(МАССОВЫЕ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОРОД)
Битуминологический метод основан на выявлении ореолов рассеяния жидких УВ нефтяного ряда и базируется на теоретических представлениях омиграции углеводородных флюидов, закономерностях их дифференциации и пространственной локализации в процессе миграции по зонам повышенной проницаемости от залежи к земной поверхности. Поэтому метод используется для изучения рассеянного ОВ пород и его компонентов, являющихся источником генерации УВ или продуктами аккумуляции углеводородных и неуглеводородных соединений, мигрировавших из залежи. С этой целью широко используются техника люминесцентной битуминологии, ультрафиолетовой и инфракрасной спектрофотометрии, люминесцентной микроскопии, газожидкостной хроматографии, петрографии и ядерной физики. Битуминологические исследования осуществляются преимущественно при поисково-оценочных и детальных геохимических работах, осуществляемых в процессе структурно-картировочного, структурного, параметрического и поискового бурения.
На основании обширного материала битуминологических исследований в регионах с различным геологическом строением установлены информативные нефтегазопоисковые показатели для выделения аномальных и нормальных геохимических полей.
Аномальные геохимические поля, как правило, имеют локальное распространение и чаще всего приурочены к отложениям с благоприятными коллекторскими свойствами – песчаникам, алевролитам, трещиноватым карбонатным породам. В перечисленных типах пород обычно пониженное (до крайне низких) содержание Сорг.
ЛБА (люминесцентно-битуминологический анализ). При массовом изучении ОВ пород в течение десятилений используются преимущественно классический люминесцентно-битуминологический анализ и определение Сорг. Несмотря на кажущуюся примитивность метода, экспрессность, оперативность, простота, доступность исполнения позволяют получать важную информацию уже на первом этапе диагностики и поисков жидких УВ.
Визуальная диагностика битуминозных веществ в породах осадочной толщи (по бурому цвету и специфическому резкому запаху) возможна при их содержании более 0,1 % и при преобладании в их составе смолисто-асфальтеновых компонентов. Все остальные битуминозные вещества, не содержащие пигментирующих соединений, остаются незамеченными.
В зависимости от направленности ЛБА диагностика битуминозных веществ называется:
a) ЛБ-каротажем (исследование керна, бурового раствора, отобранных с max возможной частотой в разрезе скважины);
b) ЛБ-съемкой (изучение характера и степени битуминозности того или иного участка земной поверхности в пределах площади или по сетке; из скважин глубиной 5÷15 м или из обнажений с глубиной 15÷20 см).
При геологической интерпретации результатов ЛБА очень низкие значения (~10-4% битумоида в породе) следует принять за региональный фон битуминозности, который при оконтуривании аномалии не должен приниматься во внимание. Для установления аномальных значений (вторичной битуминозности) необходимо также учитывать первичную битуминозность, которая может быть определена и за пределами контура предполагаемой нефтеносности.
При ЛБ-съемке следует рекомендовать глубину отбора проб не менее 5 м (для снятия влияния ботанических, метеорологических, геоморфологических и других факторов). Для различных территорий в зависимости от мощности четвертичных отложений глубина отбора может колебаться от 5 до 15 м. Аномалии в разных районах различаются наличием или отсутствием (а также формой, распределением) относительно обогащенных битумоидами участков. Такие участки характеризуются повышенным (n*10-3%), высоким (n*10-2%) и очень высоким (n*10-1%) содержанием битуминозных веществ.
Прихотливость формы, размеров, распределения аномальных участков отражают тонкие нюансы неоднородностей параметров физических свойств горных пород. Обнаружение таких неоднородностей возможно только благодаря наличию восходящего потока УВ от залежи и, следовательно, наличию на той или иной глубине залежи.
ЛБА основан на люминесценции (свечении) в УФ свете нефтяных компонентов (битумоидов пород) в растворах некоторых растворителей. При этом интенсивность люминесценции пропорциональна концентрации, а цвет определяется строением молекул и составом компонентов. Так, в УФ свете люминесцируют не все природные органические соединения. Не люминесцируют вещества гумусового ряда, пиробитумы, графит, алмаз. Фракция масел люминесцирует фиолетовым, сине-голубым, голубым цветом, смол – желтым, оранжевым, бурым, асфальтенов – темно-коричневым. Природные битуминозные вещества, представляющие собой смеси упомянутых групп компонентов, характеризуются цветами люминесценции от белесого и светло-голубого до коричневого. Изменение цвета люминесценции определяется количественным соотношением групп компонентов. Более легкие маслянистые нефти в растворах имеют голубую, белесоватую люминесценцию, более тяжелые смолистые – желтую, темно-бурую и т.д.
Битуминозные участки горных пород люминесцируют в УФ свете цветом, практически совпадающим с цветом люминесценции свободного битуминозного вещества, присутствующего в них. По цвету люминесценции можно приближенно судить о составе присутствующего битуминозного вещества, по формам пятен – о формах размещения битума в горных породах, по интенсивности – о концентрации (но до определенного предела: максимум интенсивности при концентрации 0,1%). Чувствительность обнаружения битума для разных типов горных пород различна: для гипсов, ангидритов, известняков ~5*10-3%, для песчаника - ~10-2%, для глин - ~10-1%. При этом тип горной породы оказывает влияние на интенсивность и не влияет на цвет люминесценции. На способности битуминозных веществ люминесцировать (особенно при смачивании органическими растворителями) основан капельный люминесцентный анализ.
Известны эмпирические соотношения между количественным содержанием битумоидов и формой и очертанием пятна для разных типов горных пород. С уменьшением концентрации битумоидов в породах форма и очертания меняются в такой последовательности: ровное пятно → неровное пятно → толстое кольцо → тонкое рваное кольцо → точки → отсутствие люминесценции. При равномерном распределении битумоидов в керне полуколичественная оценка производится прямо на его поверхности; при неравномерном – на поверхности растертого в порошок образца.
