Резюме. В работе обсуждаются направления гидрогеохимических исследований, используемых для решения актуальных задач нефтегазовой отрасли, таких как оценка перспектив нефтегазоносности территорий, локализация зон нефтегазонакопления, прогноз фазового состава углеводородных залежей, контроль разработки месторождений углеводородов и др. На основе литературных данных выполнен анализ и систематизация основных гидрогеохимических показателей подземных вод, имеющих нефтепоисковую значимость, а также применяемых уже на этапе разработки месторождений нефти и газа. Наибольшая эффективность применения гидрогеохимических исследований в нефтепромысловой практике достигается при комплексном использовании различных показателей. На примере исследований нефтегазоносности о. Сахалин показано, что гидрогеохимические сведения середины XX в., полученные устаревшими химико-аналитическими методами, не всегда можно считать достоверными. Для актуализации соответствующих гидрогеохимических данных в этом регионе требуются дополнительные исследования.

Для цитирования: Никитенко О.А., Ершов В.В. Гидрогеохимические критерии поиска и разработки углеводородных месторождений: обзор, анализ и перспективы использования на острове Сахалин. Геосистемы переходных зон, 2021, т. 5, № 4, с. 361–377.
https://doi.org/10.30730/gtrz.2021.5.4.361-377

For citation: Nikitenko O.A., Ershov V.V. Hydrogeochemical indicators for the exploration and development of hydrocarbon fields: review, analysis and prospects for use on Sakhalin Island. Geosistemy perehodnykh zon = Geosystems of Transition Zones, 2021, vol. 5, no. 4, pp. 361–377. (In Russ., abstr. in Engl.).
https://doi.org/10.30730/gtrz.2021.5.4.361-377

1. Балашова Е.Ю., Фарносова Е.Н. 2017 . Анализ состава и перспективы переработки попутных нефтяных вод и пластовых вод. Успехи в химии и химической технологии , 31(5): 76–78.

2. Барташевич О.В., Зорькин Л.М., Зубарев С.Л., Карус Е.В., Лопатин Н.В., Могилевский Г.А., Петухов А.В., Стадник Е.В., Старобинец И.С., Строганов В.А., Ягодкин В.В. 1980 . Геохимические методы поисков нефтяных и газовых месторождений . М.: Недра, 300 с.

3. Боровиков И.С. 2008 . Состояние фонда месторождений нефти и газа территорий Дальневосточного региона. Нефтегазовая геология. Теория и практика , 3: 1–10.

4. Вассоевич Н.Б. 1986 . Избранные труды. Геохимия органического вещества и происхождение нефти . М.: Наука, 368 с.

5. Григель Н.М. 1959 . Характеристика и происхождение пластовых вод нефтеносных районов Северного Сахалина: прил. к отчету о НИР «Результаты химического анализа вод нефтеносных районов Северного Сахалина». Оха: Сах. отд-ние ВНИГРИ, т. 2, 77 с. Инв. № 1369ф (Фонды ИМГиГ ДВО РАН).

6. Жарков Р.В., Козлов Д.Н., Ершов В.В., Сырбу Н.С., Никитенко О.А., Устюгов Г.В. 2019 . Паромайские термальные источники острова Сахалин: современное состояние и перспективы использования. Геосистемы переходных зон , 3(4): 428–437. https://doi.org/10.30730/2541-8912.2019.3.4.428-437

7. Зорькин Л.М. 2008 . Генезис газов подземной гидросферы (в связи с разработкой методов поиска и залежей углеводородов). Геоинформатика , 1: 45–53.

8. Зытнер Ю.И., Чибисова В.С. 2013 . Гидрогеологические критерии прогноза нефтегазоносности северных районов Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Нефтегазовая геология. Теория и практика , 8(3): 1–19. https://doi.org/10.17353/2070-5379/35_2013

9. Карцев А.А. 1989 . Воды нефтяных и газовых месторождений СССР. М.: Недра, 382 с.

10. Карцев А.А., Вагин С.Б., Шугрин В.П. 1992 . Нефтегазовая геология. М.: Недра, 208 с.

11. Киреева Т.А., Всеволожский В.А. 2013 . Инверсионные гидрокарбонатно-натриевые воды как показатель нефтегазоносности глубоких частей геологического разреза. Глубинная нефть, 1(2): 234–245.

12. Кошелев А.В., Ли Г.С., Катаева М.А. 2014 . Оперативный гидрохимический контроль за обводнением пластовыми водами объектов разработки Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения. Вести газовой науки: науч.-техн. сб., 3(19): 106–115.

13. Красинцева В.В. 1968 . Гидрогеохимия хлора и брома . М.: Наука, 196 с.

14. Ларичев В.В., Попков В.И., Попков И.В. 2020 . Гидрохимический облик пластовых вод месторождения Оймаша. Геология, география и глобальная энергия , 2(77): 51–59.

15. Лехов А.В., Киреева Т.А. 2019 . Кольматация пород-коллекторов при эксплуатации нефтяных месторождений в результате катионного обмена. Вестник Московского университета. Серия 4, Геология , 6: 59–67.

16. Муляк В.В., Порошин В.Д., Гаттенбергер Ю.П., Абукова Л.А., Леухина О.И. 2007 . Гидрохимические методы анализа и контроля разработки нефтяных и газовых месторождений . М.: ГЕОС, 245 с.

17. Новиков Д.А. 2017 . Гидрогеологические предпосылки нефтегазоносности западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба. Геодинамика и тектонофизика , 8(4): 881–901. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-4-0322

18. Новиков Д.А., Черных А.В., Дульцев Ф.Ф. 2019 . Содержание редкоземельных элементов в подземных водах верхнеюрских отложений Верх-Тарского нефтяного месторождения (Западная Сибирь). Интерэкспо ГЕО-Сибирь , 2(1): 141–148. https://doi.org/10.33764/2618-981Х-2019-2-1-141-148

19. Порошин В.Д., Муляк В.В. 2004 . Методы обработки и интерпретации гидрогеохимических данных при контроле разработки нефтяных месторождений . М.: Недра, 220 с.

20. Путилина В.С., Галицкая И.В., Юганова Т.И. 2019 . Шлейф нефтяных метаболитов в подземных водах: формирование, эволюция, токсичность. Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология , 1: 38–45. https://doi.org/10.31857/s0869-78092019138-45

21. Серебренникова О.В. 2008 . Геохимические методы при поиске и разведке месторождений нефти и газа. Ханты-Мансийск: РИЦ ЮГУ, 172 с.

22. Смирнова Т.С. 2012 . Микрокомпоненты пластовых вод как показатель оценки нефтегазоносности локальных структур Каспийского моря. Геология, география и глобальная энергия , 2(45): 212–221.

23. Тиссо Б., Вельте Д. 1981 . Образование и распространение нефти и газа . М.: Мир, 501 с.

24. Ханин А.А. 1969 . Породы-коллекторы нефти и газа и их изучение . М.: Недра, 368 с.

25. Харахинов В.В., Астафьев Д.А., Калита М.А., Корчагин О.А., Игнатова В.А., Наумова Л.А. 2015 .Возможности открытия новых месторождений углеводородов на шельфах Сахалина и Западной Камчатки. Вести газовой науки : науч.-техн. сб., 2(22): 21–35.

26. Цитенко Н.Д., Евстафьева В.И. 1959 . Характеристика и происхождение пластовых вод нефтеносных районов Северного Сахалина: отчет о НИР. Оха: Сах. отд-ние ВНИГРИ, т. 1, 309 с. Инв. № 1369ф (Фонды ИМГиГ ДВО РАН).

27. Чахмачев В.А., Виноградова Т.Л. 2003 . Геохимические показатели фациально-генетических типов исходного органического вещества. Геохимия , 5: 554–560.

28. Akinlua A., Smith R.M. 2010 . Subcritical water extraction of trace metals from petroleum source rock. Talanta , 81(4–5): 1346–1349. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2010.02.029

29. Akstinat M. 2019 . Chemical and physicochemical properties of formation waters of the oil and gas industry. J. of Hydrology , 578: 124011, 14 p. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.124011

30. Boschetti T., Toscani L., Shouakar-Stash O., Iacumin P., Venturelli G., Mucchino C., Frape S.K. 2011 .Salt Waters of the Northern Apennine Foredeep Basin (Italy): Origin and Evolution. Aquatic Geochemistry , 17: 71–108. https://doi/10.1007/s10498-010-9107-y

31. Boschetti T., Angulo B., Cabrera F., Vasquez J., Montero R.L. 2016 . Hydrogeochemical characterization of oilfield waters from southeast Maracaibo Basin (Venezuela): Diagenetic effects on chemical and isotopic composition. Marine and Petroleum Geology , 73: 228–248. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2016.02.020

32. Bowles M.W., Samarkin V.A., Bowles K.M., Joye S.B. 2011 . Weak coupling between sulfate reduction and the anaerobic oxidation of methane in methane-rich seafloor sediments during ex situ incubation. Geochimica et Cosmochimica Acta , 75(2): 500–519. https://doi/10.1016/j.gca.2010.09.043

33. Chen K.-F., Kao C.-M., Chen C.-W., Surampalli R.Y., Lee M.-S. 2010 . Control of petroleum-hydrocarbon contaminated groundwater by intrinsic and enhanced bioremediation. J. of Environmental Sciences , 22(6): 864–871.

34. Chongxi L., Xueming W. 1991 . Near surface hydrogeochemical exploration for oil and gas in China. J. of Southeast Asian Earth Sciences , 5(1–4): 313–316. https://doi.org/10.1016/0743-9547(91)90041-U

35. Engle M.A., Doolan C.A., Pitman J.A., Varonka M.S., Chenault J., Orem W.H., McMahon P.B., Jubb A.M. 2020 . Origin and geochemistry of formation waters from the lower Eagle Ford Group, Gulf Coast Basin, south central Texas. Chemical Geology , 550: 119754, 12 p. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2020.119754

36. Grasby S.E., Chen Z., Dewing K. 2012 . Formation water geochemistry of the Sverdrup Basin: Implications for hydrocarbon development in the High Arctic. Applied Geochemistry , 27(8): 1623–1632. http://dx.doi.org/10.1016/j.apgeochem.2012.04.001

37. Guo Y., Wen Z., Zhang C., Jakada H. 2020 . Contamination and natural attenuation characteristics of petroleum hydrocarbons in a fractured karst aquifer, North China. Environmental Science and Pollution Research , 27: 22780–22794. https://doi.org/10.1007/s11356-020-08723-2

38. Hoffmann A.A., Borrok D.M. 2020 . The geochemistry of produced waters from the Tuscaloosa Marine Shale, USA. Applied Geochemistry , 116: 104568, 10 p. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2020.104568

39. Marić N., Štrbacki J., Mrazovac Kurilić S., Beškoski V.P., Nikić Z., Ignjatović S., Malbašić J. 2019 . Hydrochemistry of groundwater contaminated by petroleum hydrocarbons: the impact of biodegradation (Vitanovac, Serbia). Environmental Geochemistry and Health , 42: 1921–193. https://doi.org/10.1007/s10653-019-00462-9

40. Martos-Villa R., Mata M.P., Williams L.B., Nieto F., Rey X.A., Sainz-Diaz C.I. 2020 . Evidence of hydrocarbon-rich fluid interaction with clays: Clay mineralogy and boron isotope data from Gulf of Cadiz Mud Volcano sediments. Minerals , 10(8): 1–25. https://doi.org/10.3390/min10080651

41. McMahon P.B., Kulongoski J.T., Vengosh A., Cozzarelli I.M., Landon M.K., Kharaka Y.K., Gillespie J.M., Davis T.A. 2018 . Regional patterns in the geochemistry of oil-field water, southern San Joaquin Valley, California, USA. Applied Geochemistry , 98: 127–140. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2018.09.015

42. Köster M.H., Williams L.B., Kudejova P., Gilg H.A. 2019 . The boron isotope geochemistry of smectites from sodium, magnesium and calcium bentonite deposits. Chemical Geology , 510(2): 166–187. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2018.12.035

43. Nye C.W., Quillinan S., Neupane G., McLing T. 2017 . Aqueous rare earth element patterns and concentration in thermal brines associated with oil and gas production. In: Forty Second Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, 13–15 February 2017, Stanford, California, USA. New York: Curran Assoc., Inc., 11 p.

44. Özdemir A. 2018 . Iodine-rich waters of Turkey and oil & gas potential of the onshore. J. of Sustainable Engineering Applications and Technological Developments , 1(2): 103–150.

45. Rachinsky M.Z., Kerimov V.Y. 2015 . Fluid dynamics of oil and gas reservoirs. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons; Salem, Massachusetts: Scrivener Publ. LLC, 613 p. https://doi.org/10.1002/9781118999004

46. Serres-Piole C., Preud’homme H., Moradi-Tehrani N., Allanic C., Jullia H., Lobinski R. 2012 . Water tracers in oilfield applications: Guidelines. J. of Petroleum Science and Engineering , 98–99: 22–39. https://doi:10.1016/j.petrol.2012.08.009

47. Sun Z., Xie X. 2014 . Nationwide oil and gas geochemical exploration program in China. J. of Geochemical Exploration , 139: 201–206. http://dx.doi.org/10.1016/j.gexplo.2013.09.004

48. Williams L.B., Hervig R.L., Holloway J.R., Hutcheon I. 2001а . Boron isotope geochemistry during diagenesis. Pt I. Experimental determination of fractionation during illitization of smectite. Geochimica et Cosmochimica Acta , 65(11): 1769–1782. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(01)00557-9

49. Williams L.B., Hervig R.L., Wieser M.E., Hutcheon I. 2001b . The influence of organic matter on the boron isotope geochemistry of the gulf coast sedimentary basin, USA. Chemical Geology , 174(4): 445–461. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(00)00289-8

50. Winniford W., Dunkle M.N. 2020 . Tracers for oil and gas reservoirs. In: Analytical Techniques in the Oil and Gas Industry for Environmental Monitoring . New York: John Wiley & Sons. 329–345.

51. Worden R.H. 1996 . Controls on halogen concentrations in sedimentary formation waters. Mineralogical Magazine , 60(399): 259–274. https://doi.org/10.1180/minmag.1996.060.399.02

52. Yu H., Wang Z., Rezaee R., Zhang Y., Nwidee L.N., Liu X., Verrall M., Stefan I. 2020 . Formation water geochemistry for carbonate reservoirs in Ordos basin, China: Implications for hydrocarbon preservation by machine learning. J. of Petroleum Science and Engineering , 185: 106673. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.106673