Биогеохимический способ поисков месторождений нефти и газа

 

Союз Советски к

Социалистически,к

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iii894658 (6l ) Дополнительное к ввт. саид-ву(22)ЗаЯвлено 14.03.80 (21) 2894328/ 18-25 с присоединением заявки 1тй (23 ) Приоритет— (5! )М. Кл.

G 01 V 9/00

Ркударстеаивй кемктет

СССР ае двлпм кмбрвтек11 н откритк11

Опубликовано 30. 12. 81 ° Бюллетейь 1тЪ 48

Дата опубликования описания 30. 12. 8 1 (53) УДК 550. ,83(088,8) Л,Г. Комогорова, Е.В. Стадник, Л.В. (72) Авторы изобретения и Н.Е. Журавель

Фю !Ц1ф -lÄÄö

Пл!" ЕЩЯО

1 нс тХЩИНЦ@т!ной тве!щи(ф единения

Всесоюзный научно-исследовательский геофизики и геохимии Научно-проиэво с

"Союзгеофизика" (71) Заявитель (54) БИОГЕОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОИСКОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

НЕФТИ И ГАЗАИзобретение относится к нефтегазовой геологии и направлено на поиски нефтегазовых месторождений. Оно может быть использовано также при оконтуривании газового пузыря газохранилищ и зон растекания промышленных угле- водородных и иных стоков.

Известен гесхимический способ поисков нефтяных и газовых месторождений, который состоит в отборе образцов подпочвенного слоя, а также керна и шлама при бурении скважин, в их анализе,на содержание закисных форм металлов, например, двухвалентного железа (1J.

Однако существующий способ требует довольно трудоемких операций по отбору проб грунта и подпочвенного слоя и бурения скважин. Интерпретация данных нри этом сложна и неоднозначна, так как содержание закисных форм металлов в пробах грунта может зависеть от многих причин, а конкретность аномальных эон низкая.

Известны биогеохимические способы излучения растительности и грунтов, разработанные для поиска рудных месторождений, залегающих на глубинах до 30-50 м (2).

Цель изобретения — повьппение эффективности поисков месторождений нефти и газа.

Поставленная цель достигается тем, что в каждой точке опробования производят одновременньп1 отбор проб гумусового горизонта почвы и доминирующей растительности, определяют в них содержание металлов, например, железа, марганца, меди, кобальта, цинка, хрома, а в растительности, кроме того, еще фосфора и бора. Далее е помощью комплекса построений по соотношениям концентраций металлов в растительности и концентрации их в почве в каждом пункте опробования и по повьппенным значениям содержаний бора и фосфора в растительности ло кализуют плановое положение залежи нефти и газа.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что проба грунта берется из гумусового горизонта почвы с глубины 5-!О см.

Другое отличие состоит в том, что в этой же точке одновременно берут пробу укоса травы и пробу древесной или кустарниковой растительности доминирующего вида в виде листьев и мелких веток. Бсе пробы анализируют на содержание металлов, особенно поливалентных, например, железа, марганца, меди, кобальта .

Б пробах растительности определяют, кроме того, фосфор и бор.

Третье отличие заключается в том, что рассчитывают отношение концентраций поливалентных металлов в растительности к содержанию их в почве в каждой точке отбора. Это отношечие изменяется в зависимости от окислительно-восстановительных условий в верхней зоне литосферы. Уста1 новлено, что оток углеводородов, мигрирующих от залежи к поверхности, характеризуется восстановительной средой. Ряд поливалентных металлов, например, железо, марганец, медь, ванадий, кобальт в условиях восстановительной среды меняет валентности и степень подвижности. 1 ак извест— но, растительность усваивает и накапливает элементы, находящиеся в подвижной сзорме, т.е. хорошо растворимые. Нерастворимые элементы накапливаются в почве. Например, в условиях восстановительной среды двухвалентное железо, марганец, и кобальт подвижны, хорошо мигрируют и накапливаются растительностью при одновременном выносе их из поч— вы. В окислительной обстановке железо и кобальт присутствует в основном в окисном, трехзалентном, а марганец — в четырехвалентном состоянии, что обуславливает их слабую подвюкность, а тем самым дефицит в растительности и накоплении в почве. Другие элементы, например, медь, хром, цинк, свинец, ванадий, никель, подви>кны г окислительной среде, а в восстановительных условиях образуют нерастворимые соединения, мигрируют слабо, . растительности над залежью их ментоне. Величина соотношения концентр;.. ий элементов более контрастна, чем величина

10 !

55 ношения содержания металлов в растениях и содержанию их в почве можно локализовать зону вос" становительных условий, приуро" ченную к зоне подтока углеводородов.

Б зависимости от геоморфологии и литологии определенного ландшафта могут образовываться и локальные геохимические аномалии. Для разработки их используют характеристику растительности по содержанию в ней фосфора и бора, концентраций которых увеличиваются над месторождениями нефти и газа, Предпосылкой такого утверждения является геохимический спектр, построенный для эталонных площадей, на котором фиксируются зоны накопления определенных элементов, в первую очередь, фосфора и бора. 3 природных водах фосфор содержится в нич>тожных количествах (сотые и десятые доли мг/л) вследствие низкой растворимости его соединений и поглощения их живыми организ".1ами. Его концентрация не зависит от минерализации, глубины и литологиь, вмещающих пород. В приконтурных водах содержание фосфора увеличивается до целых долей мг/л. Исходя ,из этого, можно полагать, что фосфор попадает в подземные воды, в основ-! ном, нз залежеи углеводородов и при соответствующих условиях его можно использовать как прямой показатель нефтегазоносности. Наиболее отчетливо выделяются по фосфору газовые, газоконденсатные залежи и залежи легких нефтей. Теоретическое обоснование максимальной концентрации бора находится в стадии разработки.

Зона повышенных значений содержания б>осфора и бора в растительности корректируют зону восстановительных условий по металлам, позволяя локализовать местоположение залежи углеводородов., Биогеохимические поиски по предлагаемому способу проводились на эталонной площади Целковского газохранилища с глубиной залегания газового пузыря 700 м и известным контуром газоносности. Съем проведен но ленточному профилю, пересекающему струк894658

4 концентраций. Такой же смысл имеют отношения различных металлов в растительности или почве, например, отношения марганца к.меди, бора к цинку и т.д.

Таким образом, по изменению соот894658 б

2 м от земли, весом до 100 г. Пробы высушивали, сжигали и в золе спектральным анализом определяли 19 зле;ментов. Элементы, меняющие свое со1

В держание над залежью, рассматриваются как индикаторные. Это фосфор, бор, марганец, медь, хрсм, цинк, жеI леэо, кальций и другие.

34 В табл. 1 приведены средние значения концентриций элементов и их отношений в растительностй и почве . в зонах внутри контура газоносности и законтурной.

Т а б л и ц а 1 Отношение концентрации элеиеитон и растительности к концентрации в почве трук» тури ое ицантрации еиеитов !

О Х

Виды лроб олове

Г Г

Си Г» 2и 4) P В Нп

Зола укоса травы

Над углеводаyîäíîé зоной 480

16 323 8,2 т

6,5 1,7 1,9 0,65 2,3. 1,24 1,4 51

Законтурная зона 290

4 87

5,6 2 0,75 1, 0,25 1,34 0,4

0,3 18

Зола бере"

8Ы

Я ад у1» леводородиой воной о

21 061 35 04

18 20 2,8!

090

49 532

1,8 88

Закоитуриая зона

В эоле березы

570 52 40) !!. 26 3,5 2,6 0,77 4,0 0,35 0,7 51

Отношение поливалентных металлов, ЗЗиодного вида проб тоже дифференцинапример, марганца к меди, внутри- руется по отношению к залежи (табл.2).

Таблица 2

Отношение марганца к меди

Структурное положение

Укос

Береза Почва травы

Пад углеводородной зоной

100 76

Законтурная зона

20

Кроме того, зольность элементов во всех видах проб увеличивается над залежью на 20-25Х.

Таким образом, приведенные материалы показывают по содержаниям в растительности и почве фосфора, бора, поливалентных металлов и ряда других элементов, характерных для кажтуру с выходом в законтурные зоны.

На газохранилище были отобраны в

25 точках пробы грунта, укоса травы и листьев березы. Пробы отбирали через 1-2 км в бумажные пакеты. В каждой точке на типичном незагрязненном участке срезали укос травы с куска дерна размером 1Ох!0 см. из этого же куска отбирали пробу гумусового горизонта почвы весом 75-100 г. С близрастущих молодых деревьев березы (желательно одного возраста — до

10 лет, высотой 4-5 гл) отбирали листья и мелкие ветки на высоте 1,5дого конкретного ландшафта, существенные отличия законтурной зоны от сводовой (продуктивной), что и поло» жено в основу данного изобретения.

Использование предлагаемого спо-! соба биогеохимического поиска месторождений нефти и газа обеспечивает по сравнению с существующим способом.

8946 следующие преимущества: возможность применения при любой глубине залегания углеводородной залежи; оперативная оценка нефтегазоносности территории с минимальными затратами средств и времени; возможность реализации в любое время года и в любых природно-ландшафтных условиях — в открытых районах с использованием автотранспорта,,в труднодоступных районах lO вдоль речных долин с использованием плавсредств..

Экономическая эффективность изоб/ ретения достигается в результате сокращения непроизводительных работ по бурению неглубоких (до, 20-,30 м) и структурно-геохимических (до 400600 м) скважин, которые предусматриваются существующей стадийностью геохимических,поисков месторождений

1 нефти и газа. Кроме %ого, .ревизия накопленного громадного материала по металлометрическим съемкам грунтов и анализам почв путем механизированной их обработки с учетом данS ного изобретения может дать новые направления поисковым работам на нефть и газ.

Формула изобретения

Биогеохимический способ поисков

30 месторождений нефти и газа, 58 8, включающий отбор грунтовых проб, их анализ на содержание ряда элементов, выделение зон с аномальными концентрациями элементов, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности поисков, в каждом пункте опробования пройзводят одновременный отбор проб гумусового горизонта почвы и доминирующей растительности, определяют в них содержание металлов, например, железа, марганца, меди, кобальта, цинка, хрома, а в растительности кроме того, еще фосфюра и бора, затем с помощью комплекса построений по соотношениям концентрициЛ метадлов в растительности и концентрации их в почве в каждо1ч пункте опробования и по йовышениым значениям содержаний бора и фосфора в растительности1локализуют плановое положение зале»л нефти и газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 2310291, кл. 23-232, опублик. 1948.

2. Малюга Д.П., Биогеохимический метод поисков рудных месторождений.

М., 1963, с. 1-248 (прототип).

Составитель М. Кузин

Редактор Е. Папп Техред М. Надь Корректор Л. Шеньо

Заказ 11484/76 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, )К-35 Раушская наб.д д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4