Структура глубокопогруженных комплексов осадочных бассейнов: гидрогеологические аномалии и нефтегазоносность как следствие внедрения глубинных флюидов (на примере месторождений Южного Мангышлака)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Авторы статьи обсуждают природу гидрогеологических аномалий в глубокопогруженных комплексах осадочных бассейнов. В результате значительных катагенетических преобразований породы нижнего гидрогеологического этажа практически утратили первичные емкостно-фильтрационные свойства. Водонасыщенность матрицы пород, очаговый характер развития вторичных коллекторов на фоне крайне низкой проницаемости окружающих толщ делают невозможным развитие элизионных потоков. Это обусловливает высокую чувствительность нижнего этажа к различным компрессионным процессам, в том числе обусловленных вторжением глубинных высокоэнергетичных флюидных потоков. Инъекция этих флюидных потоков в низкопроницаемые толщи приводит к образованию очагов опресненных вод различного гидрохимического типа – от гидрокарбонатно-натриевых до хлоркальциевых, а также ‒ к формированию гидродинамических аномалий. При удалении от каналов внедрения происходит постепенное выравнивание гидродинамических и гидрохимических параметров, приближающихся к фоновым значением. Показано, что при затруднении продвижения вверх флюидов происходит гидроразрыв пластов, в которые поступает под большим давлением газо-водонефтяная эмульсия. Инъекция флюидов в пласт сопровождается разуплотнением низкопроницаемых толщ, образованием дополнительных трещин, формированием вторичных пустот гидротермального происхождения. В результате образуются вторичные резервуары сложной морфологии, заполняемые углеводородами. Совпадение в плане гидрогеохимических и гидродинамических аномалий, участков вторичных коллекторов с отчетливыми следами метасоматоза и связанными с ними скоплениями нефти и газа свидетельствуют об их генетической взаимосвязи. Строение резервуаров нефти и газа и сопутствующих им гидрогеологических аномалий рассмотрено на примере месторождений Южно-Мангышлакской нефтегазоносной области, входящей в состав Северо-Кавказско–Мангышлакской нефтегазоносной провинции.

Об авторах

В. И. Попков

Кубанский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: geoskubsu@mail.ru
Россия, 350040, Краснодар, д. 149, ул. Ставропольская

В. В. Ларичев

Кубанский государственный университет

Email: geoskubsu@mail.ru
Россия, 350040, Краснодар, д. 149, ул. Ставропольская

И. В. Попков

Кубанский государственный университет

Email: geoskubsu@mail.ru
Россия, 350040, Краснодар, д. 149, ул. Ставропольская

Список литературы

  1. Абукова Л.А., Волож Ю.А. Геофлюидодинамика глубокопогруженных зон нефтегазонакопления осадочных бассейнов // Геология и геофизика. 2021. Т. 62. № 8. С. 1069‒1080. https://doi.org/10.15372/GiG2021132
  2. Абукова Л.А., Волож Ю.А., Дмитриевский А.Н., Антипов М.П. Геофлюидодинамическая концепция поисков скоплений углеводородов в земной коре // Геотектоника. 2019. № 3. С. 79–91. https://doi.org/10.31857/S0016-853X2019379-91
  3. Бембель С.Р., Бембель М.Р. Совершенствование технологий сейсморазведки 3D для разведки и разработки месторождений Западной Сибири // Нефтяное хозяйство. 2011. № 4. С. 4–7.
  4. Валяев Б.М. Роль активной вторичной флюидизации в изменении напряженного состояния в разупрочнении и деформациях минеральных комплексов //ДАН СССР. 1987. Т. 293. № 1. С. 177–181.
  5. Волож Ю.А., Абукова Л.А., Рыбальченко В.В., Меркулов О.И. Формирование месторождений нефти и газа в глубокопогруженных углеводородных системах: контуры универсальной поисковой концепции // Геотектоника. 2022. № 5. С. 27–49. https://doi.org/10.31857/S0016853X22050095
  6. Гирин Ю.Г. Гидрогеологические условия нефтегазоносности подсолевых отложений юго-западной части Прикаспийской впадины. ‒ Автореф. … дис. к.г.-м. н. – Ставрополь, СевКавГТУ, 1998. 32с.
  7. Гожик П.Ф., Краюшкин В.А., Клочко В.П. О перспективах нефтегазового поиска на глубине 8000–12500 м в Днепровско-Донецкой впадине // Докл. НАН Украины. 2007. № 4. С. 121–124.
  8. Гисматулин Р.М., Валеев Р.Н., Штейнгольц В.А. Основные типы битумных месторождений. – В сб.: Геология битумов и битумовмещающих пород. – М.: Наука. 1973. С. 45‒52.
  9. Гулиев И.С. Возбужденные осадочные комплексы и их роль в динамических процессах и формировании нефтегазовых месторождений. ‒ В сб.: Междунар. совещ.-семинар “Новейшая тектоника и ее влияние на формирование и размещение залежей нефти и газа”. – Под ред. С.Ф. Мехтиева ‒ Баку: АзПресс, 1999. С. 44–52.
  10. Гуревич А.Е. Процессы миграции подземных вод, нефти и газов. – Л.: Недра, 1969. 112 с.
  11. Гуревич А.Е. Критерии оценки геофлюидодинамических условий нефтегазоносности. ‒ В кн.: Гидрогеологические критерии нефтегазоносности локальных структур и зон нефтегазонакоплений. – Л.: ВНИГРИ, 1986. С. 140–152.
  12. Досмухамбетов Д.М., Медведева А.М., Виноградова К.В. Палинологические признаки миграции нефти на территории Южного Мангышлака и полуострова Бузачи. ‒ В сб.: Проблемы поиска и разработки нефтяных месторождений Южного Мангышлака. – В.Д Лысенко ‒ Грозный: СевКавНИПИнефть, 1983. С. 6–9. (Тр. КазНИПИнефти. Вып. 10).
  13. Дюнин В.И., Корзун А.В. Гидрогеодинамика нефтегазоносных бассейнов. – М.: Научный мир, 2005. 254 с.
  14. Ежов Ю.А. Закономерности распространения химической инверсии в подземной гидросфере // Советская геология. 1981. № 1. С. 106–111.
  15. Зингер А.С., Долгова Г.Е., Федоров Д.А. Генезис опресненных глубинных вод и кислых компонентов газов юго-востока Русской платформы. – Под ред. А.С. Зингера, В.В. Котровского ‒ М.: Недра, 1980. 42 с.
  16. Иванов А.П. Челекенское месторождение // Нефтяное дело. 1903. № 7. С. 394–406.
  17. Исказиев К.О., Сынгаевский П.Е., Хафизов С.Ф. Нефть на больших глубинах. Залежи оффшорных месторождений Мексиканского залива // Вестн. нефтегаз. отрасли Казахстана. 2021. №1. С. 3–7.
  18. Капченко Л.Н. Гидрогеологические особенности существования нефти и газа на больших глубинах. ‒ В сб.: Закономерности размещения и критерии прогноза глубоких и сверхглубоких залежей нефти и газа.– Л.: ВНИГРИ, 1982. С. 133–144. (Тр. ВНИГРИ. Вып. 45).
  19. Капченко Л.Н. Гидрогеологические основы теории нефтегазонакопления. – Л.: Недра, 1983. 263 с.
  20. Кисссин И.Г. Современный флюидный режим земной коры и геодинамические процессы. ‒ В кн.: Флюиды и геодинамика.‒ Под ред. Ю.Г. Леонова – М.: Наука, 2006. С. 85–104.
  21. Колодий В.В. Подземные воды нефтегазоносных провинций и их роль в миграции и аккумуляции нефти. – Киев: Наукова думка, 1983. 236 с.
  22. Кононов В.И. Геохимия термальных вод областей современного вулканизма. – М.: Наука, 1983, 215 с.
  23. Копыстянский Р.С. Изменение трещиноватости горных пород с глубиной и ее влияние на коллекторские свойства пород. ‒ В кн.: Изучение коллекторов нефти и газа, залегающих на больших глубинах. – Под ред. Б.К. Прошлякова, В.Н. Холодова ‒ М.: Недра, 1977. С. 45–47.
  24. Кордус В.И. Геохимические закономерности в составе нефтей Мангышлака и Устюрта в связи с вопросами формирования их залежей. ‒ Автореф. дисс. … к.-г.м.н. – Л.: ВНИГРИ, 1974. 26 с.
  25. Коростышевский М.Н. Особенности определения продуктивных объемов по залежам в триасовых отложениях на Южном Мангышлаке. ‒ В сб.: Разведка нефтяных месторождений Мангышлака. – Под ред. В.Д Лысенко ‒ Грозный: СевКавНИПИнефть, 1979. С. 14–16. (Тр. КазНИПИнефть. Вып. 6).
  26. Коростышевский М.Н., Кузнецов В.В. Строение продуктивной толщи в триасовых отложениях на Южном Мангышлаке. ‒ В сб.: Разведка нефтяных месторождений Мангышлака. – Под ред. В.Д Лысенко ‒ Грозный: СевКавНИПИнефть, 1979. С. 9–14. (Тр. СевКавНИПИнефть. Вып. 6).
  27. Корценштейн В.Н., Карасева А.П. Первые данные по сверхглубоким подземным водам триасовых отложений Южного Мангышлака // Докл. АН СССР. 1976. Т. 231. № 6. С. 1430–1433.
  28. Крайчик М.С. О нефтегазопоисковом значении сульфатов в подземных водах Мангышлака и Устюрта. ‒ В кн.: Гидрогеологические критерии нефтегазоносности локальных структур и зон нефтегазонакоплений. – Л.: ВНИГРИ, 1986. С. 71–77.
  29. Кременицкий А.А., Самодуров Л.К. Геохимия щелочных металлов в процессе регионального метаморфизма // Геохимия. 1979. № 10. С. 1146–1148.
  30. Кругликов Н.М., Нелюбин В.В., Яковлев О.И. Гидрогеология Западно-Сибирского нефтегазоносного мегабассейна и особенности формирования залежей углеводородов. –Л.: Недра, 1985. 279 с.
  31. Кузнецов В.В., Проняков В.А., Инюткина А.В., Вандюк В.П., Котов В.П. Нефтегазовые коллекторы продуктивных триасовых отложений Южного Мангышлака. ‒ В кн.: Оценка параметров карбонатных коллекторов и геометризация залежей нефти в различных геотектонических условиях на территории СССР. – Пермь, 1978. С. 36–37.
  32. Ларичев В.В. Генезис опресненных вод триаса и палеозоя Южного Мангышлака // Советская геология. 1987. № 6. С. 114–120.
  33. Ларичев В.В., Попков В.И., Попков И.В. Гидрохимический облик пластовых вод месторождения Оймаша // Геология, география и глобальная энергия. 2020. Т. 77. № 2. С. 51–59.
  34. Лукин А.Е. Самородно-металлические микро- и нановключения в формациях нефтегазоносных бассейнов – трассеры суперглубинных флюидов // Геофизический журнал. 2009. Т. 31. № 2. С. 61–92.
  35. Лукин А.Е. Гипогенно-аллогенетическое разуплотнение – ведущий фактор формирования вторичных коллекторов нефти и газа // Геологический журнал. 2002. № 4. С. 15–32.
  36. Лукин А.Е. Глубинная гидрогеологическаяя инверсия как глобальное синергетическое явление: теоретические и прикладные аспекты. ‒ Ст. 3. ‒ Глубинная гидрогеологическая инверсия и нефтегазоносность // Геологический журнал. 2005. № 2. С. 44–61.
  37. Медведев С.А., Попков В.И. Генезис вод глубоких горизонтов нефтегазоносных бассейнов молодой платформы юга СССР // Советская геология. 1986. № 6. С. 118–125.
  38. Матусевич В.М., Курчиков А.Р., Рыльков А.В. Геофлюидальные системы Западно-Сибирского мегабассейна как фактор массопереноса вещества и энергий в 4D пространстве // Изв. ВУЗов. Нефть и газ. 2001. № 2. С. 4 –13.
  39. Мязина Н.Г. Вертикальная гидрогеохимическая зональность поземных вод Прикаспийской впадины // Геология, география и глобальная энергия. 2013. № 4. С. 59–64.
  40. Паламарь В.П., Попков В.И., Рабинович А.А. О возможности открытия зон нефтегазонакопления жильного типа // Докл. АН СССР. 1981. Т. 257. № 4. С. 968–970.
  41. Паламарь В.П., Попков В.И., Праздников А.В., Рабинович А.А. Прогнозирование нефтегазоносности и совершенствование методики поисков и разведки скоплений углеводородов в низкопроницаемых породах // Изв. ВУЗов. Геология и разведка. 1985. № 3. С. 107–110.
  42. Плотников М.С., Полосин Г.А., Бурлаков И.А. Петрофизические свойства карбонатных пород триаса и верхнего мела Ставрополья. ‒ В кн.: Оценка параметров карбонатных коллекторов и геометризация залежей нефти в различных геотектонических условиях на территории СССР. – Пермь, 1978. С. 33–35.
  43. Попков В.И. Тектоника доюрского осадочного комплекса запада Туранской плиты // Геотектоника. 1986. № 4. С. 108–116.
  44. Попков В.И., Медведев С.А. Эволюция тектонической проницаемости земной коры Мангышлака и Восточного Предкавказья // Докл. АН СССР. 1986. Т. 290. № 3. С. 690–693.
  45. Попков В.И., Ларичев В.В., Медведев С.А. Металлоносные рассолы и опресненные воды нефтегазоносных бассейнов как следствие глубинной дегазации земли. ‒ В кн.: Глубинная дегазация Земли. – Под ред. А.Н. Дмитриевского, Б.М. Валяева ‒ М.: Наука, 2010. С. 63–72.
  46. Постнова Е.В., Кириллова Н.П. Гидродинамическая обстановка в подсолевых отложениях Прикаспийской впадины // Геология нефти и газа. 1990. № 11. С. 23–28.
  47. Проняков В.А. Емкостно-фильтрационные свойства коллекторов доюрских образований Южного Мангышлака. ‒ В сб.: Проблемы поиска и разработки нефтяных месторождений Южного Мангышлака.– Под ред. В.Д. Лысенко ‒ Грозный: СевКавНИПИнефть, 1983. С. 11–13. (Тр. КазНИПИнефть. Вып. 10).
  48. Рабинович А.А., Попков В.И., Паламарь В.П., Михайленко Н.И. Гидрогеологические особенности доюрского разреза Южного Мангышлака // Советская геология. 1985. № 11. С. 122–127.
  49. Рачинский М.З. К вопросу нефтегазоносности сверхглубоких объектов стратисферы // Изв. ВУЗов. Геология и разведка. 2018. № 1. С. 62–67.
  50. Сулин В.А. Гидрогеология нефтяных месторождений. – М.: Гостоптехиздат, 1949. 420 с.
  51. Тальнова Л.Д., Долгова Г.С. Гидрохимическая зональность в распределении газовых и органических компонентов подземных вод Северо-Кавказского артезианского бассейна как отражение процессов генерации и аккумуляции углеводородов. ‒ В кн.: Гидрохимическая зональность и нефтегазоносность. – М.: ВНИГНИ, 1989. С. 28–41.
  52. Тимурзиев А.И. Строение коллекторов и залежей УВ в низкопроницаемых комплексах и пути совершенствования методики их прогнозирования // Геология нефти и газа. 1984. № 11. С. 49–54.
  53. Тимурзиев А.И. Методика поисков и разведки залежей нефти и газа в низкопроницаемых коллекторах (на примере Южного Мангышлака) // Геология нефти и газа.1985. № 1. С. 9–16.
  54. Шахновский И.М. Происхождение нефтяных углеводородов. – М.: ГЕОС, 2001. 72 с.
  55. Batalin O., Vafina N. Condensation mechanism of hydrocarbon field formation // Sci. Reports. 2017. No 7. Article number: 10253. 9 p. https://doi.org/10.1038/s41598-017-10585-7
  56. Boullier A.-M. Fluid inclusions: tectonic indicators // J. Struct. Geol. 1999. No. 21. P. 1229–1235.
  57. Cox S.F. Faulting processes at high fluid pressures: An example of fault-valve behavior from the Wattle Gully Fault, Victoria, Australia // J. Geophys. Res. 1995. No. 100. P. 12841–12859.
  58. Garven G.A. Hydrogeologic model for the formation of the giant oil sands deposits of the Western Canada sedimentary basin // Am. J. of Sci. 1989.Vol. 289. No. 2. P. 105–166.
  59. Hedberg H.D. Gelogical aspects of origin of Petroleum // AAPG Bull. 1964. No. 48(11). Vol. 1724. P. 1755–1803.
  60. Hu Wenrui, Bao Jingwei, Hu Bin. Trend and progress in global oil and gas exploration // Petrol. Explor. Develop. 2013. Vol. 40. No. 4. P. 439–443.
  61. Kerimov V.Yu., Mustaev R.N., Bondarev A.V. Evaluation of the organic carbon content in the low-permeability shale formations (as in the Case of the Khadum Suite in the Cis-Caucasia Region) // Oriental J. Chem. 2016. Vol. 32. No. 6. P. 3235–3241.
  62. Lichtner P.C. The quasi-stationary state approximation to coupled mass transport and fluid-rock interaction in a porous media // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1988. Vol. 52. No. 56. P. 143–165.
  63. Lichtner P.C., Steefel C.I., Oelkers E.H. Reactive transport in porous media // Rev. Mineral. 1996. No. 34. P. 105–115.
  64. Nguyen P.T., Cox S.F., Harris L.B., Powell C.McA. Faultvalve behaviour in optimally oriented shear zones: an example at the Revenge gold mine, Kambalda, Western Australia // J. Struct. Geol. 1998. Vol. 20. No. 12. P. 1625–1640.
  65. Nur A., Walder J. Time-dependent hydraulics of the earth’s crust. ‒ In: The Role of Fluids in Crustal Processes, Studies in Geophysics. ‒ Ed. by C. Fairhurst (Washington, DC. USA. Nat. Acad. Press, 1990), P. 113–127.
  66. Jiang X.W., Wang X.S., Wan L., GeS. An analytical study on stagnant points in nested flow systems in basins with depth-decaying hydraulic conductivity // Water Resour. Res. 2011. Vol. 47. P. 45–56. https://doi.org/10.1029/2010WR009346
  67. Pang X., Jia C., Zhang K., Li M., Wang Y., Peng J., Li B., Chen J. The dead line for oil and gas and implication for fossil resource prediction // Earth Syst. Sci. Data. 2020. No. 12. P. 577–590. https:// doi.org/
  68. Pang X.-Q., Jia C.-Z., Wang W.-Y. Petroleum geology features and research developments of hydrocarbon accumulation in deep petroliferous basins // Petrol. Sci. 2015. Vol. 12. P. 1‒53. /https://doi.org/10.1007/s12182-015-0014-0
  69. Person M., Butler D., Gable C.W., Villamil T., Wavrek D., Schelling D. Hydrodynamic stagnation zones: A new play concept for the Llanos Basin, Colombia / AAPG Bull. 2012. Vol. 96. No. 1. P. 23–41. https://doi.org/10.1306/08101111019
  70. “Petrel” (Schlumberger, Ltd). URL: http://sis.slb.ru/_v/ _i/logo_sis.png (Accessed November 13, 2018).
  71. Rachinsky M.Z., Kerimov V.Yu. Fluid dynamics of oil and gas reservoirs. ‒ Ed.by L.B. Magoon (Washington. USA: Scrivener Publ. Wiley, 2015), 599 p.
  72. Sibson R.H. Structural permeability of fluid-driven faultfracture meshes // J. Struct. Geol. 1996. Vol. 8. No. 8. P. 1031–1042.
  73. Sun Longde, Fang Chaoliang, Sa Liming, Yang Ping, Sun Zandong. Innovation and prospect of geophysical technology in the exploration of deep oil and gas // Petrol. Explor. Develop. 2015. Vol. 42. No. 4. P. 454–465.
  74. Tóth J. Gravitational systems of groundwater flow: theory, evaluation, utilization. – Ed.by S. Bachu (Cambridge Univ. Press. Cambridge. UK. 2009), pp. 311.
  75. Zhao J., Al-Aasm I. New insights into petroleum migration – accumulation dynamic systems and their division within petroleum systems // J. Earth Sci. 2012. No. 3. P. 744–756.

© В.И. Попков, В.В. Ларичев, И.В. Попков, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».