Потенціал нетрадиційного сланцевого газу нижньовізейських багатих на органіку товщ Глинсько-Солохівського газонафтоносного району

https://doi.org/10.23939/jgd2023.01.080
Надіслано: Квітень 20, 2023
1
Інститут геофізики НАН України
2
Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України
3
АТ «Укргазвидобування"
4
Інститут геофізики ім.. С. І. Субботіна НАН України
5
3Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Інститут геології

Актуальність розвідки нетрадиційних ресурсів газу в Україні є дуже високою, особливо з приводу досягнення енергетичної незалежності України та Європи. Видобуток з наявних нафтових і газових родовищ та використання альтернативних джерел енергії є недостатнім для задоволення потреб населення на сьогоднішній день. Наразі неможливо повністю заповнити ці прогалини за допомогою енергоресурсів. В статті досліджено геологічне середовище, вік, мінералогічний склад та термальну зрілість нетрадиційних сланцевих і карбонатних газових колекторів нижнього візе в одному з найбільших родовищ Дніпровсько-Донецького басейну (ДДБ). Представлено вуглеводневий потенціал двох основних досліджуваних горизонтів В-23 і В-24-25 з використанням інтегрованого підходу до інтерпретації наявних даних аналізу керна. Результати геохімічного аналізу показують, що в рудівських шарах (В-23) рівень термальної зрілості сланців знаходиться в нафтовому вікні (Ro~0,8%), що може давати можливість генерувати нафту в ранній фазі зрілості. Подібний рівень зрілості спостерігається у візейських карбонатів В-24-25 (Ro ~ 0,77%). Досліджувані породи мають високий загальний вміст органіки (TOC) – у середньому від 2% для карбонатів, багатих на органіку, до 5,6%  для сланців, що свідчить про відносно хороший або відмінний генеративний потенціал материнської породи. За даними XRD аналізу мінералів чорносланцевої товщі переважають кремнеземні мінерали (54,6%), кальцит та глини (25,6%) з незначною кількістю альбіту, польового шпату та піриту. Карбонатний горизонт В-24-25 логічно має значно більший вміст кальциту – 52,2 % при невеликій кількості доломіту – 5,5 %. Також є характерним досить високий вміст кварцу – в середньому 30,7%. Глинисті мінерали не ідентифікуються в кожному зразку, але за середніми значеннями їх вміст становить близько 18,9%. Вміст піриту становить близько 6,8%, що свідчить про безкисневе середовище цільових візейських утворень в межах Глинсько-Солохівського газонафтоносного району. Ці дані підтвердили, що горизонти В-23 і В-24-25 є крихкими шарами, що сприятливі до проведення багатостадійних гідророзривів. Аналіз шліфів підтверджує результати з мінералогічної точки зору. Наявність тріщин у зразках керну є додатковим індикатором для проведення гідророзриву та видобутку газу з таких типів колекторів. Таким чином, нижньовізейські багаті на органіку шари Глинсько-Солохівського газонафтоносного району В-23 і В-24-25 є термально зрілими, мають високий вміст органічного вуглецю, мають достатню потужність (30-120 м) та велику площу залягання. Їх можна розглядати як потенційний об'єкт для видобутку газу.

  1. Вакарчук С. Г.,   Зейкан О. Ю., Довжок Т. Є., Михайлов В. А., Гладун В. В., Швидкий О. А, Вижва С. ., Філюшкін К. К., Харченко М. В., Кабишев Ю. Б., Башкіров Г. Л. (2013). Перспективи освоєння ресурсів сланцевого газу та сланцевої нафти у східному нафтогазоносному регіоні України, Книга V., Київ
  2. Вижва  С.А. , Онищук В.І. , Онищук І.І. , Орлюк М.І., Друкаренко В.В., Рева М.В., Шабатура О.В. Петрофізичні параметри порід візейського ярусу Лохвицької зони Дніпровсько-Донецької западини. Геофизич. Журнал, 2019, т.41, № 4. C.140-160. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i4.2019.177380
  3. Лизанець А., Бухтатий В., Степанов О., Дорошкевич В. Звіт про Науково-дослідну роботу Дослідження літофаціальних та ємкісно-фільтраційних властивостей порід керну пошуково-розвідувальних свердловин АТ «Укргазвидобування», 2021, C. 698-758. Київ.
  4. Старостенко В. І., Пашкевич І. К., Макаренко І. Б., Купрієнко П. Я., Савченко О. С. Неоднорідність літосфери Дніпровсько-Донецької западини і її геодинамічні наслідки. Частина I. Глибинна будова// Геодинаміка. 2017. №1(22). C. 125-138. https://doi.org/10.23939/jgd2017.01.125
  5. Тектоника и углеводородный потенциал кристаллического фундамента Днепровcко-Донецкой впадины. Под ред. В. И. Старостенко, О. М. Русакова. Киев: Галактика, 2015. 212 с.
  6. Iuras S., Ahmad S., Cavalleri C. and Akashev Y. (2021), Logging Optimization and Data Analysis Enabling Bypass Pay Identification and Hydrocarbon Quantification with Advanced Pulsed Neutron Behind Casing. SPE Eastern Europe Subsurface Conference, SPE-208512, Kyiv.
  7. Jarvie, D. M., Hill, R. J., Ruble, T. E., & Pollastro, R. M. (2007). Unconventional shale-gas systems: The Mississippian Barnett Shale of north-central Texas as one model for thermogenic shale-gas assessment. AAPG Bulletin 91, 475–499, https://doi.org/10.1306/12190606068.
  8. Karpenko O., Ohar V., Karpenko I., Bezrodna I. (2021). Differentiation of Rudov Beds based on the statistical methods on geological and geophysical data. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2021. (1): 005-010. https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-1/005
  9. Lazaruk Y. G. (2012), Geological structure and oil and gas potential of sediments of the 12th microfaunistic horizon of the Dnipro-Donetsk valley. Mineral resources of Ukraine, p. 17-19.
  10. Lukin O, Gafych Ii, Goncharov G., Makogon V., Prygarina T., (2020). Hydrocarbon potential in entrails of the earth of Ukraine and main trend of its development. Mineral resources of Ukraine, № 4, 28-38. (in Ukrainian). https://doi.org/10.31996/mru.2020.4.28-38
  11. Mews, K. S., Alhubail, M. M., & Barati, R. G. (2019). A review of brittleness index correlations for unconventional tight and ultra-tight reservoirs. Geosciences, 9(7), 319. https://doi.org/10.3390/geosciences9070319
  12. Mihailov V.,  Karpenko A. and Karpenko I. (2014). Geological features of Ukrainian shale formations promising for the presence of industrial unconventional hydrocarbon accumulations in connection with hydraulic fracturing. Proceedings of XLII International Summer School–Conference. 
  13. Misch, D., Sachsenhofer, R. F., Bechtel, A., Gratzer, R., Gross, D., & Makogon, V. (2015). Oil/gas–source rock correlations in the Dniepr-Donets Basin (Ukraine): New insights into the petroleum system. Marine and Petroleum Geology, 67, 720-742. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2015.07.002
  14. Misch, D., Gross, D., Mahlstedt, N., Makogon, V., & Sachsenhofer, R. F. (2016). Shale gas/shale oil potential of upper Visean Black Shales in the Dniepr-Donets Basin (Ukraine). Marine and Petroleum Geology, 75, 203-219. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2016.04.017
  15. Misch, D., Mendez-Martin, F., Hawranek, G., Onuk, P., Gross, D., & Sachsenhofer, R. F. (2016). SEM and FIB-SEM investigations on potential gas shales in the Dniepr-Donets Basin (Ukraine): Pore space evolution in organic matter during thermal maturation. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 109, No. 1, p. 012010). IOP Publishing. https://doi.org/10.1088/1757-899X/109/1/012010
  16. Misch, D., Wegerer, E., Gross, D., Sachsenhofer, R. F., Rachetti, A., & Gratzer, R. (2018). Mineralogy and facies variations of Devonian and Carboniferous shales in the Ukrainian Dniepr-Donets Basin. Austrian Journal of Earth Sciences, 111(1), 15-25. https://doi.org/10.17738/ajes.2018.0002
  17. Ogar V. (2012). Viséan siliceous rocks of USA and Ukraine: distribution, genesis, oil and gas content. Collection of scientific works of the IGS NAS of Ukraine, (5), 143-151.
  18. Orlyuk, M., Drukarenko, V., Onyshchuk, I., & Solodkyi, I. (2018). The association of physical properties of deep reservoirs with the geomagnetic field and fault-block tectonics in the Hlynsko-Solokhivskyi oil-and-gas region. Geodynamics, 2 (25), 71-88. https://doi.org/10.23939/jgd2018.02.071
  19. Passey, Q. R., Creaney, S., Kulla, J. B., Moretti, F. J., & Stroud, J. D. (1990). A practical model for organic richness from porosity and resistivity logs. AAPG bulletin, 74(12), 1777-1794. https://doi.org/10.1306/0C9B25C9-1710-11D7-8645000102C1865D
  20. Peters K. E. and Cassa M. R. (1994) Applied Source Rock Geochemistry The Petroleum System – From Source to Trap, ed. Magoon L. B. and W. G. Dow AAPG Memoir 80. 93-120. https://archives.datapages.com/data/specpubs/methodo2/data/a077/a077/000...
  21. Sachsenhofer, R. F., Shymanovskyy, V. A., Bechtel, A., Gratzer, R., Horsfield, B., & Reischenbacher, D. (2010). Paleozoic Source Rocks in the Dniepr-Donets Basin (Ukraine). Petroleum Geoscience, 16, 377-399. https://doi.org/10.1144/1354-079309-032