georesГеоресурсыGeoresources1608-50431608-5078Georesursy LLC10.18599/grs.2021.3.13geores-184Research ArticleПОИСК, РАЗВЕДКА И РАЗРАБОТКА НЕФТЯНЫХ, ГАЗОВЫХ И НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙPROSPECTING, EXPLORATION AND DEVELOPMENT OF OIL, GAS AND OIL AND GAS FIELDSОсобенности изменения физико-химических свойств нефтей в связи с большими глубинамиFeatures of changes in the physico-chemical properties of oils in connection with great depthsЯщенкоИ. Г.YashchenkoI. G.

Ирина Германовна Ященко – кандидат геол.-мин. наук, зав. Лабораторией

634055, Томск, пр-т Академический, д. 4

Irina G. Yashchenko – PhD (Geology and Mineralogy), Head of the Laboratory

4 AkademicheskyAv.,Tomsk, 634055

sric@ipc.tsc.ruКрупицкийВ. В.KrupitskyV. V.

Владимир Владимирович Крупицкий – руководитель центра геомоделирования

628011, Ханты-Мансийск, ул. Мира, д. 151

Vladimir V. Krupitsky – Head of the Geomodelling Center

151 Mira St., Khanty-Mansiysk, 628011

ПолищукЮ. М.PolishchukYu. M.

Юрий Михайлович Полищук – доктор физ.-мат. наук, профессор, главный научный сотрудник

634055, Томск, пр-т Академический, д. 4

Yury M. Polishchuk – DSc (Physics and Mathematics), Professor, Chief Researcher

4 AkademicheskyAv.,Tomsk, 634055

Институт химии нефти СО РАНРоссияInstitute of Petroleum Chemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationЮгорский научно-исследовательский институт информационных технологийРоссияUgra Research Institute of Information TechnologiesRussian Federation20211704202423399108Copyright © Ященко И.Г., Крупицкий В.В., Полищук Ю.М., 20242024Ященко И.Г., Крупицкий В.В., Полищук Ю.М.Yashchenko I.G., Krupitsky V.V., Polishchuk Y.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geors.ru/jour/article/view/184

Проведены исследования изменений физико-химических свойств и условий залегания нефтей в зависимости от глубины, позволившие уточнить количественные закономерности изменения свойств нефтей на разных глубинах и выявить особенности физико-химических свойств малоизученных глубокозалегающих нефтей. В исследованиях использована информация о более 21000 образцов нефтей из 167 нефтеносных бассейнов мира, полученных из мировой базы данных по физико-химическим свойствам нефтей. Показано, что в разных нефтяных бассейнах плотность и вязкость нефтей и содержание в них серы, смол и асфальтенов в среднем снижается с глубиной. Содержание легких фракций и нефтяного газа с глубиной увеличивается. Установлены особенности физико-химических свойств глубокозалегающих нефтей, проявляющиеся в малой плотности и вязкости нефтей, в низком содержании серы и асфальтово-смолистых веществ и в повышенном содержания дизельных фракций и нефтяного газа. Для обсуждения полученных закономерностей использованы результаты геологического моделирования эволюции тектонических процессов, приводящих к возникновению зон пониженного горного давления, в которые по разломам мигрируют наиболее легкие углеводороды, формируя глубокопогруженные залежи углеводородов. Это может рассматриваться как возможное объяснение установленных в работе особенностей свойств глубокозалегающих нефтей, определяющих их более высокие качественные показатели.

A study was made of changes in the physicochemical properties and occurrence conditions of oils depending on the depth, which made it possible to clarify the quantitative patterns of changes in the physico-chemical properties of oils at different depths and to reveal features of the properties of poorly studied deep-seated oils. The studies used information on more than 21000 oil samples from 167 oil-bearing basins of the world, obtained from the database on the physico-chemical properties of oils. It has been shown that in different oil-bearing basins the density and viscosity of oils decreases with depth. The content of sulfur, resins and asphaltenes also decreases with depth, and the content of light fractions and oil gas increases. The features of the physico-chemical properties of deep-seated oils have been established, which are manifested in a decrease in the density and viscosity of oils, in a decrease in the content of sulfur and asphalt-resinous substances, and in an increase in the content of light fractions and oil gas. The results of geological modeling of changes in the stress state of rocks associated with the displacement of the foundation blocks due to tectonic processes are considered.It has been shown that at the edges of the downing tectonic blocks at the boundary of the sedimentary cover and the basement, zones of minimum pressure (decompression zones) are formed. The lightest hydrocarbons migrate along the faults into the decompression zones, forming deep-seated hydrocarbon deposits, what can serve as a justification for the features of the properties of deep-seated oils established in the work.

глубокозалегающие нефтинефтегазоносный бассейнбаза данныхфизико-химические свойства нефтиусловия залеганиягеологическое моделированиеdeep-seated oilsoil and gas basinhydrocarbon depositsdatabasephysico-chemical properties of oiloccurrence conditionsgeological modelingdecompression zonesРабота выполнена в рамках государственного задания ИХН СО РАН, финансируемого Министерством науки и высшего образования Российской Федерации.ReferencesГлухманчук Е.Д., Крупицкий В.В., Леонтьевский А.В. (2015). Баженовская нефть – «сланцевые технологии» и отечественный опыт добычи. Недропользование XXI век, 7(57), с. 32–37.Glukhmanchuk E.D., Krupitsky V.V., Leontievsky A.V. (2015). Bazhenov oil – “shale technologies” and domestic production experience. Nedropolzovanie XXI vek, 7(57), pp. 32–37. (In Russ.)Глухманчук Е.Д., Леонтьевский А.В., Крупицкий В.В. (2014). Межслоевой сдвиг в породах баженовской свиты как региональный фактор внутриформационного разрывообразования. Недропользование XXI век, 5(49), с. 24–26.Glukhmanchuk E.D., Leontievskiy A.V., Krupitskiy V.V. (2014). The interlayer shift in the rocks of the Bazhenov formation as a regional factor of intraformational fracturing. Nedropolzovanie XXI vek, 5(49), pp. 24–26. (In Russ.)Григорьев А.С., Михайлова А.В., Шахмурадова З.Е. (1979). Зависимости между характеристиками вертикальных перемещений поверхности и напряженным состоянием осадочного чехла в надразломных зонах. Поля напряжений и деформаций в литосфере. М.: Наука, с. 97–125.Grigoriev A.S., Mikhaylova A.V., Shakhmuradova Z.E. (1979). Relationships between the characteristics of vertical surface displacements and the stress state of the sedimentary cover in the over-fault zones. Stress and strain fields in the lithosphere. Moscow: Nauka, pp. 97–125. (In Russ.)Запивалов Н.П. (2013). Геологические и экологические риски в разведке и добыче нефти. Георесурсы, 3(53), с. 3–5. https://doi.org/10.18599/grs.53.3.1Ibraev V.I. (2006). Prediction of the stressed state of reservoirs and seals of oil and gas deposits in Western Siberia. Tyumen: Tyumenskiy dom pechati, 208 p. (In Russ.)Ибраев В.И. (2006). Прогнозирование напряженного состояния коллекторов и флюидоупоров нефтегазовых залежей в Западной Сибири. Тюмень: ОАО «Тюменский дом печати», 208 с.Kontorovich A.E., Danilova V.P., Kostyreva E.A., Stasova O.F. (1998). Geochemistry and genesis of Paleozoic oils in Western Siberia. Geokhimiya = Geochemistry, 36(1), pp. 3–17. (In Russ.)Конторович А.Э., Данилова В.П., Костырева Е.А., Стасова О.Ф. (1998). Геохимия и генезис палеозойских нефтей Западной Сибири. Геохимия, 36(1), с. 3–17.Korotkov B.S., SimonovA.V. (2010). Prospectsfor gassearch in the deep horizons of Western Siberia. Vesti gazovoi nauki, 1(4), pp. 48–56. (In Russ.).Коротков Б.С., Симонов А.В. (2010). Перспективы поисков газа в глубоких горизонтах Западной Сибири. Вести газовой науки. Научнотехнический сборник, 1(4), с. 48–56.Leonov Yu.G., Volozh Yu.A. (2015). Oil deep horizons sedimentary basins of Russia and neighboring countries. Monitoring, Nauka i Technologii, 4(25), pp. 6–15. (In Russ.)Леонов Ю.Г., Волож Ю.А., Антипов М.П., Быкадоров В.А., Патина И.С., Лоджевская М.И. (2015). Нефть глубоких горизонтов осадочных бассейнов России и сопредельных стран. Мониторинг. Наука и технологии, 4(25), с. 6–15.Lisovsky N.N., Halimov E.M. (2009). On the classification of hard-torecover reserves. Vestnik TsKR Rosnedra, 6, pp. 33–35. (In Russ.)Лисовский Н.Н., Халимов Э.М. (2009). О классификации трудноизвлекаемых запасов. Вестник ЦКР Роснедра, 6, с. 33–35.Polishchuk Yu.M., Yashchenko I.G. (2001). Statistical Analysis of Regional Variation in the Chemical Composition of Eurasian Crude Oils. Petroleum Chemistry, 41(4), pp. 271–276.Полищук Ю.М., Ященко И.Г., Козин Е.С., Ан В.В. (2001). База данных по составу и физико-химическим свойствам нефти и газа (База данных нефти и газа). Роспатент. Cвид-во № 2001620067 от 16.05.2001 г.PolishchukY.M.,Yashchenko I.G., Kozin E.S.,An V.V. (2001). Database on composition and physical and chemical properties of oil and gas. Russian Agency for Patents and Trademarks. Sertificate No. 2001620067. (In Russ.)Пунанова С.А., Шустер В.Л. (2018). Новый взгляд на перспективы нефтегазоносности глубокозалегающих доюрских отложений Западной Сибири. Георесурсы, 20(2), с. 67–80. https://doi.org/10.18599/grs.2018.2.67-80Punanova S.A., Shuster V.L. (2018). A new look at the prospects of oil and gas deep-seated pre-Jurassic deposits of Western Siberia. Georesursy = Georesources, 20(2), pp. 67–80. https://doi.org/10.18599/grs.2018.2.67-80Пуртова И.П., Вариченко А.И., Шпуров И.В. (2011). Трудноизвлекаемые запасы нефти. Терминология. Проблемы и состояние освоения в России. Наука и ТЭК, 6, с. 21–26.Purtova I.P., Varichenko A.I., Shpurov I.V. (2011). Hard-to-recover oil reserves. Terminology. Problems and state of development in Russia. Nauka i TEK, 6, pp. 21–26. (In Russ.)Трофимов В.А., Масагутов Р.Х. (2012). Новый подход к решению проблемы поисков нефти в рифей-вендском комплексе ВосточноЕвропейской платформы. Геология нефти и газа, 2, с. 80–83.Shuster V.L., Dzyublo A.D. (2012). Geological preconditions of oil and gas potential in deep Jurassic and Pre-Jurassic depositsin the north ofWestern Siberia. Expozitsiya Neft Gaz, 2(20), pp. 26–29. (In Russ.)Шустер В.Л., Дзюбло А.Д. (2012). Геологические предпосылки нефтегазоносности глубокозалегающих юрских и доюрских отложений на севере Западной Сибири. Экспозиция нефть газ, 2(20), c. 26–29.Shuster V.L., Dzyublo A.D., Punanova S.A., Samoylova A.V. (2015). New geological and geochemical data of prospects of oil-and-gas content of deep-laying deposits of the North of Western Siberia. Zhivye i biokosnye sistemy, 14. (In Russ.). http://www.jbks.ru/archive/issue-14/article-2/Шустер В.Л., Дзюбло А.Д., Пунанова С.А., Самойлова А.В. (2015). Новые геолого- геохимические данные оценки перспектив нефтегазоносности глубокозалегающих отложений севера Западной Сибири. Живые и биокосные системы, 14. http://www.jbks.ru/archive/issue-14/article-2/Trofimov V.A., Masagutov R.Kh. (2012). A new approach to solving the problem of oil exploration in the Riphean-Vendian complex of the East European platform. Geologiya nefti i gaza = Geology of oil and gas, 2, pp. 80–83. (In Russ.)Ященко И.Г. (2020). Особенности физико-химических свойств и условий размещения глубокозалегающих трудноизвлекаемых нефтей. Химия в интересах устойчивого развития, 3, с. 321–327. DOI: 10.15372/KhUR2020236Yashchenko I.G. (2019). Specific Features of the Arctic Hard-toRecover Oil of Siberia. Chemistry for Sustainable Development, 27(1), pp. 92–100. https://doi.org/10.15372/CSD20190115Ященко И.Г., Полищук Ю.М. (2014a). Трудноизвлекаемые нефти: физико-химические свойства и закономерности размещения. Томск: В-Спектр, 154 с.Yashchenko I.G., Krupitsky V.V., Polishchuk Y.M. (2019). Analysis of the regularities of change in the physicochemical properties of oils depending on the depth. Proc. International Conference on the Advanced Materials with Hierarchical Structure for New Technologies and Reliable Structures – AIP Conference Proceeding. Tomsk, 2167(1), 020393. https://doi.org/10.1063/1.5132260Ященко И.Г., Полищук Ю.М. (2014b). Особенности физико-химических свойств трудноизвлекаемых видов нефти. Технологии нефтии газа, 91(2), с. 3–10.Yashchenko I.G., Polishchuk Y.M. (2019). Classification Approach to Assay of Crude Oils with Different Physicochemical Properties and Quality Parameters. Petroleum Chemistry, 59(10), pp. 1161–1168. https://doi.org/10.1134/S0965544119100116Polishchuk Yu.M., Yashchenko I.G. (2001). Statistical Analysis of Regional Variation in the Chemical Composition of Eurasian Crude Oils. Petroleum Chemistry, 41(4), pp. 271–276.Yashchenko I.G., Polishchuk Yu.M. (2016). Classification of Poorly Recoverable Oils and Analyis of their Quality Characteristics (Reviews). Chemistry and Technology of Fuels and Oils, 52(4), pp. 434–444. https://doi.org/10.1007/s10553-016-0727-9Yashchenko I.G. (2019). Specific Features of theArctic Hard-to-Recover Oil of Siberia. Chemistry for Sustainable Development, 27(1), pp. 92–100. https://doi.org/10.15372/CSD20190115Yashchenko I.G., Polishchuk Yu.M. (2014a). Features of Physical and Chemical Properties of Hard-to-Recover Oils. Tekhnologii nefti i gaza, 91(2), pp. 3–10. (In Russ.)Yashchenko I.G., Krupitsky V.V., Polishchuk Y.M. (2019). Analysis of the regularities of change in the physicochemical properties of oils depending on the depth. Proc. International Conference on the Advanced Materials with Hierarchical Structure for New Technologies and Reliable Structures – AIP Conference Proceeding. Tomsk, 2167(1), 020393. https://doi.org/10.1063/1.5132260Yashchenko I.G., Polishchuk Yu.M. (2014b). Hard-to-recover oils: physical and chemical properties and distribution patterns. Tomsk: V-Spektr, 154 p. (In Russ.).Yashchenko I.G., Polishchuk Y.M. (2019). Classification Approach to Assay of Crude Oils with Different Physicochemical Properties and Quality Parameters. Petroleum Chemistry, 59(10), pp. 1161–1168. https://doi.org/10.1134/S0965544119100116Zapivalov N.P. (2013). Geological and environmental risks in oil exploration and production. Georesursy = Georesources, 3(53), pp. 3–5. (In Russ.) https://doi.org/10.18599/grs.53.3.1Yashchenko I.G., Polishchuk Yu.M. (2016). Classification of Poorly Recoverable Oils and Analyis of their Quality Characteristics (Reviews). Chemistry and Technology of Fuels and Oils, 52(4), pp. 434–444. https://doi.org/10.1007/s10553-016-0727-9Yashchenko I.G., Polishchuk Yu.M. (2016). Classification of Poorly Recoverable Oils and Analyis of their Quality Characteristics (Reviews). Chemistry and Technology of Fuels and Oils, 52(4), pp. 434–444. https://doi.org/10.1007/s10553-016-0727-9

The authors declare that there are no conflicts of interest present.