Расширение уровня информативности метода термогазовой хроматографии (по результатам экспериментальных работ на керне Ен-Яхинской сверхглубокой скважины СГ-7)

Исследования газов пород проводи-     Анализы были выполнены при трёх тем- лись методом термогазовой хроматографии (ТГХ), который основан на изучении газов, извлекаемых из измельченной породы при кратковременном нагревании до 200˚С. Согласно методике, именно при этой температуре извлекаются газы, свойственные самой породе. Количество деструкционных углеводородов (УВ) мало и не оказывает существенного влияния на выход газов. Методика исследования направлена на выявление полей аномальных концентраций УВ в разрезах скважины и по площадям опробования.

Объектами эксперимента стали 7 образцов пород Ен-Яхинской скважины, отобранные в широком диапазоне глубин 3000–7000 м и в большом интервале катагенетической преобразованности органического вещества стадий МК 2 – АК 3 (табл. 1).

пературах: 90, 200, 300⁰С. Выбор температур не случаен: приборы типа Rock-Eval при 90⁰С определяют параметр S 0 (содержание газовых компонентов в породе); при Т=200⁰С работает метод ТГХ. 300⁰С были выбраны для отслеживания процессов воздействия на породу более высокой температуры.

Результаты анализов представлены на диаграммах. Для корректного сравнения результатов выбраны нормированные показатели: отношение метана, суммы предельных УВ и суммы непредельных УВ к Сорг.

Эксперимент показал, что при Т = 900С количество извлекаемых газов очень мало, так как выделяются только слабосвязанные газы. Более ярко и наглядно состав газа виден при нагревании породы до 2000С, при этом наряду со слабосвязанными выделяются и глубокосорбированные газы. На рис. 1 просматривается сходство качественного состава газа при 90 и 2000С.

Таблица 1 . Характеристика образцов керна

Глубина отбора, м	№ образца	Порода	Стратиграфическое положение	Сорг, %	Стадия катагенеза
3624,1	16	Аргиллит	Ачимовская толща	0,49	МК 2
3628,74	50	Алевролит	Ачимовская толща	0,42	МК 2
3969,62	414	Углистый аргиллит	Тюменская свита	9,75	МК 2
3975,89	458	Аргиллит с углем	Тюменская свита	11,47	МК 2
5989,12	1926П	Песчаник с углистыми включениями	Варенгаяхинская свита	0,07	АК 2
5990,97	1935-н	Аргиллит	Варенгаяхинская свита	0,08	АК 2
6933,08	3187П	Базальт	Коротчаевская свита	0,47	АК 3
Дальнейшее нагревание породы привело к резкому увеличению значений всех соотношений, а именно метана, предельных и в особенности непре-			дельных УВ к Сорг, что говорит об активном протекании процесса термодеструкции ОВ и существенно искажает первичный состав выделившихся газов (рис. 2).

Рис. 1 . Показатели состава газа при 90 и 200 ⁰ С

Рис. 2. Вариации основных газовых соотношений с Сорг при разных температурах, ^оС

Тем самым проведенная работа под-

ОВ (0,07 %) в нём определено аномально твердила, что из приведенного диапазона температур для определения качественного и количественного состава газовой фазы наиболее оптимальной является температура 2000С.

Вне зависимости от концентрации ОВ все образцы показали высокие или повышенные концентрации метана и его гомологов. Удивил образец 1926 (песчаник с углистыми включениями)

высокое содержание УВ газов, что привело нас к заключению об удерживании этим образцом эпигенетичного газа (песчаник – хороший коллектор). На диаграмме отчетливо видна разница в составе газов, десорбированных из близкозалегающих образцов с приблизительно равными содержаниями Сорг и степенью катагенеза. Из этого следует, что, используя метод ТГХ, можно косвенно определять влияние эпигенетичного

Рис. 3 . Газы ТГХв образцах 1935 и 1926

Рис. 4 . Содержание изо и н-соединений в образцах 50, 414, 458

Другим примечательным фактом для нескольких образцов служит полученное в эксперименте превалирование в несколько раз газов изостроения над их гомологами нормального строения (рис. 4).

Известно, что под влиянием глинистых пород состав УВ газа в основном изменяется в сторону увеличения изомеров бутана и пентана. Таким образом, используя метод ТГХ, по составу газа можно уточнять влияние литологии.

Каждый этап катагенеза подчинен определенным закономерностям, связанным с изменением количества и качества углеводородов, выделяемых в процессе преобразования ОВ.

Рассмотрим таблицу значений соотношений метана, предельных и непредельных УВ к Сорг (табл. 2).

Из таблицы видно, что суммарное содержание метана и предельных УВ образца 16 доминирует над содержанием непредельных УВ, причем концентрация гомологов выше, чем метана, из чего можно предположить, что ОВ на данной глубине находится в ГЗН.

Далее по глубине фиксируется резкое понижение коэффициентов, что свидетельствует о перестройке структуры ОВ: УВ непредельные превалируют над суммой СН 4 и ТУпредельного ряда.

Таблица 2. Величины отношений газовых компонентов к Сорг

Глубина, м	№ образца	СН 4 /Сорг, см3/10г	ТУпред /Сорг , см3/10г	ТУнепред/ Сорг , см3/10г	Н 4 +ТУпр, см3/10г	Геохимическая информативность
3624,1	16	0,09	0,10	0,17	0,19	(СН 4 +ТУпр)>ТУнепр; ТУпр>СН 4	ГЗН
3969,62	414	0,03	0,03	0,063	0,060	(СН 4 +ТУпр)<ТУнепр понижение коэффици-нта	выход из ГЗН
5989,12	1926П	9,27	1,36	3,92	10,63	Примесь эпигенетичного газа искажает зависимость
5990,97	1935-н	0,600	0,038	0,595	0,64	(СН 4 +ТУпр)>ТУнепр, ричем СН 4 >ТУпр	ГЗГ
6933,08	3187П	0,12	0,01	0,23	0,13	ТУнепр>(СН 4 +Тупр)	выход из ГЗГ

Примечание. ТУпр – тяжелые углеводороды предельного ряда; ТУнепр – тяжелые углеводороды непредельного ряда, ГЗН – главная зона нефтеобразования; ГЗГ – главная зона газообразования.

В образце 1926П примесь эпигенетич-ного газа искажает зависимость от катагенеза.

В образце 1935н сумма метана и предельных УВ вновь превышает содержание УВ непредельного ряда, причем основная доля приходится на метан, что характерно для ГЗГ.

ОВ базальта на высокой стадии катагенеза находится на ступени преобразования, свидетельствующей о выходе из ГЗГ.

Таким образом, закономерные изменения качественных и количественных показателей газовой фазы позволяют в какой-то мере косвенно судить о стадии ка-тагенетического преобразования ОВ.

На основании всего вышесказанного можно сделать следующие выводы:

• 1)    по суммарному содержанию УВГ можно выделить образцы с аномальными концентрациями для рассмотрения процессов их обогащения, в частности диагностировать примесь эпигенетичного газа;

• 2)    по составу газовой фазы можно уточнять влияние литологии;

• 3)    закономерные изменения качественных и количественных показателей газовой фазы позволяют уточнить стадию катагенеза ОВ;

• 4)    метод ТГХ в целом может быть использован для уточнения процессов гене-рации-сорбции-миграции путем сгущения сети опробования керна.

Это можно производить и после завершения бурения по керну, который лежит в кернохранилище, так как он не теряет со временем сильносвязанные газы и тем самым сохраняет информацию, необходимую для поисковых и разведочных работ.