Файл: Завьялов В.М. Условия аккумуляции нефти и газа и закономерности размещения их в Днепропетровско-Донецкой впадине.pdf

существования такой зональности .в регионе, а, во-вторых, если До­ пустить, что большая мощность осадочной толщи в юго-восточной части впадины обусловила особенно благоприятные условия для формирования и сохранения залежей наиболее подвижного флюи­ да — таза, то тем более здесь должны были сохраниться скопления и жидких углеводородов.

Неоднократно высказывалось мнение (Балухоівский, 1959; Ступаков, 1970 и др.), что газовые месторождения на юго-восто-4 ке Днепровско-Донецкой впадины сформировались в результате бо­ ковой миграции газов, образовавшихся при метаморфизме угле­ носных толщ Донбасса.

Как известно, существуют различные представления о'б иден­ тичности химического состава газов углефикации гомогенного органичеокого вещества и газов нефтяного ряда. Многие исследователи считают угольные газы принципиально отличными от нефтяных. Га­ зы углей и пород углевмещающих толщ обычно состоят из метана, углекислого газа, азота, тяжелых углеводородов и редких газов. Хотя тяжелые газообразные гомологи метана являются неотъемле­ мой составной частью угольных газов, их содержание составляет в основном десятые доли процента (реже 1—2%), тогда «ак в газах нефтяного ряда оно достигает десятков процентов. Метановые угле­ водороды угольного и нефтяного происхождения отличны и по со­ отношению отдельных изотопов (Н/Д, С'2 , С1 3 и др.). Как отмечают И. В. Гринберг и М. Е. Петриковская (1965, 1968), процентное со­ держание дейтерия в угольных газах Донбасса составляет в сред­ нем 0,0204%, а в газах газовых месторождений Днепровско-Донец­ кой впадины—в среднем 0,0226%. Еще больше разнятся эти газы по соотношению в них стабильных изотопов С1 2 и С1 3 . Для газов га­ зовых месторождений отношение С1 2 /С1 3 составляет в среднем 91,57, а для угольных газов — 94,8.

Одно из наиболее существенных доказательств родства уголь­ ных il нефтяных газов заключается в том, что зачастую в угольных пластах Донбасса обнаруживаются газы с содержанием тяжелых углеводородов в соотношениях, характерных для газовых и нефтя­ ных месторождений.

Исследование этих аномалий в Красноармейском и других рай­ онах позволило установить, что они приурочены к зонам тектониче­ ских нарушений (Джамалова и др., 1964). Более того, эти газы, близкие по содержанию тяжелых углеводородов и метана к газам газоконденсатных и нефтяных меісторождений, по содержанию азо­ та и двуокиси углерода соответствуют газам угольных месторожде­ ний с их зональным изменением состава, связанным с глубинным выветриванием газов. Следует еще добавить, что. угольные пласты Красноармейского района на глубинах 1000 м » более характери­ зуются высоким содержанием азота и низкой газоносностью, что свидетельствует о значительных масштабах процесса газового, вы­ ветривания. В. связи с этим X. Ф. Джамаловой и другими исследо­ вателями сделан вывод о недавнем внедрении тяжелых углеводо-

62

родных газов и метана в угленосную толщу — значительно позже установленной газовой зональности. В литературе известны и дру­ гие примеры влияния углеводородных газов нефтяного ряда на формирование состава угольных газов рассматриваемого региона (Широков, Забигайло, Кондратюк, 1969).

Установление приуроченности повышенного содержания тяже­ лых углеводородов в газах угольных пластов к зонам тектониче­ ских нарушений ті сравнительно недавней вертикальной миграции углеводородных флюидов имеет большое значение для выяснения природы газов газовых месторождений, расположенных в переход­ ной зоне между Донбассом и Днепровско-Донецкой впадиной.

Дело в том, что исследованиями Макеевского научно-исследова­ тельского института, а также работниками УкрНИИГаз установле­ на зависимость между содержанием тяжелых углеводородов в газах угольных пластов и степенью метаморфизма угольного вещества (Фертельмейстер, Новодережкин, 1960). Так, содержание тяжелых углеводородов в углях низкой степени метаморфизма (угли марок Г — Д) составляет в основном 'несколько 'больше 1% (до 2%). В со­ став этих углеводородов входят этан, пропан, бутан, пентан. Угли марок П Ж — К Донецко-Макеевского района .содержат тяжелых углеводородов только 0,3—0,8%, среди них определены этан, про­ пан и чіе всегда встречаются бутан и пентан. Поэтому вряд ли обо­

наибольшего общего погружения ложа Донецкого прогиба, на рас­ сматриваемой территории в отложениях нижнего и среднего карбо­ на должны быть распространены угли марок К, ПС, Т и А. Летучие компоненты углефикации поздних стадий метаморфизма органиче­

месторождений и тѳм более конденсата, содержание которого в не­ которых месторождениях достигает значительных величин (Волоховское, Миролюбовское и другие месторождения).

Неубедительность гипотезы образования природного газа за счет продуктов метаморфизма ископаемых углей подтверждается также при анализе времени формирования отдельных месторожде­ ний. Структурная ловушка Шебелинского месторождения, запол­ ненная углеводородами до структурного порога й содержащая бо­ лее 500 млрд. м3 таза, сформировалась в основном к палеогену. С тех пор наряду с поступлением газа в ловушку происходило и его рассеяние, обусловленное процессами фильтрации, проскальзыва­ ния, прорыва и диффузии газа. Процесс диффузии является наибо­ лее универсальным и непрерывно происходящим. Но еще большие потери газа из залежи происходят Е периоды тектонической актив-

63

ности. А анализ истории развития Шебелинской склаДки показыва­ ет, что ее формирование сопровождалось сильной дизъюнктивной иарушенностыо, достигшей максимума к началу неогена и охватив­ шей весь осадочный комплекс. Если учесть, что к началу палеогена ископаемая растительная органика каменноугольных отложений уже достигла высоких стадий метаморфизма и потеряла большую часть потенциальных газов, то можно-сделать вывод, что в представ­ лениях, объясняющих формирование Шебелинского и других мес­ торождений за счет миграции газов из газоматерииской угленосной толщи, слабо аргументирована не только химическая, но и количест­ венная сторона предполагаемого (процесса.

О невозможности отдачи угольными пластами значительных ко­ личеств газа, особенно на высоких стадиях .метаморфизма угольно­ го вещества, свидетельствует и высокая сорбционная емкость углей. Причем более высокомолекулярные компоненты тяжелых углеводо­ родов обладают большей сорбнрованностыо, чем метан или бутан (Кривицкая, 1966).

Констатируя /вышеизложенное, можно, по-видимому, сделать заключение, что не газовые месторождения образовались в резуль­ тате миграции продуктов углефикации угольных пластов, а, наобо­ рот, в самих угольных пластах имеются следы миграции углеводо­ родов из более глубоких горизонтов, и углеводородов не только га­ зообразных, но и жидких. Выделение жидких и мазеподобных би­ тумов из углей и вмещающих пород наблюдается в действующих забоях шахт и при бурении скважин во многих угленосных районах Донбасса. Приурочены они обычно к трещиноватым зонам.

В работах некоторых авторов отражено представление о форми­ ровании залежей нефти и газа в Днепровско-Донецкой впадине за счет далекой боковой миграции углеводородов. Например, В. А. Витенко и Р. М. Новоеилецкий (1963) объясняют отмеченную зо­ нальность ів распределении нефтегазовых и газовых месторождений дифференциальным улавливанием углеводородов, происходившим в результате их латеральной миграции с юго-востока на северо-запад.

Следует заметить, что дифференциальное улавливание нефти и газа (ступенчатая миграция, дифференциальное траппироваиие) может представлять лишь частный случай в процессе нефтегазона-

лучить иное объяснение — их можно рассматривать и как следствие превращения углеводородов, происходящего в результате действия факторов гипергенеза и метаморфизма (Розанов, 1962).

Обстоятельный критический разбор теоретических основ пред­ ставлений о дальней боковой миграции .нефти и газа содержится в монографиях В. А. Соколова (1956 и др.) и В. Ф. Липецкого (1965). По' поводу возможности латеральной миграции нефти и газа на большие расстояния высказаны также аргументированные возра­ жения геологического характера.

64

Пожалуй, в Диепровско-Донецкой впадине объяснение геологи­ ческой стороны процессов далекой латеральной миграции углеводо­ родов является особенно 'сложной задачей. Трудно представить, что на расстоянии 500—600 ікм, которое .необходимо пройти нефти и газу, углеводороды не задержатся ів многочисленных ловушках. Да­ лекой 'боковой миграции будет препятствовать частая изменчивость проницаемости слоев, экранирующее влияние большого числа раз­ рывных нарушений, широкое развитие трещиноватое™, соляной диапиризм и т. л. Все это в конце концов должно приводить к тому, что інефть и газ будут стремиться перебраться в более высокие го­ ризонты. А поскольку флюидам легче устремляться по трещинам вверх, чем продвигаться в 'невыдержанных по проницаемости' пла­ стах, то до существу возможность дальней латеральной миграции углеводородов во впадине ограничивается, прежде всего,, верти­ кальной миграцией.

Возможность далекой боковой миграции углеводородов в Диеп- ровоко-Донец'кой впадине не подтверждается также данньши об изменении физико-химических свойств нефтей и газов.

Для выяснения причин, обусловивших рассматриваемую особен­ ность в распределении в регионе скоплений углеводородов, Л. В. Токаревым (1968) проанализирован ряд параметров нефтей (плот­ ность; выход светлых фракций, выкипающих до ЗО0°С; коэффициент превращенное™ по А. Ф. Добрянскому— одна сотая произведения выхода фракций, выкипающих до 150°С, на 'Содержание в них мета­ новых углеводородов, деленная на плотность нефти; коэффициент метанизации—отношение метановых углеводородов к нафтено­ вым— для фракций, выкипающих до 200°С; содержание аромати­ ческих углеводородов во фракциях, выкипающих до 300°С) и сво­ бодных газов (жирность газов —процент содержания газообразных гомологов метана от суммы углеводородов).

Рассмотрение изменения физико-химических свойств нефтей по разрезу осадочной толщи позволило Л. В. Токареву сделать заклю­ чение о широком проявлении в ней вертикальной миграции углево­ дородов. Об этом, в частности, свидетельствуют; некоторое утяже­ ление нефти с переходом к более глубоким горизонтам; уменьше­ ние выхода светлых фракций нефтей с увеличением глубины их за­ легания; намечающаяся тенденция к уменьшению вниз по разрезу

Л. В. Токаревым были построены карты, характеризующие из­ менение перечисленных выше параметров нефтей на площади Днеп- роВ'Око-Донещсой впадины. Однако их рассмотрение не позволило уловить какие-либо общие закономерности. Отсутствие единой за-' кономѳрности изменения показателей углеводородного состава лег­ ких фракций нефтей, отражаемой данными параметрами, а также