Обзор методических подходов к восстановлению тепловой истории развития бассейна седиментации для моделирования углеводородных систем

UDK: 547.2.03:536
DOI: 10.24887/0028-2448-2023-12-12-16
Ключевые слова: бассейновое моделирование, плотность теплового потока, теплофизические свойства, геотермический режим, катагенез
Авт.: А.В. Полищук (Группа компаний «Газпром нефть»), к.г.-м.н., А.А. Дешин (Группа компаний «Газпром нефть»), к.г.-м.н., И.В. Коваленко (Группа компаний «Газпром нефть»), к.т.н.

Восстановление тепловой истории развития осадочного бассейна является одним из ключевых этапов выполнения моделирования развития нефтегазовых систем. Перенос тепла зависит от механизма формирования осадочного бассейна, теплофизических свойств (являются функцией многих факторов) слагающих разрез пород, темпов седиментации. Анализ данного вопроса позволил систематизировать и обобщить методические подходы к прогнозу плотности теплового потока и входящих в его состав компонентов. Процесс переноса тепла в земной коре – это сложное физическое явление, описание которого, а тем более моделирование подразумевает определенные допущения и условности. На дневной поверхности или небольшой глубине измеряется тепловой поток. При этом мощность источника (мантийный тепловой поток и радиогенное тепло) изменяется во времени. Тепловое сопротивление земной коры также сложным образом меняется во времени: происходят температурные преобразования пород, скорость которых, зависит от механо-химической активации, эффекта Ребиндера и других факторов. В статье отмечена необходимость прогноза плотности теплового потока в контексте концептуальной геологической модели развития территории. На примере Западно-Сибирского и Южно-Американского бассейнов (суббассейн Журуа, бассейн Солимойнс) показаны методические приемы прогноза плотности теплового потока с учетом стадийности тектонических процессов и этапности развития углеводородных систем. Для территории Гыданского полуострова, восточной части Ямала, западной части Енисей-Хатангского прогиба и прилегающей акватории использован итеративный подход к прогнозу плотности теплового потока с учетом карт катагенетической преобразованности для уровней фундамента, средней юры и кровли юрского комплекса. Отличительной особенностью суббассейна Журуа (Бразилия) является наличие интрузивных тел в разрезе чехла. При прогнозе тепловой истории использован метод анализа трендов. Рассмотрены региональный и локальный компоненты. Региональный компонент связана с изменением толщины земной коры, вещественным составом фундамента и этапностью тектонических процессов. Прогноз локального компонента выполнен с учетом карты аномалий магнитного поля.

Список литературы

1. An effective method for paleo-temperature correction of 3D thermal models: a demonstration based on high resolution data sets in Netherlands / C. Gies, M. Struijk, E. Bekesi [et al.] // Global and planetary change. – 2021. – V. 199. – Р. 1–15. - https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2021.103445

2. Advanced determination of heat flow density on an example of West Siberia Russian oil field / Y. Popov, M. Spasennykh, A. Shakirov [et al.] // Geosciences. – 2021. – V. 11. – Р. 1–32. - https://doi.org/10.3390/geosciences11080346

3. Hardwick C.L., Willis H.W., Gwynn M.L. A basin scale geothermal assessment of co-produced waters in oil and gas fields: Uinta basin, Utah, USA // GRC Transactions. – 2015. – V. 39. – Р. 661–669.

4. Тепловой поток в солянокупольных бассейнах Евразии – сравнительный анализ / М.Д. Хуторской, Е.А. Тевелева, Л.А. Цыбуля [и др.] // Георесурсы. – 2010. – № 2 (34). – С. 27–35.

5. Астахов С.М. Геореактор. Алгоритмы нефтегазообразования. – Ростов-на-Дону: Контики, 2015. – 256 с.

6. Roy R.F., Blackwell D.D., Birch F. Heat generation of plutonic rocks and continental heat flow provinces // Earth and Planetary Science Letters. – 1968. – V. 5. – Р. 1–12.  - https://doi.org/10.1016/S0012 -821X(68)80002-0.

7. Bücker, C, Rybach L. A simple method to determine heat production from gamma-ray logs // Marine and Petroleum Geology. – 1996. – V. 13. – Р. 373–375. -https://doi.org/10.1016/0264-8172(95)00089-5

8. Hantschel T., Kauerauf A.I. Fundamentals of Basin and Petroleum System Modeling – Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009. – 476 p.

9. Астахов С.М., Резников А.Н. Геотермические режимы осадочно-породных бассейнов мира для историко-генетического моделирования нефтегазоносности // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2014. – № 9. – С. 15–21.

10. Peshkov G. Improving the accuracy of thermal history in basin modelling: the reduction of uncertainties in petroleum system analysis: doctoral thesis. – Moscow: Skolkovo, 2021. – 159 p.

11. Mareschal J.C., Jaupart C. Radiogenic heat production, thermal regime and evolution of continental crust // Tectonophysics. – 2013. – V. 609. – p. 524–534. - https://doi.org/10.1016/j.tecto.2012.12.001

12. Теплопроводность пород и оценки теплового потока в Лено-Анабарском междуречье (Сибирская платформа) / А.Д. Дучков, Д.Е. Аюнов, П.А. Ян [и др.] // Геология и геофизика. – 2022. – Т. 64. – № 6. – С. 858–869. - http://doi.org/10.2113/RGG20224518

13. Heat flow in the Uinta Basin determined from bottom hole temperature (BHT) data / D.S. Chapman, T.H. Keho, M.S. Bauer [et al.] // Geophysics. – 1984. – V. 49. – № 4. – p. 453–466.

14. Дешин А.А. Историко-геологический анализ процессов формирования скоплений углеводородов в северо-восточной части Западно-Сибирского мегабассейна: автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. геол.–минерал. наук – Новосибирск, 2022. – 25 с.

15. Полищук А.В., Лебедев М.В., Перепелина А.Н. Моделирование нефтегазоносной системы с развитием траппового магматизма // Нефтяное хозяйство. – 2018. – № 1. – С. 12–17. - http://doi.org/10.24887/0028-2448-2018-1-12-17



Внимание!
Купить полный текст статьи (русская версия, формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.