НЕФТЕХИМИЯ, 2004, том 44, № 3, с. 171-179
УДК 550.4:552.578.2
ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ТИПИЗАЦИЯ ГАЗОКОНДЕНСАТОВ НИЖНЕМЕЛОВЫХ ПЛАСТОВ ЯМБУРГСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
© 2004 г. Г. Н. Гордадзе, В. А. Чахмахчев, В. И. Тихомиров
Институт геологии и разработки горючих ископаемых, Москва Поступила в редакцию 08.09.2003 г. Принята в печать 28.01.2004 г.
Методами ГЖХ и хромато-масс-спектрометрии исследован углеводородный состав газоконденсатов, отобранных из главных газопродуктивных пластов нижнемеловых отложений Ямбургского месторождения. Вышвлены закономерности изменений состава бензиновой фракции С5-С8, фракции нормальных и изо-алканов С13-С30, углеводородов-биомаркеров (стеранов и терпанов), адамантанов С11-С13 и диа-мантанов С14-С15 в газоконденсатах различных интервалов разреза этого многопластового месторождения. Несмотря на установленную по УВ-биометкам обшую генетическую близость газоконденсатов всех нижнемеловых пластов, прослежены достаточно четкие различия в ряде УВ-параметров газоконденсатов разновозрастных пластов, позволяющие дифференцировать все газоконденсаты Ямбурга на геохимические группы и подгруппы. Судя по характеру изменения УВ-состава газоконденсатов по разрезу нижнемеловых отложений, формирование залежей газоконденсатов Ямбурга проходило при активном участии процессов вертикальной миграции углеводородов из нижних пластов в верхние.
Для решения задачи геохимической типизации пластовых углеводородных флюидов Ямбурга были использованы результаты лабораторных аналитических газохроматографических (ГЖХ) и хромато-масс-спектрометрических (ГХ-МС) исследований углеводородного состава газоконденсатов из 8 газопродуктивных нижнемеловых пластов данного газо-конденсатного месторождения севера Западной Сибири (валанжин-готеривские пласты БУ-31-2, БУ-61, БУ-63, БУ-80, БУ-81-2, БУ-83, БУ-91 и пласт ачимов-ской пачки) в интервале глубин от 2640 м до 3458 м.
Газоконденсаты отбирались из пяти эксплуатационных скважин, две из которых расположены в присводовой части структуры (скв. 101 и 122)
и три - в периферийной зоне (скв. 112, 165, 143)*.
Некоторые из объектов эксплуатации (пласты БУ-31, БУ-61, БУ-63) даже на своде структуры находятся относительно близко к газоводяному контакту (в особенности пласт БУ-61 в скв. 101). В нижних пластах (БУ-82-3 и др.) в периклиналь-ных зонах Ямбургской структуры были вскрыты нефтяные оторочки. Притоки нефти достигали 10 м3/сутки. Нефти относительно легкие, с плотностью 845-850 кг/м3; плотность конденсатов пластов БУ-3 - БУ-8 изменяется от 740 до 780 кг/м3. В среднем плотность конденсатов пластов БУ-3 и БУ-6 около 745 кг/м3, а пластов БУ-8, БУ-9 -768 кг/м3, содержание серы 0.01-0.02 мас. %, твердых парафинов 0.2-0.8 мас. % [1, 2]. Выход
* Пробы газоконденсатов были предоставлены докт. геол.-мин. наук Т.Д. Островской (ООО ВНИИГАЗ), которой авторы выражают благодарность.
стабильного конденсата изменяется от 100 г/м3 в верхних пластах нижнего мела до 150 г/м3 в нижних пластах. Давление начала конденсации 2729 МПа, максимальной конденсации - 6-9 МПа.
Более "тяжелый" углеводородный характер конденсатов нижних пластов по сравнению с составом конденсатов верхнего объекта эксплуатации был установлен ранее [ 1 ] в легкой жидкой фракции С +
(во фракции нормальных алканов С5-С29 и др.).
По составу бензиновой фракции конденсаты группы пластов БУ сильно отличаются от конденсатов ачимовской пачки (табл. 1). Конденсаты пластов БУ - парафино-нафтеновые, в основном с некоторым преобладанием нафтенов. Флюиды ачимовской пачки явно нафтенового основания. Содержание ароматических УВ во всех конденсатах Ямбурга невысоко.
В бензиновой фракции конденсатов обращают на себя внимание примерно равные концентрации нормальных УВ и изоалканов в большинстве пластов группы БУ, за исключением конденсатов из пластов БУ-61 и БУ-83, в которых изоалканы немного преобладают над н-алканами. (рис. 1а).
В нафтеновой фракции циклогексаны существенно превалируют над циклопентанами (рис. 16). При этом, вверх по разрезу, от нижних пластов ачимовской пачки и пластов БУ-9 к верхним пластам БУ-6 и БУ-3 происходит направленное уменьшение отношения ЦГ/ЦП от 38.5 до 1.9 при устойчивом снижении концентрации цикланов. Такие закономерности изменения углеводородного состава легкой фракции флюидов вверх по раз-
Таблица 1. Структурно-групповой состав фракции С5-С8 (Н.К. - 125°С) газоконденсатов Ямбурга
Углеводороды БУ-3 скв. 122 2640-2652 БУ-61 скв. 122 2844-2849 БУ-63 скв. 143 3188-3131 БУ-80 скв. 165 3092-3098 БУ-81-2 скв. 101 2990-3000 БУ-83 скв. 101 3048-3051 БУ-91 скв. 101 3075-3079 ачимовск. скв. 112 3450-3458
н-С4 3.8 1.3 2.3 4 отс. 0.9 отс. отс.
н-С5 9.9 6.4 5.6 7.4 0.1 3.4 отс. отс.
н-С6 10.4 4.6 5.7 7.5 3.9 4.6 1.7 отс.
н-С7 5.6 2.8 6.4 6.1 8.7 4.6 5.2 1.2
Н-С8 4.2 3.6 8.5 4 10.2 4.5 10.1 11.8
Е н-С4-8 33.9 18.7 28.5 29 22.9 18 17 13
изо-С4 1.6 0.8 1.2 1.5 отс. 1.2 отс. отс.
изо-С5 9.7 9.5 6 7.2 0.2 8.2 отс. отс.
изо-С6 9.6 10 6.5 9.1 2.3 10.1 2.5 отс.
изо-С7 5.2 5 6.4 5.2 7.5 6.4 8.1 отс.
изо-С8 3.1 1.9 5.6 4 8.3 4.1 8.2 7
Е изо-С4-8 29.2 27.2 25.7 27 18.3 30 18.8 7
Циклич.-С5 1 1 0.4 0.9 1.4 0.5 0.3 отс.
Циклич. Сб 11.8 16.6 12.2 11.3 8.3 13.1 11.5 2
Циклич. С7 16.8 23.2 21.5 19.3 26.7 24.3 29.3 32
Циклич. С8 6.2 10.3 10.5 8.5 16.9 12.3 21.5 46
Е циклич. С5-8 35.8 51.1 44.6 40 53.3 50.2 62.6 80
Аром. С6 0.1 0.1 отс. 0.6 0.3 0.1 0.2 отс.
Аром. С7 1 2.9 1.2 3.4 5.2 1.7 1.4 отс.
Е аром. С6-7 1.1 3 1.2 4 5.5 1.8 1.6 отс.
резу многопластового Ямбургского месторождения отражают, по-видимому, особенности вертикального массопереноса газовых конденсатов.
С уменьшением глубины залегания конденсатсо-держащих пластов в конденсатах из скважин 122 и 101 происходит уменьшение относительной доли циклогексана (ЦГ), метилциклогексана (МЦГ) и толуола. Это связано с худшей растворимостью в газе и более эффективной конденсацией этих УВ по сравнению с н-алканами и 2-метилгексаном (2-МГ) в процессе вертикальной миграции конденсатов [3, 4]. Менее четко выражены изменения коэффициентов 2-метилгексан (2-МГ)/2,3-диметил-пентан (2,3-ДМП), н-гексан/метилциклопентан (н-С6/МЦП), н-гексан/изогексаны (н-С/Е изо-С6) и т.д.
В целом, все конденсаты пластов БУ достаточно четко отличаются по составу бензинов от конденсатов ачимовской пачки. Эти различия просматриваются прежде всего в составах нормальных алканов, изоалканов и цикланов (циклопентанов и циклогек-санов) и заметны даже в составе легких ароматических УВ. В частности, от ачимовской пачки к верхним пластам БУ-6 и БУ-3 прослеживается тенденция уменьшения содержания о-ксилола параллельно с ростом относительной концентрации м-ксилола (табл. 2). Вследствие этого, снизу вверх по разрезу нижнемеловых отложений Ямбурга величина отношения мета + пара/орто-ксилолы в газо-
конденстах возрастает примерно в 4 раза. Наблюдаются незначительные вариации концентрации этилбензола при общем низком его содержании в газоконденсатах всех изученных пластов. Пониженное содержание этилбензола является, по-видимому, признаком континентальной углистой природы нефтегазоматеринского органического вещества, генерировавшего эти газоконденсаты [5].
В конденсатах ачимовской пачки содержание алкановых УВ (в особенности изоалканов) значительно ниже, чем в вышележащих пластах БУ. Снизу вверх по разрезу нижнемеловых отложений содержание н-алканов возрастает от 15 до 27%, а изоалканов - от 7 до 24% .
Противоположная тенденция прослеживается в содержании цикланов, количество которых, наоборот, снижается от нижних пластов к верхним. Причем происходит это в основном вследствие уменьшения снизу вверх концентрации циклогек-сановых УВ, тогда как доля циклопентановых УВ несколько возрастает (см. рис. 16).
Такой характер распределения УВ обусловлен главным образом вертикальным перераспределением различных по растворимости в газовой фазе групп УВ по всему разрезу нижнемеловых отложений - от пластов ачимовской пачки к верхним пластам готерива. Тем не менее, этот процесс не смог полностью затушевать некоторые, по-види-
Скв., пласт, глубина
БУ-6-1 2844-2849 122
БУ-8-0 3092-3098 165
БУ-8-3 3048-3051 101
Ачимов. 3450-3458 112
■
3_
(а)
° 3 ° 2 а 1
Пласт, глубина, м
БУ-3 2640-2642
БУ-6-1 2844-2849
БУ-6-3 3118-3131
БУ-8-0 3092-3098
БУ-8-1-2 2990-3000
БУ-8-3 3048-3051
БУ-9-1 3075-3079
Ачимов. 3450-3458
И
(б)
° 3 □ 2 " 1
3
0 5 10
0 20 40 60
80 100
%
15 20 25 30 %, отношение
Рис. 1. а) Распределение алканов состава С5-С8 в конденсатах. 1 - н-алканы, 2 - изоалканы, 3 - н-алканы/изоалканы; б) Распределение цикланов состава С5-С8 в конденсатах. 1 - сумма циклогексанов, 2 - сумма циклопентанов, 3 - сумма циклогексанов/сумма циклопентанов
мому первичные, различия в углеводородном составе бензинов, прослеживаемые при сравнении не только ачимовского конденста с флюидами вышележащих пластов, но и при сопоставлении составов конденсатов отдельных пластов группы БУ. Так, например, намечаются достаточно ощутимые различия в геохимическом облике пластов БУ-3, БУ-61 и БУ-63, разрабатываемых совместно. В частности, в конденсате пласта БУ-61 - значительное понижение концентрации н-алканов и существенное повышение содержания циклопентанов и величин отношений ЦГ/н-С6, ЦГ/2-МГ, МЦГ/н-С7, уменьшение величин отношения н-алканы/изоалканы и алка-ны/цикланы (рис. 2). Такие различия являются достаточными для того, чтобы в объединенных комбинированных пробах конденсатов из совместного
объекта эксплуатации определить влияние конденсата каждого отдельного пласта.
Помимо анализов бензиновой фракции С5-С8 газоконденсатов Ямбурга, были проведены также исследования состава более тяжелой углеводородной алкановой фракции как методами хро-мато-масс-спектрометрии (фракция С10-С36 по m/z 71), так и капиллярной газожидкостной хроматографии (фракция С13-С30) [табл. 3, рис. 3].
Судя по характеру распределения н-алканов и изоалканов, изученные газоконденсаты Ямбург-ского месторождения относятся к химическому типу А1 [6].
Эти анализы показали, что также как и в составе бензинов, снизу вверх по разрезу месторождения, от ач
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.