Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 41
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
5) Апокатагенез: протекает на глубине более 4,5 километров, где температура 180-250 0С, с ростом глубины осадочных пород нефть становится более легкой с преобладанием доли алканов, обогащенных низкокипящими углеводородами. Залежи нефти постепенно замещаются сначала газовыми конденсатами – смесью легкокипящих нефтяных углеводородов, затем газоконденсаты сменяются природным газом, состоящим преимущественно из метана.
Осадочно-миграционная теория
При рассмотрении очень важно обратить внимание на миграцию нефти, поскольку данный процесс является неотъемлемой частью образования нефти и нефтегазовых залежей.
Н.Б. Вассоевич предложил концепцию нефтеобразования осадочно-миграционной теорией, а не биогенной. Нефть образуется абиогенным путём, но источником её является органические вещества, или кероген, захоронённый в процессе осадконакопления. Его потенциал закладывается в живом веществе, формируется в диагенезе, реализуется в мезокатагенезе. Ход этого процесса определяется как внутренней структурой керогена, способом «упаковки» его основных элементов, так и внешними факторами: температурой, скоростью прогрева, строением нефтематеринской толщи, определяющим эмиграцию образовавшихся продуктов, составом минеральной матрицы, влияющим на каталитические процессы, происходящие в керогене.
Поскольку залежь нефти как объект поиска формируется в процессе миграции жидких УВ, то для названия теории происхождения нефти слово «миграционная» является необходимой составной частью. Это название, по мнению Вассоевича, отражает связь, как с осадочным процессом, так и с условиями формирования залежей нефти в результате миграции.
Согласно вертикальной зональности генерации углеводородов в разрезе осадочных бассейнов распределены и залежи УВ флюидов. Без учёта вертикальной миграции флюидов и их перетоков скопления УВ сверху вниз располагаются следующим образом: в верхней части разреза (ПК1-ПК2) - небольшие залежи сухого газа; ниже (ПК3-МК11) залежи нафтено-метановой нефти и полусухого газа, в газовых шапках - полужирный и жирный газ; с глубиной (МК12- МК2) в нефтях возрастает содержание метановых УВ, твёрдых парафинов и лёгких ароматических УВ, в газовых шапках - жирный газ; ниже (МК3) находятся залежи метаморфизированных, высокопарафинистых нефтей с повышенным содержанием нормальных алканов; ещё ниже (МК4) располагаются залежи газоконденсатов; в основании зоны МК - залежи сухого газа, еще ниже - только метан. В распределении залежей разного фазового состава УВ по вертикали отмечается сдвиг вверх примерно на половину градации относительно максимума генерации соответствующих флюидов.
Представленное выше распределение залежей УВ свойственно только первичным, или сингенетичным, скоплениям, не претерпевшим значительных перемещений. В природе этот генетический ряд УВ скоплений обычно нарушается за счёт перетоков флюидов, состав первичных нефтей при этом претерпевает существенные изменения. В целом же для большинства бассейнов сохраняется зональность сверху вниз: газ - тяжёлая нефть - лёгкая нефть - газоконденсат - газ. В отдельных случаях между нефтью и «верхних» газоконденсатов. Нарушение указанной зональности может быть связано не только с перетоками и миграцией, а также с изменением состава исходного ОВ.
Динамика процессов нефтегазообразования для различных нефтематеринских пород неодинакова. Основные положения термокаталитической (генерационной) модели нефтегазообразования и границы выделения ГФН были разработаны на примере терригенно-глинистых образований. В эту модель нечётко вписываются карбонатные толщи.
Большинство геологов считает, что образование скоплений нефти обусловлено её миграцией, которая может происходить и на большие расстояния.
По И.М. Губкину, преобразование захороняемого в осадке диффузионно-рассеянного ОВ в УВ нефтяного ряда в потенциально нефтематеринских отложениях протекало постепенно, начинаясь в органогенных или биогенных илах и не прекращаясь длилось во время диагенетического изменения как самой органогенной прослойки, так и вмещающих её пород, вплоть до начала горообразующих движений, когда нефть получала возможность мигрировать.
Факторы нефтеобразования
По современным представлениям основными факторами, обусловливающими возникновение и развитие процесса преобразования органического вещества в углеводороды нефтяного ряда, являются деятельность бактерий, каталитические свойства горных пород, температура, давление, радиоактивность вмещающих пород и геологическое время[7].
Деятельность бактерий активно проявляется в начальной стадии накопления и переработки рассеянного органического вещества в осадке. Исследованиями Т.А. Гинзбург-Карагичевой, К. Зобелла и других установлено, что организмы играют активную роль:
-
В процессе распада органического вещества в начальной стадии преобразования его в анаэробной обстановке
-
При создании в осадке геохимической обстановки с низкими отрицательными значениями окислительно-восстановительного потенциала, благоприятной для развития процессов преобразования органического вещества осадка в направлении битумообразования
-
В качестве биокатализатора в процессе образования битумной части органического вещества осадка
Исследования химиков и геохимиков (Зелинского, Фроста, Сатар-Заде и других) показали, что при образовании углеводородов из органического вещества большое значение имеют каталитические свойства некоторых минералов, в частности алюмосиликатов. Лабораторными опытами доказано, что при каталитическом воздействии на органические соединения (спирты, эфиры, кетоны) алюмосиликатов при определённых температурных условиях образуются углеводороды, входящие в состав природных нефтей. В природных же условиях такими катализаторами, вероятно, служат алюмосиликатные соединения, т.е. глинистые образования, слагающие разрезы большей части нефтегазоносных районов.
По мере погружения осадка с рассеянным органическим веществом ведущими факторами, способствующими образованию углеводородов нефтяного ряда, становятся температура и давление. Установлено, что в нефтях содержится ряд углеводородов, которые не сохраняются при температуре 200-250С. Предполагается, что нижний предел существования углеводородов в жидкой фазе не может быть выше 200С. По мнению большинства учёных образование нефти в недрах происходит при сравнительно небольших температурах, колеблющихся в зависимости от геологических и геохимических условий в пределах от 50 до 200 С.
Исследованиями В.А. Соколова (1937) впервые показано, что определённую роль при образовании углеводородов нефтяного ряда из рассеянного в породах органических веществ может играть радиоактивность пород, что экспериментально подтверждено в лабораторных условиях.
Н.Д. Зелинским, П.Ф. Андреевым, М.Ф. Двали, А.Ф. Добрянским и другими исследователями было установлено, что при процессах преобразования органического вещества в осадках значение имеют также и внутренние источники энергии самого органического вещества. Активизация внутренней химической энергии органического вещества может происходить в связи с молекулярной перестройкой структуры вещества, возникающей при сочетании определённых геологических, физико-химических и биогеохимических условий окружающей среды. Однако механизм и масштабы действия внутренних источников энергии органического вещества на отдельных стадиях его преобразования изучены ещё слабо и многие аспекты этого вопроса ещё не выяснены.
Экспериментальное подтверждение Биогенной теории
Главным и основным преимущественным фактором, ставящим биогенную теорию происхождения нефти над абиогенной, является экспериментально подтвержденная база. Множество лабораторных исследований показали наличие в нефти соединений-биомаркеров, которые распространены в живой природе. Обнаружено также совпадение изотопного состава этих биомаркеров с рядом компонентов самой нефти.
Одним их наиболее убедительных доказательств являются эксперименты по прямому преобразованию твердого органического вещества керогена — основы нефтематериских пород — в жидкую, синтетическую нефть.
Ученые в лабораторных условиях имитировали природный процесс нефтеобразования, когда под воздействием давления и пластовых температур твердое органическое вещество (кероген) разрушается с образованием битума, нефти и газа. Процесс был ускорен во много раз за счет повышения температуры. Таким образом, вместо миллионов лет при 150°C преобразование керогена в нефть при 350°C заняло несколько часов.
Однако, при том, что исследований по разложению керогена проведено великое множество — само его происхождение по-прежнему остается белым пятном. Внятных исследований на эту тему практически нет, хотя косвенно именно биомаркеры являются основным свидетельством участия органики в образовании нефтематеринских пород.
Критика Органической теории
Сторонники неорганической теории считают, что нефть образовалась из углерода и водорода по процессу фишера-тропша. Действительно, нормальные алканы могут образоваться из углерода и водорода, но только в присутствии катализатора, которого в природе нет. Помимо этого, в нефтях содержится оргомное количество изопренанов, циклических углеводородов, которые по процессу фишера-тропша образоваться не могут.
Говоря про карбидную теорию можно сказать, что в ходе протекающей реакции из карбида кальция и воды может быть образован ацетилен, а из него – бензол. Данные соединения, конечно, присутствуют а нефтях, но преимущественно в них находятся углеводороды биомаркеры, которые по этой реакции не могут получиться. И. М. Губкин критиковал карбидную теорию по следующей причине: по первых, нефть вполне прекрасно образовалась и там, где вообще нет никаких разломов,