Способ поисков месторождений гелия
Изобретение относится к области поисковой геологии и может быть использовано для поиска месторождений гелия. Цель изобретения - целенаправленный поиск месторождений гелия в областях распространения многолетнемерзлых толщ. В исследуемом регионе измеряют пластовые давления и температуры, выявляют зоны, благоприятные для образования газовых гидратов, и по их наличию судят о наличии месторождений гелия.
Изобретение относится к области поисковой геологии и может быть использовано для целенаправленного поиска месторождений гелия. Целью изобретения является целенаправленный поиск месторождений гелия в областях распространения многолетнемерзлых толщ. Изобретение основано на принципиально новом механизме образования промышленных скоплений гелия, отличном от известного. По традиционным представлениям повышенные концентрации гелия в земной коре объясняются повышенной радиоактивностью вмещающих пород. Гелий образуется как продукт распада некоторых радиоактивных элементов благодаря своей высокой миграционной способности, перемещается на большие расстояния и может скапливаться в благоприятных для этого ловушках, в частности, совместно с углеводородными газами. Однако существует другой, неизвестный ранее, механизм образования гелиевых месторождений промышленного характера, суть которого в следующем. Известно, что гелий в непромышленных концентрациях содержится практически во всех природных газовых скоплениях и потоках. Природные газы в определенных термодинамических условиях образуют газовые гидраты. Гелий же в газовые гидраты не переходит. При образовании гидратов остаточная газовая смесь обогащается гелием. Считают, что если газовое скопление с непромышленным содержанием гелия попадает, например, в результате воздымания в зону гидратообразования этот процесс начинается в наиболее приподнятой части ловушки на контакте с флюидоупорной покрышкой. То же самое происходит и при уменьшении температуры в ловушке за счет внешних факторов, например под влиянием процесса формирования зоны многолетней мерзлоты. В обоих термодинамически эквивалентных случаях в толще над ловушкой образуется мощный газоупорный экран из газовых гидратов. Дальнейший процесс гидратообразования в ловушке сопровождается уменьшением объема газовой фазы в среднем в 180 раз. Некоторые отклонения от этого значения обусловлены различиями в составах попутных газов. Это приводит к падению давления в ловушке и вызывает приток новых порций газовой смеси из сообщающихся с нею пластов и каналов миграции, что способствует дальнейшему образованию гидратов и обогащению газовой смеси гелием. При этом наиболее существенным моментом этого процесса является то, что общие запасы гелия в ловушке увеличиваются и приобретают промышленное значение. Следует отметить, что сочетания давлений и температур, необходимые для протекания процесса гидратообразования, соответствуют реальным термобарическим условиям в зоне распространения многолетней мерзлоты, занимающей около трети территории СССР, а также в породах дна акваторий морей и океанов. По современным представлениям зона распространения многолетней мерзлоты не характеризуется повышенными концентрациями радиоактивных элементов, а следовательно, и повышенной гелиеносностью. Поэтому она до сих пор не считалась перспективной на промышленную гелиеносность. Способ реализуют следующим образом. В исследуемом районе измеряют пластовые давления и температуру. Выделяют зоны этих параметров, благоприятные для протекания процесса гидратообразования. При наличии потенциальной газовой ловушки определяют фазовое состояние газов выше ее по разрезу. Так как наращивание зоны гидратов происходит вниз по разрезу по мере поступления газов во вмещающие породы, эти определения выполняют значительно раньше вскрытия газовой фазы скопления. В этом случае, если в породах обнаружено присутствие газовых гидратов, делают вывод о наличии месторождения гелия ниже по разрезу. В том случае, когда в зоне, благоприятной для гидратообразования, имеется несколько потенциальных ловушек, по результатам исследования первой из них можно сделать вывод о перспективности всех остальных ловушек.
Формула изобретения
СПОСОБ ПОИСКОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ГЕЛИЯ, включающий обнаружение газовых ловушек в земной коре и их разбуривание с отбором и анализом проб, отличающийся тем, что, с целью целенаправленного поиска месторождений гелия в областях распространения многолетнемерзлых толщ, предварительно в исследуемом регионе измеряют пластовые давления и температуры, выделяют зоны, благоприятные для образования газовых гидратов, определяют в этих зонах фазовое состояние газов и по наличию газовых гидратов судят о наличии месторождений гелия в ловушках, расположенных ниже зоны гидратообразования.
