Морская газогеохимическая съемка по донным осадкам в

Московский Государственный университет имени М. В. Ломоносова
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых
Морская газогеохимическая съемка
по донным осадкам в акваториях
(методика и основные принципы)
А. А. Фокина
МОСКВА
2014
Цель:
Интерпретация данных газогеохимической съемки
•
•
•
выявление газовых аномалий
определение состава и происхождения УВ газов
изучение особенностей газогеохимических полей
Задачи:
•
Изучение и обобщение опубликованных геолого-геофизических материалов
для описания геологического строения региона
•
Отбор образцов приповерхностных осадков и УВ газов в ходе научноисследовательских морских экспедиций
•
Изучение молекулярного и изотопного состава УВ газов из донных осадков
•
Изучение изотопного состава углерода и кислорода карбонатнов в осадках
•
Описание и изучение состава, строения и свойств образцов донных илов с
применением компьютерной микротомографии, рентген-фазового
количественного анализа, карбонатометрии, гранулометрии
•
Интерпретация результатов исследований УВ газов и донных осадков
2
Морская газогеохимическая съемка по донным илам
ГГС - один из основных прямых геохимических методов поисков месторождений нефти и газа
Методические подходы основываются на положении о существовании непрерывного процесса
переноса УВ посредством субвертикальной миграции из глубинных УВ скоплений в направлении
поверхности, вплоть до водной толщи, и рассеивании в последней (Петухов, Старобинец, 1993)
МИГРАЦИЯ
Диффузия
Факторы:
тектонические
литологические
геотермические
гидрогеологические
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПОЛЯ
Фильтрация
Нормальное
Аномальное
(региональный
газовый фон)
(фокусированная
разгрузка УВ)
Области фокусированной
разгрузки флюидов:
Активные окраины
(Каскадия, Барбадос,
Восточно-Алеутская окраина,
Средиземноморский вал,
окраина Перу и др.)
Пассивные окраины
(Мексиканский залив, Черное
море, Норвежская окраина,
Балтийское и Северное моря,
глубоководные конусы рек
Нигер, Конго, Нил, и др.)
Карта распространения районов фокусированной флюидной разгрузки (Иванов, 1999)
3
Методика изучения
фактического материала
4
На борту научно-исследовательских судов
Донный пробоотбор
Гравитационная
трубка в
геологической
лаборатории
Гравитационная трубка
в процессе подъема
Отбор УВ газов
Дегазация
- Литологическое описание осадка
- Фотографирование осадка
Метод
«head – space»
Схема дегазации
донных осадков и
консервации газа
5
Камеральные и лабораторные исследования
(337 проб УВ газов из 58 станций)
Молекулярный состав УВ газов
Газовая хроматография
•
•
Изотопный состав УВ газов
Изотопный состав углерода
и кислорода карбонатов
Пример
хроматограммы
Газовый хроматограф GC
•
Компьютерная рентгеновская
микротомография
•
Рентген-фазовый
количественный анализ
•
Гранулометрический анализ
•
Карбонатометрический анализ
Изотопный масс-спектрометр Delta V Advantage
Микротомограф SkyScan-1172
6
Молекулярный состав и
происхождение УВ газов в
современных илах Баренцева моря
7
Южная часть Баренцева моря
Район
работ
18-ый рейс в рамках Международной
программы ЮНЕСКО/МОК «Плавучий
Университет (Обучение-черезисследования)» (2011 г.)
Соляные диапиры
(прогибы Нордкап и Тиддли)
Донные воронки
Свод Федынского
С
Северо-Кильдинское
месторождение
8
Соляные диапиры
Прогиб Тиддли
AR67
AR03
AR66
AR05
(Южная часть Баренцева моря)
Газ сухой,
полусухой
(СН4 90-100%)
Прогиб Нордкап
Концентрации:
CH4 3-64 μl/l
C2H6 0,06-0,56 μl/l
AR04
Метан, μl/l
Глубина, см
0
40
Этан, μl/l
0.0
80
0.5
С2+/CH4,%
1.0
0
0
0
0
50
50
50
100
100
150
150
150
200
200
200
250
250
250
300
300
300
100
AR66-G
(подножье
диапира)
10
20
Северный диапир
подножье
вершина
Южный диапир
вершина
склон
подножье
подножье
вершина
9
(Южная часть
Баренцева моря)
Донная воронка
Газ сухой,
полусухой,
полужирный
(СН4 79-100%)
Сульфатредукторы
гидротроилит
(FeS·nH2O)
Литология
AR25-G
Концентрации:
CH4 5-30 μl/l
C2H6, C3H8 0,09-0,86 μl/l
C2H4, C3H6 0,03-0,56 μl/l
и Метаногены
10
AR27-G
образование
AR26-G
СН4
Этан
Этилен, μl/l
Метан, μl/l
0
AR25-G
20
30
0.0
0.4
Пропан
Пропилен, μl/l
0.8
0.0
0
0.8
0
0
0
50
50
100
100
150
150
150
150
200
200
200
200
250
250
250
250
300
300
300
C2H4
Глубина, см
0.4
С2+ / СН4,%
300
Глубина, см
20
30
C3H8
50
C2H6
10
0
100
50
C3H6
100
10
Свод Федынского
(Южная часть Баренцева моря)
Газ сухой,
полусухой,
полужирный
(СН4 83-100%)
C2/C2' < 1
Концентрации:
CH4 3-67 μl/l
Газ имеет
биогенное
происхождение
Метан, μl/l
0
40
Этан, μl/l
80
0.0
0.2
С2+ / СН4,%
0
0.4
0
0
0
40
40
40
80
80
80
120
120
120
160
160
160
10
20
30
Глубина, см
AR-48-G
Центр
Юг
11
Северо-Кильдинское месторождение
(Южная часть
Баренцева моря)
21 станция
по сетке
профилей
2х4 км
Расположение станций пробоотбора на
Северо-Кильдинском месторождении
149 проб УВ газов
Концентрации:
CH4 3-41 μl/l
C2/C2' < 1
Газ сухой, полусухой,
(СН4 93-100%)
Ненасыщенные гомологи
(С2Н4, С3Н6) преобладают
над насыщенными
(С2Н6, С3Н8)
Гомологов тяжелее С3
обнаружено не было
Выводы
Южная часть Баренцева моря (Соляные диапиры, покмарки,
Свод Федынского, Северо-Кильдинское месторождение)
• Газовых аномалий не обнаружено - концентрации газа на фоновом уровне (2-67 μl/l);
• Этиленовый коэффициент (C2H6/С2Н4) < 1 в большинстве проб;
• УВ газы имеют биогенное происхождение;
• Донная воронка не активна в настоящее время;
• Нефтяная система в пределах Северо-Кильдинского месторождения и Свода
Федынского практически не проявлена ввиду низкой проницаемости плотных
глинистых илов
13
Выводы
Интерпретация данных газогеохимических исследований
• В силу чрезвычайно низкой проницаемости арктических донных
отложений, участки относительно повышенной проницаемости могут
отражаться в газовом поле района как «концентраторы» флюидов
• Такие «концентраторы» будут скорее отражать неоднородности в
строение верхней части осадочного разреза, чем состояние нефтяной
системы района
Необходим всесторонний учет:
•
•
геологического строения района
состава, сторения и свойств приповерхностных отложений
14