Влияние углеводородных компонентов буровых жидкостей на результаты геохимических исследований

Введение. Геохимические исследования керна активно применяются для изучения состава и генезиса пластовых флюидов. Однако достоверность получаемых данных может снижаться из-за проникновения углеводородных компонентов буровых жидкостей, которые изменяют хроматографические, групповые и биомаркерные характеристики битумоидов (экстрактов).

Цель. Определить влияние углеводородных добавок буровых жидкостей на результаты геохимических исследований керна и продемонстрировать примеры их проявления в скважинах из различных регионов России.

Материалы и методы. Для анализа использованы образцы керна из трёх скважин: в Оренбургской области, Ханты-Мансийском и Ямало-Ненецком автономных округах. Битумоиды из керна выделялись методом горячей экстракции хлороформом в аппарате Сокслета. Экстракты разделялись на фракции (насыщенную и ароматическую) посредством группового анализа методом колоночной жидкостноадсорбционной хроматографии. Насыщенные и ароматические фракции исследовались с применением газовой хроматографии и хромато-масс-спектрометрии. Для выявления закономерностей и выделения загрязнённых проб использовались результаты лабораторных исследований, которые были обработаны методом главных компонент.

Результаты. Загрязненными считались те образцы, в которых явно выражены признаки наличия техногенных углеводородов. В загрязнённых экстрактах хроматограммы показывали выраженный нафтеновый фон и нарушение ряда н-алканов. Групповой состав характеризовался преобладанием насыщенных углеводородов при резком снижении доли ароматических соединений и низком содержании смол и асфальтенов. Смешение нативных углеводородов экстрактов и технической жидкости приводило к искажению биомаркерных соотношений, что делало невозможным их использование для генетической типизации. Статистический анализ подтвердил разделение выборки на чистые и загрязнённые образцы, последние сближались по характеристикам с составом буровых жидкостей.

Заключение. Углеводородные добавки буровых растворов существенно искажают результаты геохимических исследований образцов каменного материала. Для повышения достоверности интерпретации рекомендуется документировать состав буровых жидкостей, анализировать их параллельно с керном и применять статистические методы для выявления загрязнённых проб. 

1. Zhang Z., Hou D., Cheng X., Yan X., Chen W. Influence of HEM drilling fluid on organic geochemical characteristics of deepwater source rocks in the Qiongdongnan Basin. ACS Omega. 2024, vol. 9, no. 18, pp. 20582–20592. https://doi.org/10.1021/acsomega.4c02311

2. Wenger L.M., Davis C.L., Evensen J.M., Gormly J.R., Mankiewicz P.J. Impact of modern deepwater drilling and testing fluids on geochemical evaluations. Organic Geochemistry. 2004, no. 35, pp. 1527–1536. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2004.07.001

3. Ohm S.E., Karlsen D.A., Backer-Owe K., Pedersen J.H., Beeley H.S. A drilling mud additive influencing the geochemical interpretations of hydrocarbon shows. Petroleum Geoscience. 2007, vol. 13, no. 4, pp. 369–376. https://doi.org/10.1144/1354-079307-742

4. Liu H., Xu Y., He T., Cai Y., Hao W., Zhao Y., Zhang K., Wen Z., He J., Zeng Q. Methods for Eliminating Oil-Based Drilling Fluid Pollution for Ultradeep Source Rock Cuttings: A Case from the Kuqa Depression, NW China. ACS Omega. 2025, no. 10, pp. 11607–11617. https://doi.org/10.1021/acsomega.5c00806

5. Ratnayake A.S., Sampei Y. Organic geochemical evaluation of contamination tracers in deepwater well rock cuttings from the Mannar Basin, Sri Lanka. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. 2018, no. 9, pp. 989–996. https://doi.org/10.1007/s13202-018-0575-8

6. Rodriguez N.D., Katz B.J. The eff ect of oil-based drilling mud (OBM) on the assessment of hydrocarbon charge potential. Marine and Petroleum Geology. 2021;133. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2021.105312

7. Bennett B., Larter S.R. Polar non-hydrocarbon contaminants in reservoir core extracts. Geochemical Transactions. 2000, no. 1, pp. 34–37. https://doi.org/10.1039/B005237J

8. Schinteie R., Colangelo-Lillis J.R., Hope J.M., Chen J., Nelson D.B., Jarrett A.J.M., Brocks J.J. Impact of drill core contamination on compound-specifi c carbon and hydrogen isotopic signatures. Organic Geochemistry. 2019, no. 128, pp. 161–171. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2019.01.003