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:   || 2 |

Геохимия органического вещества нижней юры западной сибири

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Красноярова Наталья Алексеевна

Геохимия органического вещества нижней юры

Западной Сибири

25.00.09 – геохимия, геохимические методы

поисков полезных ископаемых

Автореферат на соискание ученой степени

Кандидата геолого-минералогических наук

Томск 2007

Работа выполнена в Институте химии нефти Сибирского отделения Российской Академии наук

Научный руководитель: доктор химических наук Серебренникова О.В.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

Запивалов Н.П.

доктор геолого-минералогических наук

Карасева (Белоконь) Т.В.

Ведущая организация: ФГУП “СНИИГГиМС” (г. Новосибирск)

Защита состоится «23» мая 2007 г. в 16.30 ч. на заседании Диссертационного совета Д212.269.03 при Томском политехническом университете по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Томского политехнического университета

Автореферат разослан «_____»____________ 2007 г.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Растущее энергопотребление и в двадцать первом веке обеспечивается в основном за счет природных ресурсов и, прежде всего, нефти и газа. В крупнейшей нефтедобывающей Западно-Сибирской провинции основные разведанные запасы УВ связаны с отложениями верхней юры, а в центральных и северных районах – нижнего и верхнего мела. Эти нефтегазоносные комплексы (НГК) достаточно хорошо изучены, тем не менее, отмечается истощение этого источника и постепенное снижение, особенно в последнее десятилетие, добычи нефти из этих отложений. Для стабилизации добычи нефти и газа необходимо вовлечение в освоение дополнительных нефтегазоносных этажей с высокими прогнозными запасами углеводородов.

В качестве новых НГК, способных стабилизировать уровень добычи углеводородного сырья в Западной Сибири, в последние годы рассматриваются нижний и среднеюрский. Однако слабая изученность этого комплекса затрудняет поиск новых залежей в этих отложениях. Поэтому весьма актуальным является анализ особенностей состава рассеянного органического вещества (РОВ) пород и нефтей нижней юры, закономерностей его изменения по площади и разрезу. Такие исследования позволят оценить перспективность отдельных участков территории по совокупности химических и геологических показателей, прогнозировать состав углеводородных флюидов на поисковых площадях.

Цель работы: Установить закономерности распространения и состава органического вещества по разрезу и простиранию нижнеюрских отложений Западной Сибири

Задачи исследования:

  • Изучить содержание и состав рассеянного органического вещества пород нижней юры по горизонтам и направленность их изменения по разрезу и простиранию;
  • изучить закономерности в распространении отдельных хемофоссилий: металлопорфиринов и перилена, изменении индивидуального состава фенантренов, изопреноидных и нормальных алканов в РОВ и нефтях;
  • определить степень термической преобразованности, фациально-генетическую принадлежность ОВ;
  • исследовать влияние территориальной зональности, термической зрелости и фациальных условий накопления исходного ОВ на состав алифатических УВ, распределение в РОВ металлпорфиринов и перилена;
  • провести сопоставление параметров состава хемофоссилий нефтей и РОВ и определить источник, генерировавший рассмотренные нефти.

Фактический материал. В основу диссертационной работы положены материалы личных исследований автора, полученные им в ходе выполнения научно-исследовательских работ Института химии нефти СО РАН по темам: «Изучение преобразований компонентов нефтей и органического вещества пород при термическом созревании», «Изучение влияния фациальных условий формирования современных и древних осадочных толщ на состав рассеянных в них и концентрированных форм органического вещества», а также хоздоговорных работ. При выполнении работ была отобрана представительная коллекция образцов керна нижней юры из кернохранилищ нефтегазоразведочных экспедиций Западной Сибири (более 250 образцов). Исследования состава и распределения ОВ в породах нижней юры различных районов Западно-Сибирской НГП выполнены автором в составе лаборатории природных превращений нефти Института химии нефти СО РАН под руководством д-ра хим. наук, профессора Серебренниковой О.В. Соруководителем работ до своей безвременной кончины являлся д-р геол-мин. наук Казаков А.М. (СНИИГГиМС, г. Новосибирск). В процессе исследования выполнено более 1700 анализов содержания и состава РОВ и 54 анализа состава хемофоссилий нефтей.

Научная новизна.

  • Впервые получен и обобщен большой аналитический материал по распределению широкого круга органических соединений в рассеянном органическом веществе и нефтях нижней юры Западной Сибири. Получены данные о составе фенантренов, изопреноидных и нормальных алканов, количественном содержании металлопорфиринов и перилена по разрезу и площади распространения нижнеюрских отложений исследуемого региона;
  • Выявлены общие закономерности в составе алканов, распространении металлопорфиринов и перилена в рассеянном органическом веществе и нефтях нижней юры на территории Западной Сибири, а также условия, определяющие их наличие и состав.
  • Установлена вертикальная зональность в распределении металлопорфиринов и изменении состава алканов, связанная с колебаниями уровня Мирового океана.
  • Показана дискретность накопления металлопорфиринов и перилена при термическом созревании ОВ, обусловленная стадийностью процесса генерации битуминозных компонентов керогеном.
  • На основе комплекса геохимических параметров проведена корреляция потенциально нефтематеринских пород и нефтей и определены наиболее вероятные источники формирования изученных скоплений.

Практическая значимость. Проведенное комплексное исследование является составной частью изучения состава РОВ и нефтей Западной Сибири. Полученные данные могут быть использованы при поисково-разведочных работах, стратификации и для создания карт нефтегазогеологического, фациального и палеогеографического районирования, позволяющих решать практические задачи в различных областях нефтяной геологии и геохимии. Полученные данные в совокупности с другими методами способствуют получению более точных оценок ресурсного потенциала территории.

Данные о характере распределения металлопорфиринов, периленов, составе алканов и фенантренов использованы при нефтегазогеологическом районировании юго-востока Западной Сибири и дифференциации земель по их перспективности.

Полученные данные о характере распределения хемофоссилий могут быть использованы для проведения корреляции нефть-порода на различных месторождениях, уточнения их геологического строения и повышения эффективности работ по разведке месторождений.

Материалы диссертации использованы в отчетах по х/д с Комитетом природных ресурсов по Томской области: «Стратиграфия, литолого-фациальные и геохимические критерии нефтегазоносности юрских отложений Томской области» (Всероссийские геологические фонды, 2000); «Оценка перспектив выявления залежей углеводородов нижнесреднеюрского комплекса отложений с разработкой рекомендаций по наращиванию минерально-сырьевой базы Томской области» (Всероссийские геологические фонды, 1997) «Исследование закономерностей в составе углеводородов нефтей, газо-конденсатов и природных битумов» (Отчет по НИР, № гос. регистрации 02960002086, 1996) и «Изучение трансформации индивидуальных компонентов ОВ пород в процессе нефтеобразования» (Отчет по НИР, № гос. регистрации 02960001534, 1996).

Защищаемые положения

  • количественное содержание и состав РОВ в пределах отдельных фациальных зон и стратиграфических подразделений нижней юры Западно-Сибирской НГП свидетельствует о перспективности обнаружения в этих отложениях новых залежей нефти на большей части исследованной территории,
  • полученные данные о влиянии на распределение в РОВ металлопорфиринов, перилена и состав алканов территориальной зональности, термической зрелости и фациальных условий накопления исходного ОВ свидетельствует о целесообразности использования комплекса этих геохимических параметров для реконструкции обстановок седиментогенеза исследуемых отложений;
  • сравнительный анализ параметров состава хемофоссилий нефтей и РОВ в разрезе нижнеюрского НГК на юго-востоке Западной Сибири показывает их генетическую близость и соподчиненность.

Апробация работы. Основные результаты работ были доложены на 12 международных конференциях и cимпозиумах, в том числе на 17-ой, 18-ой и 20-ой Organic Geochemistry International Meeting (Spain, 1995 г.; Maastrich, 1997 г.; France, 2001 г.); 3-ей и 4-ой Международных конференциях по химии нефти (Томск, ИХН СО РАН, 1997 и 2000 г.г.); Международных симпозиумах «Углеродсодержащие формации в геологической истории» (Петрозаводск, Карельский НЦ РАН, 1998 и 2000 г.г.); Совещании «Органическая геохимия нефтепроизводящих пород Западной Сибири» (Новосибирск, 1999 г.); 3-ей Международной конференции «Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа» (Москва, МГУ, 1999 г.); Региональной конференции геологов Сибири, Дальнего Востока и северо-востока России (Томск, 2000 г.); Международной конференции «Проблемы нефтегазового комплекса Западной Сибири и пути повышения его эффективности» (Когалым, 2001 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 работ, в том числе 5 статей в отечественных журналах («Нефть и газ», 1999 г.; «Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений» 1997, 1999 гг.; «Нефтехимия» 1999, 2002 г.). Материалы и результаты исследований включены в 2 научных отчета, зарегистрированных ВИНИТИ (1997 г.), и 2 отчета с Комитетом природных ресурсов по Томской области (фонды СНИИГГиМС, 1997 г.; Всероссийские геологические фонды, 2000 г.).

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка приложения и литературных источников. Работа содержит 135 страницы машинописного текста, 63 рисунка, 4 таблицы, приложение, перечень литературных источников из 137 наименований..

Содержание работы

Глава 1 Состояние проблемы и обзор исследований хемофоссилий рассеяного органического вещества пород и нефтей Западной Сибири.

В главе дается анализ современного состояния исследований состава и распространения хемофоссилий – металлопорфиринов, перилена, нормальных и изопреноидных алканов в РОВ и нефтях, данных о распределении и составе ОВ в породах Западной Сибири. Большой вклад в решение вопросов генезиса и закономерностей накопления в осадочной тоще отдельных представителей хемофоссилий внесли E.W. Baker, G.W. Louda, R.Alexander, R.I. Kagi, R.H.Filby, G.J. Van Berkel, D.M. McKirdy, Ал.А. Петров, В.В. Ильинская, П.Я. Деменкова, Т.В. Белоконь, О.В. Серебренникова, А.Н. Гусева, М.В. Дахнова, Г.Н. Гордадзе, О.А. Баженова, М.Г. Фрик, Н.В. Лопатин, А.В. Рыльков и др. Показано, что присутствие в ОВ комплексов порфиринов с ванадилом указывает на преимущественно морской генезис ОВ и восстановительные условия при осадконакоплении. Наличие никелевых порфиринов свидетельствует об отсутствии сероводородного заражения придонных вод при седиментации и раннем диагенезе ОВ.

Перилен, широко распространенный в озерах, встречается также в прибрежных районах морей. Соотношение изопреноидных углеводородов пристана и фитана может быть использовано для оценки окислительно-восстановительных условий в бассейне седиментации. Следует, однако, учитывать, что наряду с окислительной средой, повышенное содержание пристана в осадках может быть обусловлено существенным вкладом в ОВ зоопланктона и биомассы бактерий. Состав н-алканов характеризует участие в формировании состава ОВ отдельных биопродуцентов. Основными углеводородами фитопланктона являются С15 и С17 н-алканы. Для наземной растительности характерно преобладание С27, С29 и С31 н-алканов. В прибрежно-морских водорослях преобладают С21, С23 и С25 гомологи. Следовательно, анализ рассмотренного набора хемофоссилий позволяет судить о фациально-генетической природе присутствующего в породах ОВ.

Для определения степени термической зрелости ОВ и нефтей M. Radke, H.Butsinski, P.Garrigues, предложено использовать расчетную отражательную способность витринита (Rc), основанную на различии в термической стабильности отдельных изомеров метилфенантренов. Этот показатель был опробован на большом количестве образцов пород Германии и показал хорошую сходимость с отражательной способностью витринита, определенной оптическим методом.

Исследованию состава и распределения различных классов органических соединений в РОВ и нефтях Западной Сибири посвящены многочисленные работы А.Э. Конторовича, О.Ф. Стасовой, М.М. Колгановой, И.В. Гончарова, Н.И. Ларичкиной, А.К Головко В.С. Вышемирского, Н.П. Запивалова, А.Н. Гусевой, А.С. Фомичева, И.Д. Поляковой, А.Е. Андрусевича, Л.С. Борисовой, В.П. Даниловой, В.И. Москвина, Л.С. Озеранской, и др. Направленность изменения катагенеза ОВ в отдельных стратиграфических комплексах по территории Западной Сибири детально исследован А.Н. Фоминым. Тем не менее, анализ изученности РОВ и нефтей нижней юры Западной Сибири показывает, что имеющиеся данные характеризуют лишь локальные зоны, в пределах одного или нескольких месторождений. При этом рассматривается вся совокупность РОВ и нефтей, залегающих в тюменской свите (нерасчлененная нижняя и средняя юра). В то же время, современные материалы об условиях формирования отложений нижней и средней юры показывают различие в палеогеографических условиях их накопления. Это предполагает наличие отличительных признаков в составе РОВ и нефтей пород этих НГК и диктует необходимость раздельного исследования каждой совокупности.

На основании проведенного анализа литературных данных сформулированы основные цели и задачи диссертационной работы.

2 Методы исследования

Для геохимического исследования РОВ и нефтей использован комплексный подход, включающий различные варианты препаративной, аналитической хроматографии, методы экстракции и спектрофотометрический анализ, который позволил получить данные об особенностях количественного распределения в изучаемых объектах состава углеводородов и металлопорфиринов (рисунок 1).

Рисунок 1 – Общая схема выделения и исследования РОВ и нефтей

3 Геолого-геохимическая характеристика Западно-Сибирского НГП и объектов исследования

Приводятся тектоническая, литолого-стратиграфическая характеристики и схема фациального районирования изучаемого региона по данным В.С. Сурков и др., 1999; Ф.Г. Гурари и др., 2005. Показано, что нижняя юра Западной Сибири представлена чередованием транс­грессивных глинистых: левинский – lv и китербютский – kt (тогурская свита) и регрессивных песчано-алевритовых: зимний – zm, шарапов­ский – srp и надояхский – nd горизонтов. В раннеюрском седиментационном бассейне выделены три фациальные области (ФО): Ямало-Гыданская морская, Обь-Тазовская переходная и Обь-Иртышская континентальная и 20 фациальных зон (ФЗ).

Анализом кернового материала в диссертационной работе охарактеризованы 12 фациальных зон по 74 площадям. Состав и распределение РОВ проанализировано в 252 образцах аргиллитов. Данные о составе хемофоссилий получены также для 35 образцов нефтей и нефтенасыщенных песчаников. Наиболее полно исследована юго-восточная часть Западной Сибири. Схема размещения исследованных площадей на юго-востоке и в целом в Западной Сибири приведена на рисунке 2.

Набор исследованных объектов, включающих РОВ и нефти, залегающие в пределах различных фациальных зон и горизонтов, накапливавшихся в период трансгрессии и регрессии моря позволил выявить общие закономерности в распространении металлопорфиринов и перилена, составе алканов ОВ

Рисунок 2 – Карта расположения скважин, исследованных на распределение и состав РОВ

нижней юры, уточнить обстановки седиментогенеза на различных уча- стках исследованной территории.

4 Распределение и состав рассеянного органического вещества нижнеюрских отложений Западной Сибири

Общее содержание в породах ОВ и содержание его битуминозной составляющей (ХБ) варьирует по разрезу нижней юры и площади распространения отложений.

Рисунок 3 - Изменение средних значений содержания общего органического углерода и битуминозных компонентов по разрезу нижней юры

Отмечено возрастание средних значений Сорг и ХБ вверх по разрезу с падением концентрации в трансгрессивных глинистых, левинском и китербютском горизонтах (рисунок 3). По всем горизонтам фиксируется широкий разброс значений концентрации ХБ. Максимальные концентрации ХБ (>0,3 %) значительно чаще встречаются в регрессивных надояхском и шараповском горизонтах (рисунок 4). В зимнем горизонте высокая концентрация ХБ зафиксирована только в одном образце разреза Таркосалинской площади. Величина среднего значения битумоидного коэффициента () растет вверх по разрезу нижней юры, резко увеличиваясь в надояхском горизонте, где при высокой концентрации битумоида, породы характеризуются низким содержанием Сорг. В латеральном плане максимальные содержания Сорг и ХБ в глинистых породах резервуаров отмечаются в наиболее глубоководных зонах осадочного бассейна, а в глинистых покрышках и нефтематеринских толщах, наоборот, они концентрируются вокруг поднятий.

  Встречаемость повышенного содержания битумоида и изменение средних-3  Встречаемость повышенного содержания битумоида и изменение средних-4

Рисунок 4 – Встречаемость повышенного содержания битумоида и изменение средних значений битумоидного коэффициента по разрезу нижней юры

В юго-восточной части Западной Сибири расчетная отражательная способность витринита колеблется в пределах градаций катагенеза МК2 - МК3 (рисунок 5). На основной части территории катагенез ОВ соответствует градации МК2 (Rc меняется от 0,65 до 0,85).

Рисунок 5 – Схема катагенетической преобразованности РОВ нижнеюрских отложений юго-востока Западной Сибири



Pages:   || 2 |
 





 
© 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.