Способ геохимической разведки Советский патент 1993 года по МПК G01V9/00 

Изобретение относится к нефтегазовой геологии и предназначено для использования при проведении поисковых работ на нефть и газ.

Известен биохимический способ поисков нефтеперспективных площадей, основанный на отборе проб растений, приготовлении из них водных и стенокислых вытяжек, определением в них содержания соответственно натрия и калия или цинка и кадмия и суждении о плавном положении залежей нефти по локализации на площади исследования аномальных значений отношений содержания натрия и калия или цинка и кадмия.

Однако применение такого способа связано со сложной и неоднозначной интерпретацией данных, так как содержание водорастворимых и выщелачиваемых форм металлов в растениях может зависеть от многих причин, а конкретность аномальных зон невысока.

Прототипом является комплексный .биогеохимический способ поисков месторождения нефти и газа, включающий одновременный отбор проб гумусового горизонта почвы и доминирующей растительности, определение в них содержания металлов, например железа, марганца, меди, кобальта, цинка, хрома, а в растительности, кроме того, фосфора и бора. По соотношениям концентраций металлов в растительности и концентраций их в почве

s|

со

ON 4

О

о

в каждом пункте опробования и по повышенным значениям содержаний бора и фосфора в растительности локализуют плановое положение залежи.

Недостатками этого способа являются его высокая зависимость от петрохимических особенностей материнских почвообразующих пород, низкая контрастность аномальных зон, неоднозначность получаемых результатов вследствие невозможности определения металлогенических особенностей структур в зонах нефтегазонакопления, что существенно снижает надежность выявления залежей нефти и газа.

Целью изобретения является повышение надежности выявления нефтегазоперс- пективных участков.

Цель достигается тем, что по способу геохимической разведки, включающему отбор проб горных пород и растительности вдоль водотоков, разделение проб горных пород на фракции и их анализ на содержание химических элементов, пробы пород разделяют на две фракции - более 0,1 мм и менее 0,1 мм, первую анализируют на Si, AI, Ti и Y, а вторую - на Нд, а пробы растительности анализируют на Ва, Си, Pb, Zn и Ад, результаты анализов фракции более 0,1 мм и проб растительности пересчитывают на соответствующие аддитивные показатели нормированных концентраций, строят карты распределения указанных аддитивных показателей и Нд и отождествляют объекты, характеризующиеся распределением аномальных значений аддитивных показателей и Нд в ряду Si, AI, Ti и Y - Ва, Си, Pb, Zn и Ag - Hg - Ва, Си, Pb, Zn и Ag - Si, Al, Ti и Y с нефтегазоперспективными участками.

Способ основан на установленной закономерности существования специфической геохимической обстановки в перекрывающих залежи углеводородов породах. Вертикально мигрирующие из залежи углеводородные и неуглеводородные флюиды изменяют физико-химическую обстановку в поверхностных отложениях, что фиксируется в различной степени выраженных процессах окремнения, карбонати- зации, сульфидизации, накоплении и перераспределении широкой группы химических элементов карбонатов, сульфитов и др. Особенно контрастно эти процессы протекают в пределах площадей, испытавших воздымание, в результате которого верхние горизонты отложений оказались размыты водотоками. На таких площадях в поверхностных отложениях формируется определенная латеральная геохимическая зональность, выражающаяся в последовательной дифференциации минеральных образований при эрозии и выветривании. При этом наиболее легкие новообразования кремнистого типа имеют наибольший ореол рассеивания и сохраняются только в грубообломочной (более 0,1 мм) наименее вывет- релой части поверхностных отложений. Именно при таком размере частиц горных пород удерживаются образовавшиеся в результате вертикальной миграции углеводо0 родных флюидов легкие новообразования кремнистого типа, содержащие повышенные концентрации Si, AI, Ti, Y. Во фракции менее 0,1 мм вторичные кремнистые минералы не сохраняются в связи с их растворением,

5, что приводит к рассеиванию указанных элементов.

Одновременно в мелкой (менее 0,1 мм) фракции поверхностных и приповерхност- ных отложений в присводовой части неф0 тегазоносных площадей, испытавших воздымание, накапливаются тяжелые сульфидные минералы. Они содержат ассоциации сульфидообразующих металлов Ва, Си, Pb, Zn и Ag. Однако эти элементы дают бо5 лее контрастные аномалии не по литогйохи- мическим съемкам, а по биогеохимичеЬким (фитогеохимическим), так как лучше накапливаются и сохраняются в растительности. Это обусловлено тем, что минеральное пи0 тание растений формируется преимущественно в трех направлениях: 1) ионный обмен между минеральной матрицей; 2) поступление металлов в растения из органических комплексов; 3) поступление

5 металлов из водной фазы почв. В этой элементы Ад и Си в процессе выветривания сульфидных минералов накапливаются преимущественно в металлоорганических формах, Pb и Zn интенсивно переходят в водную

0 фазу почв, а Ва наиболее трудно вытесняется из. минералов и поступает в растения в процессе ионного обмена, Таким обрйзом, биогеохимические показатели более надежно фиксируют аномальное содержание ука5 занных сульфидообразующих металлов над залежами углеводородов.|

Из сульфидных минералов наиболее тяжелыми является киноварь. Этот Минерал очень характерен для нефтегаз онос0 н ых площадей и концентрируется1, как правило, над сводом структуры, та|к как обладает незначительным радиусом механической миграции. Наиболее контрастные ртутные аномалии формируются в

5 монодисперсной (менее 0,1 мм) фрЬ кции почв и поверхностных отложений. Это связано с сорбцией ртути глинистыми и органическими материалами и накоплением ртутной минерализации в процессе ывет- ривания исходных почв.

Таким образом, нефтегазоносные площади характеризуются строго определенной геохимической зональностью, а именно когда аномалии ртути заключены между аномалиями литогеохимиче- ского и биогеологического модулей. Этот критерий в отличие от ранее известных является существенно более надежным показателем наличия на глубине залежи углеводородов, так как аномалии лито- и биогеохимических показателей в совокупности с аномалиями ртути в центре отличаются не только большей контрастностью, но и контролируют нефтегазоносность на глубине строго определенной латеральной геохимической зональностью.

Способ реализуется следующим образом. По результатам выявления площадей с антиклинальными структурами на глубине выделяют площади, испытавшие возды- мание в современную эпоху, С помощью топографических карт в пределах таких площадей устанавливают линии основных водотоков. По указанным водотокам проводят комплексную геохимическую съемку с отбором проб поверхностных отложений и доминирующей растительности. Пробы поверхностных отложений разделяют известным способом на фракции более 0,1 мм и менее 0,1 мм. Во фракциях проб более 0,1 мм спектральным методом определяют содержание Si, Al, Ti и Y. Величины содержаний элементов подвергают статистической обработке и нормированию по стандартному отклонению; Для каждой точки отбора проб суммируют нормированные концентрации этих четырех элементов и получают значения литогеохимических аддитивных показателей. Эти значения наносят на линии отбора проб (линии водотоков), зафиксированные на топокартах. Площади со значениями литогеохимических аддитивных показателей, превышающих верхний предел фона, подвергают дальнейшему геохимическому излучению, а именно во фракции пробменееО,1 мм атомно-абсорбционным методом определяют содержание ртути. В фито- геохимических пробах из тех же точек отбора после озоления растительности спектральным методом определяют концентрации Ва, Си, Zn, Pb и Ад. Полученные значения подвергают статистической обработке и нормированию данных. Для каждой точки отбора проб путем суммирования нормированных значений концентраций указанных элементов значения биохимического аддитивного показателя их нормированных концентраций. Итоговую комплексную геохимическую информацию - значения лито- и биогеохимических аддитивных показателей

и содержаний ртути наносят на линии водотоков, пересекающих выделенные площади, испытавшие воздымание. Выбирают площади, в пределах которых аномалии концентрации ртути в почвах заключены между аномалиями лито- и биогеохимического аддитивных показателей, отождествляют их с нефтегазоперспективными участками и рекомендуют к вводу в поисковое бурение.

0 Способ опробован в районах Западного Казахстана и Восточной Сибири. При реализации способа производился отбор проб горных пород по профилям и отбор проб растительности вдоль водотоков: полыни

5 черной (Западный Казахстан) и лиственницы даурской (Восточная Сибирь). В Западном Казахстане исследовалось нефтяное месторождение Кенкияк, а в Восточной Сибири - перспективная Чириндинская струк0 тура.

Отобранные пробы горных пород разделялись на две фракции - более 0,1 мм, в которой определялись химико-спектральными методами концентрации Si, Al, Ti, Y, и

5 менее 0,1 мм, в которой высокоточным методом атомной абсорбции определялись содержания ртути. Пробы растений озолялись при температуре 550-бОО°С в муфельной печи и в золе растений методами эмиссион0 ной спектроскопии определялись концентрации Ва, Си, Zn и Ад.

Полученные аналитические данные обрабатывались на ЭВМ по программам стандартизации выборочных рядов. В каждой

5 точке опробования выявлялось нормирование (с учетом выборочного среднего и стандартного отклонения) значение концентраций Si, Al, Ti, Y в горных породах и Ва, Си, Pb, Zn и Ад в золе лиственницы и

0 полыни.

Из полученных значений нормированной концентрации отдельно по горным породам и растительности рассчитывались аддитивные показатели Si, Al, Ti, Y и Ва, Си,

5 Pb, Zn и Ад. Полученные значения выносились на топокарты структур и объединялись в совокупности проб по структурным признакам: 1 - свод структуры (месторождение); 2 - периферия структуры (точки в

0 пределах обрамляющих изогипсы структуры); 3 - ближний фон с расстоянием от 0 до 3 км от зоны ВНК или последней замкнутой изогипсы; 4 - дальний фон - точки на удалении от структуры более 10 км.

5 Для месторождения нефти Кенкияк установлена четкая зональность рядов аддитивных показателей в ряду Нд - Ва, Си, Pb, Zn, Ад-Si, Al, Ti, Y.

Для непродуктивной Чириндинской структуры (непродуктивность подтверждена глубоким бурением скважины ЧР-271) зональность аддитивных показателей не обнаружена, что подтверждает надежность предложенного способа геохимической разведки.,

Положительный эффект от применения данного способа заключается в более надежном выделении нефтегазоперспектив- ных площадей среди выявленных площадей с предполагаемыми антиклинальными структурами, что позволяет е последующем более точно и в оптимальных объемах проводить дальнейшие нефтегазопоисковые работы с применением наземных геофизических методов и.бурения,.

Фор мула изобретения Способ геохимической разведки, включающий отбор проб горных пород и растительности вдоль водотоков, разделение

проб горных пород на фракции и их анализ на содержание химических элементов,о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежности выявления нефтегазоперсИек- тивных участков, пробы пород разделяют на две фракции - более 0,1 мм и менее 0,1 мм, первую анализируют на Si, AI, П и Y, а вторую йа Нд, а пробы растительности анализируют на Ва, Си, Pb, Zn и Ад, результаты анализов фракции более 0,1 мм и проб растительности пересчитывают на соответствующие аддитивные показатели нормированных концентраций, строят карты распределения указанных аддитивных показателей и Нд и отождествляют объекты, характеризующиеся распределением аномальных значений аддитивных показателей и Нд в ряду Si, Ai, Ti и Y -Ва, Си Pb, Zn и Ag - Hg -Ba, Cu, Pb, Zn и Ag-S i, Ai, Ti и Y, с нефтегазоперспек- тивными участками.

Использование: нефтегазовая геология. Сущность: по способу геохимической разведки, включающему отбор проб горных пород и растительности вдоль водотоков, разделение проб горных пород на фракции и их анализ на содержание химических элементов, дополнительно выделяют фракцию пород более 0,1 мм и анализируют на Si, A, Ti, Y и фракцию менее 0,1 мм, которую анализируют на Нд, пробы растительности анализируют на Ва, Си, Pb, Zn и Ад результаты анализов фракций более 0,1 мм и проб растительности пересчитывают на соответствующие аддитивные показатели нормированных концентраций,строят картины распределения указанных показателей и Нд и отождествляют объекты, характеризующиеся распределением аномальных значений аддитивных показателей и Нд в ряду Si, Al, Ti и Y - Ва, Си, Pb, Zn и Ад - Нд - Ва, Си, Pb, Zn и Ад - Si, Al, Ti и Y с нефтегазоперс- пективными участками. ел С