Учебного пособия геология и геохимия нефти и газа (Краткий курс для студентов заочной формы обучения)

• Название: Учебного пособия геология и геохимия нефти и газа (Краткий курс для студентов заочной формы обучения)
• Дата: 31.03.2022
• Размер: 234.5 Kb.
• Имя файла: 8_Geolog.doc
• Тип: Литература; #431822
• страница: 5 из 9

Происхождение нефти

1. 
   органическая концепция;
   
2. 
   неорганическая концепция.
   

Современная осадочно-миграционная теория нефтегазообразования (по Н.Б.Вассоевичу).
Исходным для нефти и газа является сапропелевое, преимущественно водорослевое рассеянное органическое вещество морских, прибрежно-морских и озерных илов глинисто и глинисто-карбонатного состава. Нефтематеринскими отложениями считаются терригенные породы с содержанием С орг. более 0,5% и карбонатные осадки с концентрацией С орг. более 0,3% на начало катагенеза. Если концентрация С орг. выше 20%, то такие породы переходят в разряд горючих сланцев и углей, в которых генерированная нефть удерживается сорбционными силами и не образует промышленных залежей.

Гумусовое рассеянное органическое вещество прибрежно-морских и континентальных терригенных отложений, источником которого является высшая растительность, способна генерировать преимущественно газообразные УВ. Если в составе гумусового рассеянного органического вещества присутствуют липоидные вещества (смоляные тельца, парафины, оболочки спор, пыльца), то наряду с газами следует ожидать генерацию небольшого количества жидких УВ.

Первая стадия преобразования материнского органического вещества, связывается с бактериальными процессами (аэробными и анаэробными). Для хороших нефтематеринских осадков предпочтительна восстановительная или слабо восстановительная фация, благоприятная для развития процессов преобразования осадков в направлении битумообразования. С помощью ферментов микробы разлагают часть высокомолекулярных компонентов на простые соединения. На этом начальном этапе преобразования рассеянного органического вещества (РОВ) в ряде случаев могут сформироваться небольшие скопления асфальтоподобных веществ и газовые залежи. В связи с отсутствием надежных покрышек основная масса газа рассеивается. В конце диагенеза в уплотняющихся осадках остается наиболее устойчивая, нерастворимая в кислотах часть РОВ – кероген, который является источником основной массы УВ в катагенезе.

Вторая стадия преобразования органического вещества – катагенетическая или физико-химическая. Главными действующими факторами являются давление, температура и время. Температура образования нефти может компенсироваться временем. В катагенезе образуются основные массы нефти и газа при температуре 50 – 200⁰ С. Повышение температуры вызывает термическое преобразование керогена и генерацию микронефти и газообразных компонентов. Образование нефти и газа происходит неравномерно. С повышением температуры генерация нефти по времени проявления опережает генерацию основной массы газа. В среднем катагенезе проявляется главная фаза нефтеобразования (ГФН), а в позднем-­ главная фаза газообразования (ГФГ).

Глубинный интервал главной зоны нефтеобразования распространяется в среднем в пределах 2 – 4 км и определяется геотермическим градиентом конкретного участка бассейна. В обычных платформенных областях этот интервал находится на глубинах 2 – 3 км, а во впадинах с низкими геотермическими градиентами, типа Прикаспийской, интервал главной зоны нефтеобразования может опускаться на глубину до 3 – 6 км.

В типичном осадочном бассейне интенсивное образование нефти начинается при переходе от прото - к мезокатагенезу (ПК – МК₁) при температуре 50 – 70⁰ С. Достигает максимума при температуре 90-110⁰ С на стадии МК₂ и затухает при 150 – 170⁰ С в начале стадии МК₄.

Температурный порог образования нефти зависит от литологического типа пород. Для карбонатных пород он выше, чем для глин. Это объясняется тем, что высокая католитическая активность глин повышает энергию активации (рис. 3).

Концепция неорганического происхождени нефти

Различают: карбидную (1), космическую (2), вулканическую (3) концепции неорганического происхождения нефти.

1. Наиболее полно эту точку зрения неорганического синтеза нефти обосновал Д.И. Менделеев, который выдвинул на заседании Русского химического общества в 1877г. «Минеральную или карбидную гипотезу» происхождения нефти. Д. И. Менделеев исходил как из личных наблюдений за выходами нефти в районах г. Баку, так и из возможности химических реакций между карбидами металлов, водой. Он считал, что выходы нефти на поверхность свидетельствуют о стремлении ее к восходящим движениям. При горооб­разовании возникают разломы, через которые вода, проникая вглубь, вступает в реакцию с “углеродистым металлом", в результате чего обра­зуются окислы и предельные УВ. Реакция, обеспечивающая образование первичных соединений углерода и водорода, может быть представлена следующим образом: 2FeC + 3Н₂О = Fe₂O₃ + С₂Н₆.

Возможность таких реакций, т. е. образование УВ разного состава, близких к нефтям, при действии воды на карбиды металлов при наличии соответствующих катализаторов, температуры, давления была доказана в лабораторных условиях. Тот факт, что в нефтях содержатся и гетеросоединения, по данной схеме образования нефти¹ объясняется тем, что в недрах земли имеются не только карбиды металлов, но и сульфиды, нитриды, которые в соответствующих условиях образуют углеродистые гетеросоединения.

Для карбидного варианта необходимо допустить в пределах земной коры существование расплавленных масс углеродистых металлов и возможность проникновения к ним воды. При этом должны быть проводящие пути воды к жидким карбидам и обратно от очага генерации к местам ско­пления УВ. Однако современные данные о строении Земли убедительно показывают невозможность существования подобных трещин. Кроме то­го, нефтеподобные вещества, полученные в лабораторных условиях по схеме Д. И. Менделеева, существенно отличались по составу от естест­венных нефтей. Вместе с тем авторитет Д.И. Менделеева как ученого был столь велик, что его гипотеза в то время получила достаточно широкое признание.

2. В 1889 г. Василием Дмитриевичем Соколовым была предложена гипотеза космического происхождения нефти и битумов. Он полагал, что в фазу звездного состояния планет в их газовой оболочке уже существуют УВ, и первично расплавленная Земля сорбировала эти углеводородистые соединения. Затем при отвердении планеты и образовании земной коры УВ выделились из магмы и путем восходящих потоков по пустотам и трещинам достигли осадочной оболочки, с последующей аккумуляцией в нефтяные месторождения.

3.Близкие взгляды на неорганическое происхождение нефти защищал Юджел Кост (1905 г.), считая, что нефть образуется в магматических очагах и выделяется с газовыми эманациями при вулканических извержениях. Толчком для развития вулканической гипотезы Ю. Коста послужили про­явления метана в вулканических газах, битуминозные вещества в пепле вулканов (Везувий), а также нефтепроявления в кристалических породах.

Гипотезы неорганического происхождения нефти объединяет идея неорганического синтеза сложных компонентов нефти из С, Н₂, СО, СО₂, СН₄, Н₂О и других простейших углеводородистых соединений, содержащихся либо в земной коре или в мантии, либо в космосе.

Современная микстгенетическая концепция происхождения УВ (по В.П.Гаврилову):

1. 
   субдукционная;
   
2. 
   рифтогенная;
   
3. 
   депрессионная.
   

Субдукционный (субдукционно-обдукционный) режим происхождения нефти является наиболее мощным. Возникновение углеводородных соединений происходит как за счет органических ресурсов осадочных толщ островных дуг, аккреционных призм, активных окраин континентов, так и за счет органики, которая затягивается и перерабатывается в зонах поглощения в месте с осадочными породами пододвигаемой океанической плиты. В зонах подвига литосферных плит всегда существует участок, в котором устанавливается оптимальный температурный режим (100 – 500⁰ С) благоприятный для активного термолиза органического вещества и преобразования его в УВ нефтяного ряда.Вместе с термальным водоминеральным потоком возникшие УВ возгоняются вверх и насыщают пористые и трещиноватые резервуары островных дуг или континентальных окраин.

Рифтогенный режим нефтегазообразования характерен для рифтогенных прогибов, которым присуще мощное осадконакопление и высокая прогретость недр. В своей эволюции они проходят различные стадии от внутриконтинентальных рифтов, через межконтинентальные (морские) рифты, до пассивных окраин континентов. Наиболее активное формирование нефтяных и газовых месторождений происходит на 2 последних стадиях развития рифтовых структур.

Депрессионный режим – может проявляться во внутриконтинентальных депрессиях в том случае, когда они не осложнены рифтогенезом. Для этого требуется длительный период (сотни млн. лет) осадконакопления, погружения обогащенных органикой пород на глубины в 2 – 3 км и более, и только потом, под действием температурного фактора происходит трансформация рассеянной органики в УВ нефтяного ряда.

Под влиянием депрессионного режима могло возникнуть около 5% от общих выявленных запасов УВ. Тогда, как с рифтогенным режимом связанно 15 – 20%, а с субдукционно-обдукционным до 75 – 80 % выявленных запасов нефти и газа.