Файл: Кремс, А. Я. Условия формирования и закономерности размещения залежей нефти и газа.pdf

пород легкокипящих углеводородов (до 200° С) и углеводородных газов (до С5);

3) дальнейшей аргументации положения, высказанного В. А. Ус­ пенским, Н. Б. Вассоевичем и др., о том, что в осадочных породах на нефтеобразование расходуется только небольшая часть массы рассеянного органического вещества, изменяющегося в основном с процессом погружения вмещающих осадков по линии прогресси­ рующей углефикации;

4) значительному расширению в фациально-литологическом от­ ношении категории возможно нефтематеринских пород. К этой категории, помимо глинистых битуминозных морских сланцев, в настоящее время причисляются алевролитово-глинистые и даже песчаные породы, при условии присутствия в них исходного орга­ нического вещества, изменяющегося в восстановительной обста­ новке, а также карбонатные породы, изучение которых в этом отношении находится еще в начальной стадии;

5) возможности континентального и даже пресноводного про­ исхождения материнских пород при обязательном соблюдении вы­ шеуказанных требований.

В последнее время некоторые ученые считают нефтегазомате­ ринскими, а точнее газоматеринскими или газонефтематеринскими породами, буроугольные и каменноугольные пласты, а также ор­ ганическое вещество углей. В. П. Козлов и Л. В. Токарев (1961), например, считают, что угольные газы могут возникать на разных этапах преобразования гомогенного органического вещества, начи­ ная с торфяной стадии и кончая антрацитовой. Так, при превра­ щении торфа в бурый уголь под влиянием повышающихся давле­ ний и температуры образуются в основном метан и углекислый газ, при небольших количествах азота, сероводорода и аммиака. На последующих же стадиях углефикации в процессе неуклонно повышающихся давления и температуры происходит выделение почти только метана, при небольших количествах углекислого газа с азотом и ничтожных — аммиака и водорода.

Таким образом, начиная со стадии перехода бурых углей в ка­ менные (углефикации и метаморфизация органического вещества) и в дальнейшем вплоть до его антрацитизации и графитизации ме­ тан является основным газообразным продуктом. Тяжелые пре­ дельные углеводороды здесь также образуются, но в чрезвычайно малых объемах.

В. П. Козлов и Л. В. Токарев подсчитали, что общий объем ме­ тана, который выделили угли Донецкого бассейна до глубины 1800 м, составляет 35,8 трлн. м2. Они допускают, что три четверти этого количества должно было мигрировать из угольных пластов и скопиться либо на прилегающих к Донбассу площадях, либо в пределах его окраин в виде промышленных залежей преиму­ щественно легкого метанового газа. В соответствии с этим ряд геологов считает, что крупное Шебелинское газовое месторожде­ ние, располагающееся в пределах северо-западной окраины Дон­

8

басса, образовалось за счет газа, выделившегося из углей этого бассейна.

Другой пример описан весьма подробно Р. Рэтайном (1964). В 1959 г. на северо-востоке Нидерландов, в провинции Гронинген, было открыто крупнейшее в Западной Европе месторождение при­ родного газа Слохтерен (запасы 1650 млрд, м3, площадь 775 км2), приуроченное к терригенным отложениям нижней перми (ротлигендес), которые залегают здесь на глубине около 3000 м. Химиче­ ский состав газа оказался следующим: метана 82%, тяжелых угле­ водородов 3%, азота 14% и углекислого газа 1%. Из тяжелых углеводородов встречаются этан, пропан, бутан и др. В весьма малых количествах (меньше 0,01%) содержится гелий. Автор счи­ тает, что это месторождение, как и другие газовые и, по-видимому, нефтяные месторождения Нидерландов и соседних стран, образо­ валось замечет генерации углеводородов залегающими ниже углями каменноугольного возраста в процессе их метаморфизации. Газ, образовавшийся в угольных пластах, мигрировал затем в вышезалегающие нижнепермские отложения, где и скопился в благопри­ ятных геологических условиях в виде промышленных залежей.

Названным автором подсчитано, что при суммарной мощности угольных пластов на территории провинции Гронинген 30 м с 1 км2 угленосной площади могло выделиться 156 млн. м3 газа. Учиты­ вая потери при миграции газа в вышележащие пласты пермского возраста, запасы его только для рассматриваемой провинции оце­ нивались в 470 млрд. м3.

Газоносность нижнепермских отложений в Северо-Западной Ев­ ропе, по данным В. В. Глушко и Г. X. Дикенштейна (1971), носит региональный характер и приурочена к песчано-алевролитовой, пес­ чаной и конгломератово-песчаной толще ротлигендеса, достигаю­ щей максимальной мощности 240-—300 м и перекрытой породами цехштейна. Последние представлены в основном солью мощ­ ностью от 600 до 1200 м, на отдельных площадях мощность умень­ шается до 100 м.

В британской части акватории Северного моря первым было открыто в 1965 г. на глубине 2750 м газовое месторождение ВестЗоле с запасами газа около 30 млрд, м3, а затем месторождения Леман с запасами 330 млрд, м3, Индифэтигейбл с запасами, пре­ вышающими 225 млрд, м3, и наконец, месторождение Анн, в пре­ делах которого дебит газа в скважине-открывательнице достигал 480 тыс. м3. В целом разведанные запасы газа в пределах СевероЗападной Европы составляют около 4,0 трлн. м3.

Содержание метана в газе указанных месторождений достигает 94,1—98%, в небольшом количестве содержатся и тяжелые угле­ водороды. Глубины залегания продуктивных горизонтов ротлиген­ деса 1830—2700—3355 м.

Установлено, что отложения ротлигендеса образовались в кон­

9

органических веществ. Поэтому большинство западно-европейских геологов не рассматривает отложения ротлигендеса как нефтега­ зоматеринские, а считает, что залежи газа в этих отложениях на огромной территории шельфа Северного моря, Нидерландов и ФРГ образовались в результате его миграции из угленосных отло­ жений карбона, служивших источником генерации в процессе метаморфизации углистого материала. Следует отметить, что суще­ ствует и другая точка зрения, которая сводится к тому, что промышленный газ месторождения Слохтерен и других месторож­ дений Северо-Западной Европы связан не столько с угольными пластами карбона, сколько с метаморфизмом осадочных пород варисцийского фундамента. Считается, что эта точка зрения под­ тверждается присутствием в газе ротлигендеса гелия, металличе­ ской ртути и других компонентов, а также закономерным увели­ чением содержания азота и уменьшением количества метана в юго-восточном направлении.

Таким образом, допускается, что газ ротлигендеса может иметь двоякое происхождение и что его генезис может быть окончательно установлен в результате дальнейших глубоких геохимических ис­ следований.

Формирование и образование богатейших залежей природного газа в результате генерации его углями считает возможным также группа советских геологов во главе с. В. Г. Васильевым.

Эти авторы пришли к выводу, что пространственная связь га­ зовых месторождений с угленосными толщами является следствием генерации газа угольным веществом. Такая связь, по их данным, подтверждается полным соответствием изотопов углерода в газах крупнейших газовых месторождений Обь-Енисейского междуречья, приуроченных к угленосным толщам, и в газах угольного вещества низких стадий метаморфизма.

В этом отношении весьма большой интерес представляет Печор­ ский угольный бассейн, который входит в состав Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Геологические запасы углей Печор­ ского бассейна, располагающегося в зоне Косыо-Роговской и от­ части Коротаихинской впадин Предуральского прогиба, составляет более 300 млрд. т. В течение значительного геологического вре­ мени они могли выделить огромное количество газа. Если исходить из расчетов В. П. Козлова и Л. В. Токарева и принять даже ми­ нимальную цифру (150—160 м3 газа на 1 т углей), то и в этом случае угли Печорского бассейна могли бы выделить не менее 45 трлн, м3 газа за все время своего существования.

Б. М. Зимаков и Ю. В. Степанов (1965) пришли к выводу, что угольные пласты в процессе метаморфизации углей могли генери­ ровать не только метан и тяжелые углеводороды, но и капельно­

10

новные структурные звенья которого состоят из ароматических ядер разной степени конденсированности, объединенных в макромолекулярную систему кислородсодержащими гидроароматиче­ скими и мостиковыми соединениями, а также линейно полимеризованными углеводородами. При метаморфизме угля происходят потеря функциональных групп, уменьшение количества боковых уг­ леводородных цепей и конденсация ароматических ядер с разру­ шением и отщеплением мостиковых связей. При этом на первых стадиях углеобразования из органического вещества выделяются главным образом низкомолекулярные кислородсодержащие соеди­ нения, а в начале каменноугольной стадии в выделениях появля­ ется и метан.

На средних стадиях метаморфизма, вследствие конденсации ароматических ядер, происходит удаление из угольных макромоле­ кул подвижных кислородсодержащих и углеводородных соединений в виде метана и более тяжелых его гомологов (возможно, и жид­ ких) за счет разрушения линейно полимеризованных углеводород­ ных связей и боковых цепей. При еще более высокой углефикации роль тяжелых углеводородных газов и битумов снижается. Изло­ женным положениям о метаморфизации угля полностью соответ­ ствует распределение тяжелых углеводородов в угольных газах и дисперсно^рассеянных сингенетических битумов в угленосной толще Печорского бассейна.

Так, максимальные концентрации тяжелых углеводородов в угольных газах (до 10—15%) встречаются в Воркутинском рай­ оне жирных углей, где содержание их в угольных пластах дости­ гает 1,0—1,5 м3/т, а в породах 0,01—0,05 м3/т. В газах длин­ нопламенных (энергетических) углей Интинского месторождения количество тяжелых углеводородов не более 1%, а в газах пла­ стов отощенных углей Хальмерьюского района не превышает долей процента, при ничтожном содержании на единицу веса породы.

Следует отметить, что состав и содержание сингенетических дисперсно-рассеянных битумов в угленосных отложениях Печор­

янных битумов довольно высокой степени восстановленности, экс­ трагируемых хлороформом. Здесь же в углях и породах отмечается высокое содержание (до 0,02%) легких масляных битумов, извле­ каемых из образцов петролейным эфиром. С повышением же ме­ таморфизма в соседнем Хальмерьюском районе содержание в угле­ носной толще рассеянных битумов, экстрагируемых хлороформом, снижается до 0,01—0,02%.

Подобная закономерность, а именно: максимальное содержание битумов в жирных углях и наиболее интенсивное их образование на средних стадиях метаморфизма угольного вещества, —согласно исследованиям И. И. Аммосова (1961), В. С. Вышемирского (1963), О. А. Радченко (1962) и др., свойственна всем угленосным

11