1996г.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 9 глав . заключения, имеет объем 155 страниц, сопровождается 12 таблицами и 23 рисунками. Список литературы включает 173 названия.
Работа выполнена во ВНИГРИ под руководством профессора, доктора геолого-минералогических наук В.П.Якуцени, которой автор выражает глубокую благодарность. Автор искренне также признательна за консультации и помощь Г.Е.-А.Айзенштадту, О.Н-Яковлеву, Л.К.Яшенковой, С.А.Виноградову, Г.И.Беленицкой (ВСЕГЕИ), Т.К.Бажеиовой, а также С.М.Бабиковой, М.А.Помарнацкому, Г.ИЛамбер, В.В.Тихомирову.