авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |

Формирование скоплений природного газа и газовых гидратов в криолитозоне

-- [ Страница 4 ] --

При определении газосодержания образцов керна проводились наблюдения за динамикой газовыделений. Было отмечено, что для образцов с повышенным газосодержанием выделение газа происходило активно в виде крупных пузырьков до 2-3 мм диаметром и многочисленных мелких пузырьков до 0,5 мм, образующих цепочки и рои. Это во многом напоминало динамику газовыделения при разложении в воде искусственно приготовленных гидратонасыщенных образцов грунта. Объем выделившегося при оттаивании газа значительно превышал объем свободного порового пространства в некоторых исследованных образцах керна (таблица 1).

Таблица 1. Результаты определения газосодержания при оттаивании образцов мерзлого керна ненарушенного сложения из криолитозоны на Бованенковском ГКМ

Номер скважины Глубина отбора, м Литология Степень заполнения пор льдом и незамерзшей водой, % Свободный поровый объем, см3 Газосодержание при оттаивании, см3
Газопроявляющие горизонты
58-П-2 25,0 Суглинок 99 0,001 0,200
26,0 Песок 99 0,003 0,400
105,0 Суглинок 99 0,001 0,190
58-П-1 27,0 Песок 99 0,002 0,250
100,0 Суглинок 99 0,002 0,250
Горизонты без газопроявлений
52-П-3 25,0-26,0 Суглинок 90 0,05 0,002
94,0-95,0 Суглинок 99 0,001 0,008
58-П-1 20,0-21,0 Песок 95 0,02 > 0,001
79,0-80,0 Песок 94 0,03 0,004
99,0-100,0 Супесь 86 0,07 0,005
109,0-110,0 Песок 91 0,04 0,004

Другая часть образцов керна, извлеченных из отложений без газопроявлений, показала вполне ожидаемое газосодержание при оттаивании, которое либо соответствовало свободному поровому пространству, либо было значительно меньше. Это дает все основания полагать, что часть исследованных образцов, так же как и на Ямбургском месторождении, содержит реликтовые газовые гидраты в поровом пространстве. Это, прежде всего, наблюдается в песчаных прослоях казанцевской и ямальской свит. К сожалению, образцы песчаных пород из отложений ямальской серии оказались весьма редкими вследствие размыва песков при бурении. Но даже суглинистые образцы иногда показывали аномальное газосодержание при оттаивании.

Проведенные исследования керна в комплексе с наблюдениями за газопроявлениями на скважинах позволяют сделать вывод о совместном существовании газовых гидратов и свободного газа в проницаемых прослоях криолитозоны на Бованенковском ГКМ. Длительные (до полугода) газопроявления при вскрытии скважиной газовых скоплений свидетельствуют о значительной гидравлической (газодинамической) связи внутри газовых и газ-газогидратных скоплений. Причем, несмотря на приуроченность к относительно небольшому интервалу глубин, газо- и гидратосодержащие скопления изолированы друг от друга, о чем говорит раннее или позднее окончание выделения газа.

Было также проанализировано количество выбросов из интервалов ММП на различных скважинах НТФ «Криос» к середине 1996 года. Анализ данных по газопроявляющим скважинам, показал, что основное количество газопроявлений приходится на глубины 50–80 м и 100–120 м. Это в основном отложения ямальской серии, представленные суглинками и супесями с прослоями песков. Резкая литолого-фациальная неоднородность разреза на этих глубинах говорит о том, что газ мог отжиматься и скапливаться в песчаных или супесчаных прослоях на данных глубинах при продвижении фронта промерзания вниз по разрезу, особенно когда они подстилались глинистыми, непроницаемыми для газа, отложениями. Источником газа могло быть органическое вещество, которым обогащены отложения казанцевской свиты и ямальской серии. Этот механизм косвенно подтверждается и результатами компонентного и изотопного анализов образцов газа, отобранных из газопроявлений и непосредственно из мерзлых образцов керна. Для компонентного состава газа из газопроявлений характерным было отсутствие (либо незначительное содержание) этана, пропана, бутанов и др. углеводородов, которые обычно свидетельствуют о глубинном происхождении газа. Метан составлял обычно 98–99 % от общего объема. Изотопный анализ углерода в газе дал величины от –70,3 до –74,6 ‰. Эти значения также свидетельствуют о микробиальном происхождении газа, не связанного с глубинными источниками, в т.ч. с верхним продуктивным горизонтом Бованенковского ГКМ – сеноманом, где значения 13С меняются в диапазоне –46…–54 ‰. Следует отметить, что сеноманский горизонт залегает на глубине 530–550 м, т.е. всего на 400 м ниже ямальской серии. Тем не менее, в соответствии с результатами изотопного и компонентного анализа, газ в сеномане и в четвертичных отложениях имеет разный генезис.

Исходя из вышеизложенного, можно предполагать, что газовые и газогидратные карманы, содержащие микробиальный газ из верхних горизонтов четвертичных отложений имеют площадное распространение в ММП Бованенковского ГКМ. Глубинный (катагенетический) газ в газопроявлениях из ММП может встречаться локально, в местах, приуроченных к разломам, сквозным таликам и вблизи аварийных скважин, фонтанировавших ранее.

Исследования на Бованенковском ГКМ позволили сделать следующие выводы:

  • газовые и газогидратные скопления в криолитозоне представлены преимущественно биохимическим газом, сингенетичным вмещающим отложениям;
  • скопления могут находиться как в песчанистых, так и в суглинистых породах, особенно если в последних присутствуют мелкие полости;
  • скопления могут содержать достаточно газа для вызова полупромышленных притоков;
  • скопления представляют собой высокий геологический риск при сооружении разведочных и эксплуатационных скважин;
  • газ этих скоплений резко отличается по своему химическому и изотопному составам от состава газа нижележащих продуктивных горизонтов, что позволяет предполагать широкое распространение подобных скоплений по всей области Земли, занятой криолитозоной, независимо от нефтегазоносности нижележащих отложений.

В пятой главе обобщены полученные в предыдущих главах сведения о формировании и распространении газовых и газогидратных скоплений в криолитозоне. Рассмотрены генезис, пути миграции и способы аккумуляции свободного газа, масштаб и роль процессов гидратообразования, проведено районирование территории РФ по условиям газоносности криолитозоны, дана первичная оценка объемов газа в газовых и газ-газогидратных скоплениях в криолитозоне, приведены рекомендации по выделению и исследованию газовых и газогидратных скоплений при разбуривании интервалов криолитозоны.

Как показал анализ состава газа исследованных газовых и газогидратных скоплений в интервале криолитозоны Ямбургского и Бованенковского ГКМ на севере Западной Сибири (гл. 4), практически все газопроявления были представлены местным биохимическим (микробиальным) газом. Источником газа является РОВ, обнаруженное при исследованиях многих образцов керна из интервала криолитозоны. Процесс микробиальной переработки РОВ в метан вполне мог иметь место перед промораживанием разреза или же в период трансгрессии моря, когда поверхность пород была скрыта водной толщей с малыми отрицательными или положительными температурами и интервал криолитозоны был представлен талыми породами.

Не исключается локальное распространение глубинного, катагенетического газа, попавшего в криолитозону по проницаемым зонам (разломам, литологическим окнам, аварийным скважинам). Нефтегазоматеринские породы и пласты-коллекторы, содержащие скопления свободного газа, попадая в зону промерзания и в зону стабильности гидратов, формирующуюся при промерзании, вполне могут переформировываться во внутримерзлотные залежи газа и газогидратов. Такие залежи могут быть обнаружены в тех регионах, где территория распространения криолитозоны частично или полностью перекрывает территорию нефтегазоносного бассейна.

Особый случай внутримерзлотных газовых скоплений – скопления угольных газов. Они наблюдаются в районах распространения угленосных бассейнов, когда многолетнемерзлая толща предотвращает выветривание верхнего интервала угленосных отложений. Среди особенностей состава газа в криолитозоне угленосных бассейнов следует отметить присутствие (помимо метана) азота, углекислого газа и водорода. Метановая зона может начинаться уже с глубин менее 100 м в отличие от угленосных бассейнов в немерзлых областях, где она начинается с глубин 500–600 м.

Миграция газа в криолитозоне осуществляется такими же путями, как и в немерзлых породах: по проницаемым пропласткам, в водорастворенном виде, через проницаемые разломно-трещинные зоны, которые имеются в ее разрезе. Соответственно, скопления газов можно ожидать в проницаемых породах, перекрытых покрышками. Однако полевые исследования показывают, что это далеко не единственная структура, благоприятная для образования газовых скоплений в криолитозоне. Газ в криолитозоне может скапливаться из трех основных источников (поступление газа из атмосферы не рассматривается): микробиальная переработка РОВ в интервале криолитозоны (биохимический газ), миграция в интервал криолитозоны глубинного катагенетического газа из нефтегазоматеринских пород и газа из угленосных толщ (последние два источника разделены вследствие разницы в изотопном и компонентном составе газа). Возможно также допустить миграцию сверхглубинного абиогенного газа, но в рамках рассматриваемых моделей газонакопления в криолитозоне, этот газ можно приравнять к глубинному катагенетическому по источнику поступления. Из этих трех источников только биохимический газ генерируется непосредственно в породах, слагающих криолитозону. Катагенетический газ может формировать скопления в породах криолитозоны до промерзания (попадание в интервал криолитозоны нефтегазоматеринских пород и метаморфизирующихся углей), так и поступать в интервал криолитозоны в результате миграции по проницаемым каналам в геологическом разрезе во время и после промерзания.

Критическим моментом при рассмотрении вопроса о миграции и аккумуляции газа всех трех источников в криолитозоне является момент промерзания разреза – т.е. формирования криолитозоны, т.к. при этом значительно меняются фильтрационно-емкостные свойства вмещающих газ пород. Существуют два подхода к моделированию миграции и аккумуляции газа в криолитозоне:

  1. Криолитозона практически непроницаема для газа. Формирование твердой фазы – льда – в поровом пространстве проницаемых пород значительно снижает их проницаемость. Процесс промерзания разрезе либо экранирует уже имеющиеся в криолитозоне залежи, либо способствует их формированию под нижней границей мерзлой толщи из мигрирующего снизу и отжимаемого из промерзающих водоносных систем сверху газа,
  2. Криолитозона проницаема для газа. Мерзлая толща внутри криолитозоны, хотя и значительно снижает возможности миграции газа, однако не является непроницаемой и состоит из чередования прослоев различной проницаемости. Причем формирование газовых скоплений в интервале криолитозоны может происходить и после промерзания разреза.

Проведенные исследования показали, что справедливы оба подхода и все зависит от льдонасыщения и литологического состава пород криолитозоны. Однако, второй подход описывает более распространенную ситуацию и при определенных обстоятельствах включает в себя первый. Т.е. первый подход описывает локально распространенный процесс образования газовых скоплений в криолитозоне, а второй – регионально распространенный. Изучение газовых скоплений в криолитозоне на Ямбургском и Бованенковском месторождениях показало, что «запечатывание» газовых скоплений внутри криолитозоны при промерзании и формирование скоплений под подошвой мерзлой толщи вполне может сочетаться с миграцией газа внутри криолитозоны и формированием газовых скоплений уже после промерзания. Криолитозона проницаема для углеводородных газов, но процессы миграции и аккумуляции газов в ней носят специфический характер вследствие изменений свойств пород, обусловленных промерзанием.

По некоторым данным других исследователей (Мельников В.П., Дегтярев Б.В., Мизулина Н.Б. и др.), породы криолитозоны на севере Западной Сибири (включая п-в Ямал) относятся к газоматеринским. В них превалируют сингенетичные битумоиды с небольшими примесями эпигенетичных. В то же время газогенерационный потенциал разных прослоев различен. Наибольшим потенциалом обладают суглинистые породы, но они имеют низкие фильтрационно-емкостные свойства. А наибольшие и продолжительные газопроявления отмечаются из соседних песчаных прослоев разреза криолитозоны. Это очевидное свидетельство первичной миграции газа в породах разреза криолитозоны. Другой вопрос – когда произошла эта миграция: до, во время или после промерзания разреза? Учитывая, что микробиальная переработка РОВ начинается с момента формирования осадка, можно утверждать, что первичная миграция, несомненно, началась еще до промерзания. По мере углубления осадка происходило его уплотнение и отжатие флюидов в близлежащие проницаемые пропластки при продолжающейся генерации газа, а также растворение газов в подземных водах, как это происходит в талых разрезах.. Однако промерзание разреза должно было вызвать активное выделение газовой фазы из формирующегося порового льда и значительно увеличить долю свободного газа в составе флюидов криолитозоны вследствие резкого понижения растворимости газа во льду по сравнению с водой. Таким образом, можно предполагать, что промерзание одномоментно (в геологическом смысле) активизирует выделение и миграцию газа в породах криолитозоны и приводит к миграции свободной фазы в проницаемые пропластки, где и происходит аккумуляция газа. После этого генерация, миграция и аккумуляция биохимического газа внутри криолитозоны в значительной мере должны быть подавлены дальнейшим промерзанием отложений. А сформированные газонасыщенные пропластки внутри криолитозоны должны быть запечатаны слабопроницаемыми (вследствие литологии или льдистости) породами. Длительная сохранность таких газовых скоплений возможна при отсутствии гидравлической связи с соседними пропластками и дневной поверхностью.

Однако, если мерзлая толща криолитозоны в целом проницаема для газа, то помимо скоплений биохимического газа возможны скопления глубинного газа, мигрирующего снизу через проницаемые каналы (литологические неоднородности, разломы).

Обобщая данные по миграции и аккумуляции природных газов в криолитозоне можно сделать следующие выводы.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.