СОВРЕМЕННАЯ ФЛЮИДОДИНАМИКА В ЮЖНО-КАСПИЙСКОМ БАССЕЙНЕ: ОСОБЕННОСТИ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ОЦЕНКИ

2021 г. А.А. Фейзуллаев

Институт геологии и геофизики НАН Азербайджана, г. Баку, Азербайджан

е-mail: fakper@gmail.com


Поступила в редакцию15.11.2020 г.; после доработки 20.12.2020 г.
Принята к публикации 26.12.2020 г.


Аннотация. Южно-Каспийский бассейн (ЮКБ), расположенный в пределах Альпийско-Гималайского подвижного пояса, известен интенсивной современной флюидодинамикой, количественный и качественный анализ которой позволяет решать многие проблемы онтогенеза нефти и газа, в том числе вопросы об условиях формирования их месторождений, дапиризме и грязевом вулканизме. В статье на примере базовых грязевого вулкана (ГВ) и газонефтяного и газоконденсатного месторождения Локбатан рассмотрены основные особенности современной флюидодинамики в ЮКБ с целью количественной оценки объемной скорости их фокусированных потоков. Работы выполнены с использованием как классического, так и нового (исходя из концепции возобновляемости ресурсов газа в резервуаре и в очаге ГВ) научно-методических подходов. Оценка скорости естественного восполнения газового резервуара на длительно разрабатываемой газонефтяной структуре Локбатан сделана, исходя из анализа динамики дебита газа в период 1970–2014 гг. Рассчитанная объемная скорость возможной периодической подпитки газом резервуара (0.42 тыс. м3/сут) хорошо согласуется с предполагаемой скоростью периодического пополнения газом очага одноименного ГВ (примерно 0.44 тыс. м3/сут). Расчеты объема газа, выбрасываемого во время извержения ГВ, сделанные по размеру горящего пламени, а также предполагаемой объемной скорости и продолжительности восполнения газом очага ГВ (равного времени между извержениями), даже с учетом некоторых допущений и поправок на 1–2 порядка меньше ранее сделанных оценок. В качестве дополнительного критерия оценки объема эксплозивного газа рекомендуется проведение анализа динамики флюидного давления в очаге ГВ.


Ключевые слова: Южно-Каспийский бассейн, месторождение, грязевой вулкан, очаг, газ, глубина, извержение, объемная скорость.


DOI: https://doi.org/10.21455/GPB2021.1-8


Цитирование: Фейзуллаев А.А. Современная флюидодинамика в Южно-Каспийском бассейне: Особенности и количественные оценки // Геофизические процессы и биосфера. 2021. Т. 20, № 1. С. 77–94. https://doi.org/10.21455/GPB2021.1-8


Литература


Алиев А.А., Гулиев И.С., Сидорович Ю.Г. Результаты режимных замеров дебита газа на грязевом вулкане Хамамдаг: Материалы науч. конф., посвящ. 110-летию акад. И.М. Губкина (Губкинские чтения). Баку: Элм, 1984. С. 45–47.

Алиев А.И., Багирзаде Ф.М., Буниатзаде З.А. и др. Месторождения нефти и газа – перспективные структуры Азербайджанской ССР. Баку: Элм, 1985. 298 с.

Алиев А.А., Гулиев И.С., Рахманов Р.Р. Каталог извержений грязевых вулканов Азербайджана (1810–2007). 2-е изд. Баку: Nafta-Press, 2009. 101 с.

Алиев А.А., Гулиев И.С., Рахманов Р.Р. Каталог извержений грязевых вулканов Азербайджана (2008–2019). 3-е изд. Баку: Элм, 2019. 70 с.

Ализаде A.A., Ахмедов Г.A., Ахмедов A.M., Алиев A.K., Зейналов M.M. Геология нефтяных и газовых месторождений Азербайджана. М.: Недра, 1966. 392 с.

Аширмамедов М.А. Некоторые особенности размещения и формирования залежей нефти и газа в Юго-Западной Туркмении // Тр. ТФ ВНИИ. 1967. Вып. IX. С.14–33.

Аширов К.Б., Боргест Т.М., Карев А.Л. Обоснование причин многократной восполнимости запасов нефти и газа на разрабатываемых месторождениях Самарской области // Изв. Самар. науч. центра РАН. 2000. № 2 (1). С. 166–173.

Бескровный Н.С., Гемп С.Д., Шварц Т.В. Глубинные разломы Западной Туркмении и их роль в формировании нефтяных залежей. Л.: Гостоптехиздат, 1963.104 с.

Валяев Б.М., Гринченко Ю.И., Ерохин В.Е и др. Изотопный облик газов грязевых вулканов // Литология и полезн. ископаемые. 1985. № 1. С. 72–87.

Велиева Э.Б. Геологические основы комплексной оценки ресурсов месторождений нефти и газа. Баку: Азернешр, 2007. 320 с.

Гаврилов В.П. Возможные механизмы естественного восполнения запасов на нефтяных и газовых месторождениях // Геология нефти и газа. 2008. № 1. С. 56–64.

Геология Азербайджана. В 8 т. / Под. ред. А.А. Ализаде. Баку: Нафта-Пресс, 2008. Т. VII. Нефть и газ. 606 с.

Горюнов Е.Ю., Игнатов П.А., Клементьева Д.Н., Халиков А.Н., Кравченко М.Н. Проявления современных подтоков углеводородов в нефтегазоносные комплексы на территории Волго-Уральской нефтегазоносной провинции // Геология нефти и газа. 2015. № 5. С. 62–69.

Гулиев И.С., Дадашев Ф.Г., Полетаев А.В. Изотопы углеводородных газов Азербайджана. Баку: Nafta-Press, 2013. 107 с.

Дадашев Ф.Г. Углеводородные газы грязевых вулканов Азербайджана. Бaку: Азернешр, 1963. 66 с.

Дадашев А.А., Зорькин Л.М., Блохина Г.Г. Новые данные об изотопном составе углерода метана природных газов грязевых вулканов Азербайджана // Докл. АН СССР. 1982. Т. 262, № 2. С. 399–401.

Закиров С.Н., Кондрат Р.М., Волосник Е.А., Баренбаум А.А., Закиров Э.С., Лукманов А.Р. Возобновляемость запасов нефти и газа: Прогноз и факты // Тр. II Междунар. науч. симп. «Теория и практика применения методов увеличения нефтеотдачи пластов». М.: ВНИИнефть, 2009. Т. II. С. 157−161.

Запивалов Н.П. Динамика жизни нефтяного месторождения // Изв. Том. политех. ун-та. 2012. № 321 (1). С. 206211.

Ибрагимов А.Б. Образование и размещение залежей нефти и газа в неогеновых отложениях Западно-Туркменской впадины: Автореф. дис. … д-ра геол.-мин. наук. М., 1998.

Касьянова Н.А. Геофлюидодинамические доказательства современного восполнения запасов нефтегазовых залежей // Геология, география и глобальная энергия. 2010. № 3 (38). С. 14–16.

Каюкова Г.П., Романов Г.В., Плотникова И.Н. Геохимические аспекты исследования процесса восполнения нефтяных залежей // Георесурсы. 2012. № 47 (5). С. 37–40.

Мехтиев Ш.Ф., Горин В.А. О прямых признаках вертикальной миграции нефти и ее фазах в плиоцене и антропогене Апшеронского полуострова // Уч. зап. Азерб. гос. ун-та. Сер. геол.-географ. наук. 1961. № 6. С. 7–13.

Муслимов Р.Х., Глумов И.Ф., Плотникова И.Н., Трофимов В.А., Нургалиев Д.К. Нефтяные и газовые месторождения – саморазвивающиеся и постоянно возобновляемые объекты // Геология нефти и газа. 2004. Спецвып. С. 43–49.

О состоянии разработки месторождений суши и моря на 01.01.2007 г.: Отчет Производственного объединения «Азнефть». Баку: SOCAR, 2007. 130 с.

Панков Е.П. Исследование естественных выходов газа в Азербайджане // Тр. Сектора энергетики АзФАН. Т. IV. Баку: АзФАН, 1940. 23 c.

Подсчет подземных запасов нефти и газа по месторождениям Азербайджана. Раздел III. Подсчет подземных запасов нефти и газа по месторождению Карадаг по состоянию на 01.01.1962 г. Баку: АзНИИ ДН, 1964. 649 с.

Салаев С.Г. Олигоцен-миоценовые отложения Юго-Восточного Кавказа и их нефтегазоносность. Баку: Изд-во АН Азерб. ССР, 1961. 253 с.

Соколов Б.А., Гусева А.Н. О возможности быстрой современной генерации нефти и газа // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1993. № 3. С. 39−46.

Стрижов И.Н., Ходанович И.Е. Добыча газа. М.; Ижевск: Ин-т компьют. исслед., 2003. 376 с.

Фейзуллаев А.А. Миграция углеводородов в геологических условиях Южно-Каспийского бассейна // Изв. НАНА. Науки о Земле. 2011. № 4. С. 1222.

Фейзуллаев А.А. О глубине диагенетических процессов и нижней границы биосферы в Южно-Каспийском бассейне // Геофизические процессы и биосфера. 2020. V. 19 (2). P. 57–73. https://doi.org/10.21455/gpb2020.2-4

Фейзуллаев А.А., Велиева Э.Б., Лунина В.Н., Ахмедова Г.Т. Анализ особенностей распределения запасов нефти и газа // Azərbaycan Geofizika Yenilikləri (Геофизические новости Азербайджана). 2016. № 34. С. 2631.

Фейзуллаев А.А., Кочарли Ш.С., Гусейнов Д.А., Ширинов Э.И., Шыхалиев Ю.А. Проблемы поиска и обнаружения углеводородов в миоцен-олигоценовых отложениях Юго-Восточного Кавказа // Азерб. нефт. хоз-во. 2018. № 7–8. С. 7–14.

Якубов А.А., Али-Заде А.А., Зейналов М.М. Грязевые вулканы Азербайджанской ССР: Атлас. Баку: Элм, 1971. 257 с.

Axen G.J., Lam P.S., Grove M., Stockli D.F. Exhumation of the West-Central Alborz mountains, Iran, Caspian subsidence, and collision-relatedtectonics // Geology. 2001. V. 29. P. 559–562.

Baciu C., Etiope G. Mud volcanoes and seismicity in Romania // Mud volcanoes, geodynamics and seismicity / Eds G. Martinelli, B. Panahi. N.Y.: Springer, 2005. V. 51. P. 77– 88.

Baciu C., Caracausi A., Etiope G., Italiano F. Mud volcanoes and methane seeps in Romania: Main features and gas flux // Ann. Geophys. 2007. V. 50 (4). P. 501–511.

Baghzendani H.R., Aghajani H., Solimani M. Subsurface modeling of mud volcanoes, using density model and analysis of seismic velocity // J. Mining & Environment. 2015. V. 6 (1). P. 31–39.

Bagirov E., Nadirov R., Lerche I. Flaming eruptions and ejections from mud volcanoes in Azerbaijan: Statistical risk assessment from the historical records // Energy Exploration & Exploitation. 1996. V. 14 (6). P. 535–583.

Bailey N.J.L., Guliyev I.S., Feyzullayev A.A. Source rocks in the South Caspian // AAPG/ASPG res. symp. «Oil and gas petroleum systems in rapidly-subsiding basins»: Book of abstr. Baku: Azerbaijan, 1996.

Bonini M. Mud volcano eruptions and earthquakes in the Northern Apennines and Sicily, Italy // Tectonophysics. 2009. V. 474 (3–4). P. 723–735. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2009.05.018

Bonini M., Rudolph M.L., Manga M. Long- and short-term triggering and modulation of mud volcano eruptions by earthquakes // Tectonophysics. 2016. V. 672–673. P. 190–211.

Chung H.M., Gormly J.R., Squires R.M. Origin of gaseous hydrocarbons in subsurface environments: Theoretical considerations of carbon isotope distribution // Cem. Geol. 1988. V. 71. P. 97–104.

Delisle G., Teshner M., Panahi B., Guliyev I., Aliyev C., Faber E. On preliminary results of the methane flux monitoring on Dashgil mud volcano (Azerbaijan) // Proc. of the NATO Advanced research workshop on mud volcanism, geodynamics and seismicity, Baku, 20–22 May, 2003. Baku, 2005. V. 4. P. 11–23.

Delisle G., Teschner M., Faber E., Panahi B., Guliyev I., Aliev C. First approach in quantifying fluctuating gas emissions of methane and radon from mud volcanoes // Amer. Ass. of Petrol. Geol. Memoir. 2010. M 93. P. 211–224. https://doi.org/10.1306/13231316M933426

Dow W.G. Kerogen studies and geological interpretations // J. Geochem. Expir. 1977. V. 7. P. 79–99.

Etiope G., Caracausi A., Favara R., Italiano F., Baciu C. Methane emissions from the mud volcanoes of Sicily (Italy) // Geophys. Res. Let. 2002. V. 29 (8). P. 56-1–56-4.

Etiope G., Baciu C., Caracausi A., Italiano F., Cosma C. Gas flux to the atmosphere from mud volcanoes in Eastern Romania // Terra Nova. 2004. V. 16. P. 174–186.

Etiope G., Feyzullayev A., Baciu C., Milkov A. Methane emission from mud volcanoes in Eastern Azerbaijan // Geology. 2004. V. 32. P. 465–468.

Faber E. Zur Isotopengeochemie gasförmiger Kohlenwasserstoffe // Erdöl, Erdgas & Kohle. 1987. V. 103 (5). P. 210–218.

Feyzullayev A.A. Mud volcanoes in the South Caspian basin: Nature and estimated depth of its products // Nat. Sci. 2012. V.4 (7). P. 445–453

Feyzullayev A.A. Migration pathways of hydrocarbons in South-Caspian basin // Geol. and Geosci. 2013. V. 2 (3). P. 1–6.

Feyzullayev A A., Lerche I. Occurrence and nature of overpressure in the sedimentary section of the South Caspian Basin, Azerbaijan // Energy Exploration & Exploitation. 2009. V. 27 (5). P. 345–366.

Feyzullayev A.A., Guliyev I.S., Tagiyev M.F. Source potential of the Mesozoic-Cenozoic rocks in the South Caspian Basin and their role in forming the oil accumulations in the Lower Pliocene reservoirs // Petrol. Geosci. 2001. V. 7 (4). P. 409–417.

Feyzullayev A.A., Kadirov F.A., Kadyrov A.G. Tectono-geophysical model of the Southern Caspian in the context of the presence of oil and gas // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2016. V. 52 (6). P. 913–923.

Feyzullayev A.A, Lerche I., Gojayev A.A. About the impact of mud volcano eruptions and earthquake on petroleum production rates (South Caspian Basin) // Intern. J. Engin. Res. & Technol. 2020а. V. 9 (8). P. 702–708.

Feyzullayev A.A., Lerche I., Mamedova I.M., Gojayev A.A. Signs of natural renewal of oil and gas reserves in fields of the South Caspian Basin // Earth & Env. Sci. Res. & Rev. 2020b. V. 3 (3). P. 59–69.

Grady D.J., Willer A.L. Experimental investigation of gas-well gaging // The Oil and Gas J. 1941. V. 39 (46). P. 200–206.

Guliyev I.S., Feyzullayev A.A. All about mud volcanoes. Baku: Nafta-Press, 1997. 51 p.

Guliyev I.S., Feyzullayev A., Mamedov P.Z., Kadirov F., Huseynov D.A., Aliyeva E. Hydrocarbon systems of the South Caspian basin. Baku: Nafta-Press, 2003. 206 p.

Gurgey K. Correlation, alteration, and origin of hydrocarbons in the GCA, Bahar, and Gum Adasy fields, Western South Caspian Basin: Geochemical and multivariate statistical assessments // Mar. and Petrol. Geol. 2003. V. 20 (10). P. 1119–1139.

Jackson J., Priestley K., Allen M.B., Berberian M. Active tectonics of the South Caspian Basin // Geophys. J. Intern. 2002. V. 148. P. 214–245.

Judd A. Gas emissions from mud volcanoes // Mud volcanoes, geodynamics and eismicity. Dordrecht: Springer, 2005. P. 147–157. (NATO Sci. Ser. Ser. IV: Earth and Environmental Series. V. 51). https://doi.org/10.1007/1-4020-3204-8_13

Katz K.J., Richards D., Long D., Lawrence W. A new look at the components of the petroleum system of the South Caspian Basin // J. Petrol. Sci. and Engin. 2000. V. 28. P. 161–182.

Kazmin V.G., Verzhbitskii E.V. Age and origin of the South Caspian Basin // Oceanology. 2011. V. 51 (1). P. 131–140.

Kokh S., Dekterev A., Sokol E., Potapov S. Numerical simulation of an oil-gas fire: A case study of a technological accident at Tengiz oilfield, Kazakhstan (06.1985–07.1986) // Energy Exploration and Exploitation. 2016. V. 34 (1). P. 77–98.

Kokh S.N., Sokol E.V., Dekterev A.A., Kokh K.A., Rashidov T.M., Tomilenko A.A., Bul’bak T.A., Khasaeva A., Guseinov A. The 2011 strong fire eruption of Shikhzarli mud volcano, Azerbaijan: A case study with implications for methane flux estimation // Environ. Earth Sci. 2017. V. 76 (20). https://doi.org/10.1007/s12665-017-7043-5

Kopf F., Delisle G., Faber E., Panahi B., Aliev C., Guliyev I. Long-term in situ monitoring at Dashgil mud volcano, Azerbaijan: A link between seismicity, pore pressure transients and methane emission // Intern. J. Earth Sci. (Geol. Rundsch.). 2010. V. 99 (Suppl. 1). P. 227–240. https://doi.org/10.1007/s00531-009-0487-4

Lupi M., Saenger E.H., Fuchs F., Miller S.A. Lusi mud eruption triggered by geometric focusing of seismic waves // Nat. Geosci. 2013. V. 6. P. 642–646.

Manga M., Brumm M., Rudolph M.L. Earthquake triggering of mud volcanoes // Mar. Petrol. Geol. 2009. V. 26. P. 1785–1798.

Mellors R., Kilb D., Aliyev A., Gasanov A., Yetirmishli G. Correlations between earthquakes and large mudvolcano eruptions // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. B04304. https://doi.org/10.1029/2006JB004489

Philip H., Cisternas A., Gvishiani A., Gorshkov A. The Caucasus: An actual example of the initial stages of continental collision // Tectonophysics. 1989. V. 161. P. 1–21.

Schoell M. Genetic characterisation of natural gases // AAPG Bull. 1983. V. 67 (12). P. 2225–2238.

Schouta G., Hartog N., Hassanizadeh S.M., Griffioen J. Impact of an historic underground gas well blowout on the current methane chemistry in a shallow groundwater system // PNAS. 2018. V. 115 (2). P. 296–301

Spulber L., Etiope G., Baicu C., Malos C., Vlad S.N. Methane emission from natural gas seeps and mud volcanoes in Transylvania (Romania) // Geofluids. 2010. V. 10. P. 463–475.

Stahl W. Carbon isotope fractionation in natural gases // Nature. 1974. V. 251 (5471). P. 134–135.

Wavrek D., Collister J., Curtiss D., Quick J., Guliyev I., Feyzullayev A. Novel application of geochemical inversion to derive generation/expulsion kinetic parameters for the South Caspian petroleum system (Azerbaijan) // AAPG/ASPG Res. symp. «Oil and gas petroleum systems in rapidly subsiding basins», October 6–9, 1996, Baku, Azerbaijan. Baku, 1996. 4 p.


Сведения об авторе

ФЕЙЗУЛЛАЕВ Акпер Акпер оглы – Институт геологии и геофизики НАН Азербайджана. Азербайджан, AZ1143, г. Баку, просп. Г. Джавида, д. 119. E-mail: fakper@gmail.com