Способ определения палеотемпературы по газовой составляющей пород

 

Изобретение относится к общей геологии, включая поисковую геохимию на нефть и газ и другие полезные ископаемые. Способ определения палеотемпературы пород по их газовой составляющей заключается в том что отбирают образцы пород, нагревают их и через каждые 10oC определяют состав выделившихся газов. Фиксируют температуру, при которой болев чем в 5 раз увеличивается выход непредельных углеводородов. Палеотемпературу породы определяют по предварительно полученной экспериментальной зависимости особенности состава выделившихся газов от лабораторной и соответствующей ей палеотемпературы для образца породы четвертичного возраста. 4 табл., 2 ил.

Изобретение относится к общей геологии, включая поисковую геохимию на нефть и газ и другие полезные ископаемые.

Конкретно оно направлено на определение палеотемпературы по газовой составляющей пород различного генезиса и определение степени катагенеза для осадочных пород.

Методы определения палеотемператур разнообразны и включают исследования парагенезиса минералов, газовожидких включений, изменения глин в процессе литогенеза и др. Для осадочных пород в основном используется метод отражательной способности витринита [1] Недостатком перечисленных методов является их узкая специализация в плане применения. Метод отражательной способности не применим к изверженным породам и при отсутствии витринита для осадочных.

Наиболее близким по решаемой задаче является способ [2] основанный на ступенчатом нагреве породы 50-60oC, затем 200-350oC и 550-600oC. На каждом из указанных выше температурных интервалов нагрева измеряется суммарное количество углеводородов (УВ), по которым определяются характеристики нефтематеринских пород и степени преобразованности органического вещества пород.

Недостатком этого метода является также узкая специализация, так как метод применяется только для осадочных пород.

Целью изобретения является получение универсального способа определения палеотемператур пород различного генезиса.

Поставленная цель достигается тем, что исследуемый образец нагревают в широком температурном интервале, при этом заданный режим работы установки позволяет получать дискретные данные о составе газа с определением УВ и неуглеводородных компонентов через каждые 10oC, фиксируют наименьшую температуру, при которой скачкообразно (более чем в 5 раз) увеличивается выход непредельных углеводородов, находят эту температуру в графе лабораторная температура (табл. 1) и определяют интервал палеотемператур и градацию катагенеза для осадочных пород.

Обоснованием заявленного способа явились теоретические предпосылки, высказанные авторами, и проведенные экспериментальные данные. Объектом исследования послужили породы четвертичного возраста, органическое вещество которых (Сорг 0,02-0,08%) находится на начальных стадиях преобразования. Эксперимент выполнен пиролиз-хроматографическим методом в широком температурном интервале 30-530oC.

Известно, что абсолютные значения температур при лабораторном моделировании не соответствуют пластовым температурам. Однако по известным термодинамическим параметрам и выходу продуктов генерации углеводородов (УВ) возможно найти эквивалент пластовых и модельных температур. Ряд авторов (Мирошниченко А. М. 1967, Бостик Н. 1975 и др.) по составу керогена провели сопоставление стадий углефикации, пластовых (120-250oC) и лабораторных (370-710oC) температур (фиг. 1).

Воспользовавшись данными Бостика Н. и проэкстраполировав их в область низких температур, установили, что прямые, характеризующие лабораторную и пластовую температуры, пересеклись в точке, соответствующей 26oC. Эта температура характерна для процессов, протекающих в приповерхностных условиях (фиг. 1). Данное значение было взято за начальную температуру при исследовании термодеструкции органического вещества. Дальнейшее повышение температуры проводилось через 10oC с получением дискретных данных по газовому составу (фиг. 2). По особенностям газового пиролизата были выделены температурные интервалы (табл. 1). Из таблицы видно, что пластовые температуры соответствуют значениям энергии разрыва связи. Это объясняются тем, что температура есть отражение энергетического состояния вещества (Фримантл M. Химия в действии, ч. 1, М: Мир, 1991, с. 211). Нарушение последнего может происходить при повышении температуры, что приводит к разрыву межмолекулярных связей. Зная величину энергии связи, можно определить пластовую температуру.

Известно, что современные пластовые температуры, в основном, не соответствуют палеотемпературам. Палеотемпература находится в промежутке между пластовой и лабораторной (Тлаб > Тпалео > Тпласт). При быстро протекающих магматогенных процессах палеотемпература будет приближаться к лабораторной, а в условиях активного прогибания земной коры соответственно к современной пластовой.

Таким образом, по значению лабораторной температуры и особенностям состава газового пиролизата можно определять соответствующие интервалы палеотемпературы и градации катагенеза для осадочных пород.

Примером конкретного применения изобретения является определение интервала палеотемпературы глины четвертичного возраста (образец N 43, Рассейнянская площадь, Литва) (табл. 2). Увеличение выхода C4H8 почти на порядок наблюдается при лабораторной температуре 110oС, что соответствует пластовой 40-6ОoC. Степень катагенеза ПК1.

Вторым примером применения изобретения является определение интервала палеотемпературы и градации катагенеза образца пород на Махновической площади Припятской впадины. При нагревании образца породы и определением состава газа через каждые 10oC зафиксирован скачкообразный (более чем в 5 раз) выход непредельных углеводородов при температуре 290oC, что соответствует степени катагенеза МК1, (табл. 1). Эти данные согласуются с геологическими, основанными на определении степени катагенеза пород по отражательной способности витринита (10 Pa 72-74).

Примером применения изобретения для метаморфических пород является определение палеотемпературы по разрезу Мурунтаусской скважины СГ-10 (1225-3256 м). Было отобрано 125 образцов, по которым выполнен термогазохроматографический анализ. Статистическая обработка полученных данных велась отдельно по 3 литологическим разностям пород: метаалевролиты (n=47), окварцованнные метаалевролиты (n=41) и углистые алевролиты (n=37). В табл. 3 приведены аномальные значения индивидуальных компонентов. Геохимическая характеристика разреза приведена в табл. 4. В интервале глубин до 1270 м выделяется аномалия по CO2. Сравнивая с экспериментальным материалом (табл. 1), видим, что CO2 появляется в интервале температур 140-210oC. В интервале 1300-2082 м отмечается аномалия по H2S. Образование H2S происходит при разрыве связей водорода с серой, азотом и углеродом при температуре более 220oC. В интервале 2239-2811 м фиксируются аномалии по УВ, вплоть до C6H14. Сравнивая полученные данные с табл. 1, видим, что образование УВ до C6H14 в аномальных количествах возможно при температуре до 46ОoC. При более высокой температуре образуются в аномальных количествах УВ более легкого состава, что зафиксировано в скважине СГ-10 на глубине более 2811 м. Таким образом, в интервале глубин 1253-3072 м выделена температурная ступень 210-350-470oC, которая согласуется с геологическими данными: 250-350-450oC в интервале глубин 1600-3125 м, свидетельствующими об усилении степени регионального метаморфизма в данном регионе (Кременецкий А.А. Лапидус А.В. Скрябин В.Ю. Геолого-геохимические методы глубинного прогноза полезных ископаемых. М. Наука, 1990 г. с. 70).

Формула изобретения

Способ определения палеотемпературы пород по их газовой составляющей, заключающийся в том, что отбирают образцы пород, осуществляют их ступенчатый нагрев и определяют состав выделившихся газов, по особенности которого судят о палеотемпературе, отличающийся тем, что предварительно осуществляют нагрев образца породы четвертичного возраста, органическое вещество которой находится на начальной стадии преобразования, с шагом через 10o и определяют зависимость состава выделившихся газов от лабораторной и эквивалентной ей пластовой температуры, затем нагревают исследуемый образец и через каждые 10o фиксируют состав выделившихся газов, определяют температуру, при которой скачкообразно более чем в 5 раз увеличивается выход непредельных углеводородов, и по этому составу газа в соответствии с предварительно полученной зависимостью определяют палеотемпературу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазовой геологии и геофизике и может быть использовано при поисках и разведке структурно-литологических залежей углеводородов в геологических регионах с развитием клиноформных образований

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а более конкретно к обнаружению, картированию и мониторингу ореолов загрязнения в грунтах, горных породах и подземных водах

Изобретение относится к области геофизики, в частности к области экологических исследований, и может быть использовано при поиске утечек и зон загрязнения земли и водоносных слоев продуктами переработки нефти

Изобретение относится к способам воздействия на естественные процессы и явления и может быть использовано для предотвращения взрывного извержения вулкана центрального типа и попутного получения геотермальной энергии

Изобретение относится к разведке рудных полезных ископаемых и может быть применено для определения среднего содержания полезного компонента в заданном объеме рудного тела с неравномерным, весьма неравномерным и крайне неравномерным распределением полезных компонентов

Изобретение относится к геохимическим методам поисков и может использоваться для оценки нефтегазоносности территорий и поисков месторождений нефти, газа, битумов

Изобретение относится к области разработки месторождений рудных полезных ископаемых, в частности к извлечению урана из месторождений гидрогенного типа, за счет процессов подземного выщелачивания, и может быть использовано для экспрессного контроля интенсивности протекания процессов и их распространения в разрабатываемых пластах

Изобретение относится к геологическим методам поисков и разведки и может быть использовано для геологического обоснования проведения поисково-разведывательных работ

Изобретение относится к сейсмологии, в частности к прогнозированию землетрясений, и может быть использовано при создании систем прогнозирования землетрясений и управления перераспределением упругой энергии в земной коре
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для мониторинга напряженного состояния земной коры и прогноза места, времени и силы землетрясений

Изобретение относится к области геофизики и предназначено для использования в службах прогнозирования землетрясений, тектонических и техногенных подвижек

Изобретение относится к геофизике, преимущественно к способам, относящимся к сейсмическим процессам, и может быть использовано для предотвращения землетрясений

Изобретение относится к разведочной геофизике, конкретно к сейсмической разведке, и предназначается для использования при прямых поисках и разведке залежей нефти и газа в сложнопостроенных структурах осадочной толщи

Изобретение относится к области геофизики и может быть применено для поиска электромагнитных предвестников землетрясений

Изобретение относится к преобразованию и расшифровке картографических изображений и может быть использовано для прогнозирования месторождений нефти и газа до начала геологоразведочных работ
Наверх