Изменчивость кинетических характеристик органического вещества баженовской свиты на примере исследования кернового материала одной скважины в центральной части Западной Сибири

В работе приведены результаты кинетического анализа образцов органического вещества баженовской свиты, отобранных из кернового материала одной скважины, находящейся в начале главной зоны нефтеобразования (стадия катагенеза МК1). Показано, что кинетические характеристики керогена, такие как энергия активации деструкции, частотный фактор, температуры начала и окончания генерации, внутри разреза могут существенно различаться. Диапазон вариации пластовых температур, необходимых для трансформации 50% органического вещества в исследованных образцах, составляет до 27 °C. Полученная разница в моделировании при использовании различающихся кинетических спектров показывает, что представлять весь разрез баженовской свиты как единую однородную по характеристикам органического вещества толщу некорректно и существенно повлияет на точность получаемых бассейновых моделей.

1. Атлас «Геология и нефтегазоносность Ханты-Мансийского автономного округа» / Под ред. Э.А. Ахпателовой, В.А. Волкова, В.Н. Гончарова и др. Екатеринбург: ИздатНаукаСервис, 2004. 148 с.

2. Балушкина Н.С. Литофизическая типизация и нефтеносность пород баженовского горизонта в зоне сочленения Сургутского и Красноленинского сводов: Автореф. дисс. … д. г.-м. н. М.: МГУ, 2011. 27 с.

3. Волков В.А., Сидоров А.А., Алейникова Е.А. О кинетических характеристиках органического вещества баженовской свиты // Недропользование XXI век. 2017. № 5. С. 30–38.

4. Галушкин Ю.И. Моделирование осадочных бассейнов и оценка их нефтегазоносностии. М.: Научный мир, 2007. 457 с.

5. Дешин А.А., Бурштейн Л.М. Оценка масштабов генерации углеводородов в средне-верхнеюрских отложениях севера Западной Сибири // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2018. Т. 13, № 3. С. 1–17.

6. Калмыков Г.А. Строение баженовского нефтегазоносного комплекса как основа прогноза дифференцированной нефтепродуктивности: Дисс. … канд. геол.-минер. н. М.: МГУ, 2016. 391 с.

7. Калмыков А.Г., Карпов Ю.А., Топчий М.С и др. Влияние катагенетической зрелости на формирование коллекторов с органической пористостью в баженовской свите и особенности их распространения // Георесурсы, 2019. Т. 21, № 2. С. 159–171.

8. Кашапов Р.С., Гончаров И.В., Обласов Н.В. и др. Новый подход к кинетическим исследованиям органического вещества баженовской свиты // Геология нефти и газа. 2020. № 3. С. 51–59.

9. Кашапов Р.С., Гончаров И.В., Обласов Н.В. и др. Кинетические исследования органического вещества баженовской свиты // Успехи органической геохимии. 2022. С. 105–107.

10. Кашапов Р.С., Обласов Н.В., Гончаров И.В. и др. Определение кинетических параметров пиролитической деструкции органического вещества нефтегазоматеринских пород // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2019. Т. 14, № 1. С. 1–20.

11. Козлова Е.В., Фадеева Н.П., Калмыков Г.А. и др. Технология исследования геохимических параметров органического вещества керогенонасыщенных отложений (на примере баженовской свиты, Западная Сибирь) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2015. № 5. С. 44−53.

12. Конторович А.Э., Пономарева Е.В., Бурштейн Л.В. и др. Распределение органического вещества в породах баженовского горизонта (Западная Сибирь) // Геология и геофизика. 2018. Т. 59, № 3. С. 357–371.

13. Марунова Д.А., Пронина Н.В., Калмыков А.Г. и др. Эволюция биокластов при катагенезе в породах баженовского горизонта на территории фроловской нефтегазоносной области // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2023. Т. 1, № 5. С. 87–95.

14. Морозов Н.В., Беленькая И.Ю., Жуков В.В. 3D моделирование углеводородных систем баженовской свиты: детализация прогноза физико-химических свойств углеводородов // Геология и геолого-разведочные работы. Вып. 01. 2016. С. 38–45.

15. Панченко И.В., Вишневская В.С., Калмыков Г.А. и др. Новые данные по биостратиграфии абалакской и баженовской свит Широтного Приобья, полученные на основе комплексного изучения макро- и микрофаунистических остатков // Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии. VII Всероссийское Совещание. 2013. С. 162–165.

16. Панченко И.В., Немова В.Д., Смирнова М.Е. и др. Стратификация и детальная корреляция баженовского горизонта в центральной части Западной Сибири по данным литолого-палеонтологического изучения керна и ГИС // Геология нефти и газа. 2016. № 6. С. 22–34.

17. Пронина Н.В., Вайтехович А.П. Прямые признаки нефтеобразования в породах баженовской свиты // Георесурсы. 2021. Т. 23, № 2. С. 152–157.

18. Санникова И.А., Большакова М.А., Ступакова А.В. и др. Моделирование масштабов генерации углеводородных флюидов доманиковой нефтематеринской толщей Тимано-Печорского бассейна с использованием различных кинетических спектров деструкции органического вещества // Георесурсы. 2017. Спецвыпуск. Ч. 1. С. 65–79.

19. Санникова И.А., Ступакова А.В., Большакова М.А. и др. Региональное моделирование углеводородных систем баженовской свиты в Западно-Сибирском бассейне // Георесурсы. 2019. Т. 21, № 2. С. 203–212.

20. Топчий М.С., Пронина Н.В., Калмыков А.Г. и др. Распределение органического вещества в породах баженовской высокоуглеродистой формации // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2019. № 2. С. 46–56.

21. Фомин А.Н. Катагенез органического вещества и нефтегазоносность мезозойских и палеозойских отложений Западно-Сибирского мегабассейна. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 2011. 331 с.

22. Фролов В.Т. Литология. Кн. 1: Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 1992. 336 с.

23. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Геохимия черных сланцев. Л.: Наука, 1988. 272 с.

24. ASTM D5369-93(2008)e1. Standard Practice for Extraction of Solid Waste Samples for Chemical Analysis Using Soxhlet Extraction.West Conshohocken, Pennsylvania: ASTM International. 2016. 7 р.

25. Behar F., Vandenbroucke M., Tang Y., et al. Thermal cracking of kerogen in open and closed systems: determination of kinetic parameters and stoichiometric coefficients for oil and gas generation // Organic geochemistry. 1997. Vol. 26. № 5–6. P. 321–339.

26. Bish D.L., Ming D.W. (ed). Natural zeolites: occurrence, properties, applications // De Gruyter. 2001. Vol. 45. 668 p.

27. Burnham A.K. Global Chemical Kinetics of Fossil Fuels. Springer International Publishing, 2017. 315 p.

28. Espitalie J., Bordenave M.L. Rock-Eval pyrolysis // Applied Petroleum Geochemistry. P: Technip ed., 1993. P. 237−361.

29. Gottardi G., Galli E. General information on zeolites // Natural Zeolites. Springer International Publishing, 1985. P. 1–34.

30. Leushina E., Mikhaylova P., Kozlova E., et al. The effect of organic matter maturity on kinetics and product distribution during kerogen thermal decomposition: the Bazhenov Formation case study // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2021. Vol. 204. № 108751. P. 1–11.

31. Liu J.J., Liu Z.J., Yan Y., et al. Research on the organic geochemistry and biomarkers of the large-scale barium metallogenic beltin the southern QinLing Mountains, China // J. Mineral. Petrol. 2007. Vol. 27. P. 39–48.

32. Pepper A.S., Corvi P.J. Simple kinetic models of petroleum formation. Part I: oil and gas generation from kerogen // Marine and petroleum geology. 1995. Vol. 12. № 3. P. 291–319.

33. Peters K.E., Burnham A.K., Walters C.C., et al. Guidelines for kinetic input to petroleum system models from open-system pyrolysis // Marine and Petroleum Geology. 2018. Vol. 92. P. 979–986.

34. Peters K.E., Walters C.C., Mankiewicz P.J. Evaluation of kinetic uncertainty in numerical models of petroleum generation // AAPG bulletin. 2006. Vol. 90. № 3. P. 387–403.

35. Sundararaman P., Merz P.H., Mann R.G. Determination of kerogen activation energy distribution // Energy & fuels. 1992. Vol. 6. № 6. P. 793–803.

36. Tang J.X., Lin W.D. Gao D.R., et al. The genesis of the Miaozi witherite–barytocalcite–barytodolomite deposit in WanYuan city, Sichuan Province // Mineral Deposits. 1998. Vol. 17. P. 264–276.