Изучение состава палеозойских отложений Калинового нефтегазаконденсатного месторождения методом инфракрасной спектроскопии (Томская область)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА ПАЛЕОЗОЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ КАЛИНОВОГО НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ МЕТОДОМ ИНФРАКРАСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ (ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ)

Шатова М.Н.

Изучение минерального состава тонкозернистых отложений представляет собой сложный анализ. При этом определение в этом составе глинистых минералов является значимым для нефтепромысловой геологии и разработки нефтяных месторождений.

Анализ глинистых минералов в составе материнских пород дает качественную оценку образования и миграции углеводородов. Глинистые минералы путем адсорбции помогают накопиться органическому веществу и затем выступают в качестве катализатора для образования нефти [4, 5]. Присутствие глинистых минералов в коллекторах оказывает влияние на фильтрационно-емкостные свойства пласта. Комплексное исследование глинистых минералов, включая метод инфракрасной спектроскопии, позволяет интерпретировать условия осадконакопления в геологическом прошлом [8], выявить особенности структуры пустотного пространства и его изменения. Увеличение глинистости способствует ухудшению фильтрационно-емкостных свойств коллектора. Однако другие диагенетические процессы могут повысить пористость за счет формирования вторичной пористости через выщелачивание глины, при котором происходит формирование микропор в глинах или за счет предотвращения цементации, например, при оконтуривании хлоритом в виде пленки зерен кварца [8].

Целью данной работы является изучение состава сложной смеси породы (качественный анализ) методом инфракрасной спектроскопии (ИКС), и, в том числе, определение глинистых минералов.

Спектры ИК-поглощения регистрировались на спектрофотометре IRPrestige-21 фирмы «Shimadzu» с преобразованием Фурье (FTIR-8400S) в интервале 300…4000 см^-1 с разрешением 0,01 см-¹ (FT-IR), с помощью программного обеспечения IRsolution (кафедра геологии и разведки полезных ископаемых Института природных ресурсов ТПУ) [1].

Исследовались образцы палеозойских отложений, отобранных из керна скважины X Калинового нефтегазоконденсатного месторождения, расположенного на территории Томской области. Калиновое месторождение приурочено к карбонатным палеозойским толщам, которые представлены известняками светло- и темно-серыми, однородными, от скрытокристаллической структуры до мелко- и среднезернистой (табл. 1).

инфракрасный спектроскопия отложение минерал

Таблица 1

Литологическая колонка скважины X Калинового месторождения

Размещено на http://www.allbest.ru/

В результате работы были получены сложные спектры инфракрасного поглощения (рис.1). В спектрах исследуемых образцов отчетливо выделяются пики поглощения, характерные для известняка [1]: 1417 см^-1, 872 см^-1; доломита: 729 см^-1; кальцита: 712 см^-1; а также для глинистых минералов (рис.2).

При частоте поглощения 1088 см-1 наблюдается широкая полоса поглощения, которая может быть обусловлена колебаниями связей Si-O-Si кремнекислородного каркаса. Полоса 797 см^-1 соответствует Si-O-Si колебаниям колец из SiO4 тетраэдров [3]. В области 400…1300 см^-1 инфракрасного спектра можно выделить характерные полосы валентных колебаний Si-O связи (кварц SiO2): 1088, 799, 779, 694, 467 см-1. Полоса деформационных колебаний Al-Al-OH соответствует пику 914 см-1 [7].

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1 Обзорные спектры образцов (1 - №7, 2- № 8, 3- № 9) скважины Х Калинового месторождения в области 400…4000 см^-1

В области поглощения OH-групп спектры инфракрасного поглощения минералов группы каолинита имеют двойной пик поглощения при 3734…3600 см^-1 (3696 и 3620 см^-1) [6, 10]. Полоса поглощения в области 3620 см^-1 монтмориллонита имеет большую ширину спектральной линии по сравнению со спектром каолинита [9]. Поглощение в данной области характерно для группы монтмориллонита с высоким содержанием Al в октаэдре. Кроме того, характерным для монтмориллонита является наличие еще одного пика с частотой поглощения 3420 см^-1. Спектры инфракрасного поглощения исследуемых нами образцов имеют характерные пики со значениями 3693-3694, 3618 и 3420 см^-1 (рис.3). Поэтому, можно предположить, что в исследуемых образцах содержится минерал, относящийся к группе монтмориллонита.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Область поглощения в интервале 400…1000 Рис. 3. Область поглощения OH-групп см^-1

Образец: Темно-серая кремнистая порода с

Образец: Темно-серая кремнистая порода с карбонатными обломками карбонатными обломками

Таким образом, в сложный состав известняков палеозойских отложений Калинового нефтегазоконденсатного месторождения отражается в спектрах их инфракрасного поглощения. Глинистокремнистые известняки содержат глинистый минерал группы монтмориллонита, определяемый по спектрам инфракрасного поглощения. Повышенную набухаемость монтмориллонита по сравнению с другими глинистыми минералами следует учитывать при проектировании и разработке месторождения.

Литература

1. Коровкин М.В.. Инфракрасная спектроскопия карбонатных минералов: Учебное пособие. Томск: Изд-во Томского политех. университета, 2012. 80 с.

2. Крупская В.В., Крылов А.А., Соколов В.Н. Глинистые минералы как индикаторы условий осадконакопления на рубежах мел-палеоцен-эоцен на хребте Ломоносова (Северный Ледовитый Океан) // Проблемы Арктики и Антарктики. 2011. № 2. С. 23-35.

3. Четверикова А.Г. Исследования полиминеральной глины, содержащей трехслойные алюмосиликаты физическими методами / Четверикова А. Г., Маряхина В. С. // Вестник Оренбургского государственного университета. 2015. № 1. С. 250-255

4. Brooks B.T. Evidence of Catalytic Action in Petroleum Formation Ind. Eng. Chem. 1952. 44 (11). pp. 2570- 2577.

5. Grim R. E. Relation of clay mineralogy to origin and recovery of petroleum: Am. Assoc. Petroleum Geologists Bull. 1947. 31(8). pp. 1491-1499.

6. Madejovб J. FTIR techniques in clay mineral studies // Vibrational Spectroscopy. 2003. 31(1). pp. 1-10.

7. Ritz M. Vaculikova, L., Plevova, E. Application of infrared spectroscopy and chemometric methods to identification of selected minerals // Acta Geodyn, Geomater. 2011. 8(1) (161). pp. 47-58.

8. Shu Jiang. Clay Minerals and Oil and Gas Exploration // InTech Сhapter 2 for book Clay Minerals in Nature -Their Characterization, Modification and Application. 2012. pp.21-38.

9. Vaculikova L., Plevova E. Identification of clay minerals and micas in Sedimentary Rocks // Acta Geodyn, Geomater. 2005. 12(2) (138). pp. 167-175.

10. Vu Cong Khang, Mikhail V. Korovkin, Ludmila G. Ananyeva. Identification of clay minerals in reservoir rocks by FTIR spectroscopy. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2016. 43(1). pp. 012004.

Размещено на Allbest.ru