Современные тенденции в геологии нефти и газа

Геология нефти и газа как са­мостоятельное научное направле­ние насчитывает 150 лет. За этот период накоплены практический опыт и теоретические знания, которые за­ложены в основу поиска и разведки месторождений нефти и газа. Глав­ным постулатом, который опреде­лял и определяет направление по­исково-разведочных работ, являет­ся осадочно-миграционная модель образования нефти и газа. С ее по­мощью было выявлено более 30 тыс. месторождений УВ в различных нефтегазоносных бассейнах мира, создана мощнейшая мировая инду­стрия нефти и газа. Однако класси­ческая теория не отражает всей многообразной природы геологии нефти и газа, ограничивает теоре­тический кругозор специалистов, не позволяет выявлять новые (нетра­диционные) объекты поиска.

Не отвергая осадочно-миграционную теорию образо­вания нефти и газа и формирования их залежей, целесообразно допол­нить ее с учетом современных достижений науки. В последние годы выдви­гается геодинамическая модель образования УВ, в основе которой заложено представление о тесной генетической связи "рождения" не­фти и газа с глобальными, цикличе­ски повторяющимися событиями — раскрытием и закрытием океанов обусловленные крупными тектоническими циклами про­должительностью около 600 млн лет (Гаврилов В.П., 1989). Для нефтегазообразования наи­более благоприятны фазы субдукции.

Выделяют несколько ме­ханизмов "производства" нефти: субдукционно-обдукционный, рифтогенный, депресионный.

Субдукционно-обдукцион­ная модель нефтегазообразования характерна для зон субдукций, рас­положенных по окраинам океанов, и зон столкновения континентов при закрытии океани­ческих бассейнов. Она предусматри­вает накопление огромных масс осадков с рассеянным 0В, их затягивание в зону поглощения, где отмечаются жесткие термоба­рические условия. Находясь под действием высоких температур (100-400 °С) в течение 1-2 млн лет, ОВ попадает в очень благоприятную для нефтегазообразования ситуа­цию. Рассеянная капельно-жидкая нефть и газ моби­лизуются и вовлекаются в общий глубинный водоминеральный поток термальными водами, которые воз­никают при дегидратации океаниче­ской литосферы в зонах субдукции (Сорохтин О.Г., Ушаков С.А., 2002). Избыточное давление термальных вод поддерживается постоянной мо­билизацией и перегревом поровых вод океанических осадков, а также вод, освобождающихся при дегид­ратации коры. По мере удаления от зон поддвига температура и давле­ние термальных вод уменьшаются, замедляется и скорость фильтрации водоминерального потока. Созда­ются условия, благоприятные для аккумуляции УВ в залежи.

Образование нефти и газа по субдукционно-обдукционной модели не предусматривает обязательного на­личия особых нефтегазоматеринских пород. Возникновение УВ-флюида бу­дет происходить по мере погружения океанической плиты в мантию.

Рифтогенная модель нефте­газообразования подразумевает накопление мощной толщи осадков (10-12 км) вначале в континенталь­ных, а затем в условиях межконти­нентальных морей. Застойный ре­жим осадконакопления благоприят­ствует формированию глинистых пород, обогащенных ОВ (нефтегазоматеринские свиты).

Высокий тепловой поток, кото­рый идет от приближенной к подо­шве литосферы горячей мантии, активизирует процессы переработки ОВ в капельно-жидкую нефть. В этой ситуации вовсе не обязательно, чтобы нефте­газоматеринские породы были по­гружены на значительную глубину. Образование нефти и газа мо­жет протекать уже в донных осадках, как, напри­мер, в "горячих ямах" Красного моря в современных условиях.

Если процессы рифтогенеза не сопровождаются раскрытием океа­на, а останавливаются на фазе рифта, то над рифтовыми структу­рами закладываются круп­ные впадины (синеклизы). Внутри континентов формируются регио­нальные зоны нефтегазонакопления рифтогенного типа (например, месторождения З.Сибири и Северного моря). Таким образом, рифтогенные геодинамические ре­жимы могут проявляться внутри континентов или на их окраинах (окраинно-континентальные).

Депрессионная модель. Наряду с рассмотренными дву­мя основными геодинамическими режимами не отвергается существование депрессионной модели нефтегазообразования, которая характерна для ряда крупных внутриплатформенных и межгорных впадин, не ослож­ненных рифтогенезом. В отличие от субдукционно-обдукционного и риф­тогенного режимов, депрессионный отличается относительно меньшей прогретостью недр и, следователь­но, более "вялым" течением процес­сов нефтегазообразования. Для их активизации исходным осадкам тре­буется погрузиться на глубину 2-3 км, т.е. попасть в наиболее благоприят­ные термобарические условия (в главную зону нефтегазообразова­ния (по Н.Б.Вассоевичу).

Важным преимуществом рифтогенной и субдукционно-обдукцион-ной моделей нефтегазообразования является раскрытость недр, что пред­определяет флюидный об­мен поверхностных и глубинных сфер.

Таким образом, представляется весьма вероятным существование в земной коре, гидросфере и атмо­сфере двух УВ-потоков: органиче­ского и неорганического, которые в своей эволюции испытывают взаим­ное проникновение и смешение.

На современном этапе разви­тия учения о геологии нефти и газа необходимо признать многофак­торность и многовариантность про­цесса генезиса нефти и газа, отка­заться от противостояния "органи­ков" и "неоргаников". Образование УВ обусловлено различными при­чинами, носит смешанный характер. Характерной тенденцией со­временного этапа развития геоло­гии нефти и газа являются пере­смотр глобальных закономерно­стей пространственного распреде­ления месторождений нефти и газа в земной коре и вытекающая из этого корректировка подходов к нефтегазогеологическому районированию недр. В качестве опреде­ляющей закономерности рядом ученых рассматривается поясное распространение нефтегазоносных территорий (В.Е.Хаин, Д.В.Несмея­нов, В.П.Гаврилов и др.).

Субдукционно-обдукционные пояса нефтегазонакопления распо­лагаются по окраинам платформ — в прошлом зон столкновения лито-сферных плит. Им соответствуют линейные прогибы, вытянутые вдоль контакта платформенных равнин с горными системами (передовые прогибы), а также смежные плат­форменные склоны, в совокупности образующие краевые системы. К та­ким поясам относятся Предуральско-Предновоземельский, Предкордильерский, Предверхоянский, Восточно-Сибир­ский, Африкано-Индийский и др. В настоящее время они располага­ются внутри континентов, но в пери­од "рождения" нефти и газа и пер­вичного формирования их залежей представляли собой континенталь­ные окраины, по периферии кото­рых протягивались зоны поддвига, и образование УВ протекало по субдукционно-обдукционной моде­ли.

Рифтогенные пояса протяги­ваются либо по окраинам современых материков (окраинно-континентальные), либо располагаются внутриних (внутриконтинентальные). Рифтовые системы, которые не трансформировались в океаны и вструктуре земной коры представлены внутриконтинентальными рифтами, образуют внутриконтинентальные рифтогенные пояса нефтегазонакопления (Североморский, З.-Сибирский и др.).

Если рифтовые системы в про­цессе развития преобразовались в океанические бассейны, внутриконтинентальные системы рифтов оказывались разобщенныссимметрично удаленными друг от друга фрагментами. В современной структуре земной коры им соответствуют окраинно-континентальные рифтогенные пояса нефтегазонакопления (В.Североамериканский, З.-Европейский, В.-Южноамериканский, З.-Африканский).

Депрессионные пояса нефтегозонакопления можно выделить во внутренних областях некоторых континентов. Созревание 0В в их пределах пол­стью зависело от времени попадания потенциальной нефтегазоматеринской толщи в главную зону нефтегазообразования, что определяется глубиной погружения исходного вещеста. В связи с этим начало процесса нефтегазообразования затягивалось.

В поясах нефтегазонакопления пространственная концентрация месторождений нефти и газа крайне неравномерна. На фоне рассеян­ной нефтегазоносности выделяют­ся области с аномально высокой концентрацией запасов - полюса нефтегазонакоп­ления. Так, в пределах России вдоль Урала протягивается Предуральско-Предновоземельский пояс нефтега­зонакопления, в пределах которого выделяются полюса: Арктический, Волго-Уральский, Северо-Каспийский и Печорский.

Западно-Сибирский пояс вклю­чает три полюса нефтегазонакопле­ния: Среднеобский, Уренгойский и Ямало-Карский.

Кроме этих основных поясов нефтегазонакопления на террито­рии России прогнозируются Сред­не-Русский, Восточно-Сибирский и Предверхоянский пояса нефтегазо­накопления. По югу России и в при­легающих странах СНГ трассируется Кавказско-Памирский пояс нефтега­зонакопления, в который входят нефтегазоносные провинции и обла­сти Азербайджана, Казахстана, Туркмении и Узбекистана.

Применение геодинамических подходов к проблеме происхожде­ния нефти и газа выдвигает два нетрадиционных, но потенциально перспективных объ­екта поисковых работ на нефть и газ — это поднадвиговые зоны гор­но-складчатых сооружений и фун­дамент платформенных областей.

Руководствуясь геодинамиче­ской идеей обнаружены существенные запасы УВ-сырья в поднадвиговых зонах Скалистых гор и Аппалачей, в Канаде, Мек­сике, на Кубе, в Швейцарских Аль­пах, Новой Зеландии и других регио­нах.

Второй нетрадиционный объект поиска — это фундамент платформ. Залежи УВ в фундаменте установлены на древ­них (С. и Ю. Америка) и молодых (З.Сибирь, З.Европа) платформах, в меж­горных впадинах молодых горно­складчатых областей (Венесуэла).

Мировой опыт показывает, что почти 65 % залежей УВ в фунда­менте приурочено к породам крис­таллического типа и только 35 % — к складчато-метаморфическим. По­следний является верхней частью "гранитного" слоя земной коры и состоит преимущественно из гранитоидных магматических по­род. Залежи нефти в фундаменте чаще всего тяготеют именно к гранитоидам. (Сорохтин О.Г., Ушаков С.А., 2002). С геодинамическим механиз­мом генезиса гранитоидов тесно увязывается и процесс насыщения их УВ-флюидами. Предлагает­ся следующий возможный меха­низм образования и накопления УВ в трещинных зонах кристалличе­ского фундамента (Гаврилов В.П., 2000). В первично-осадочных комп­лексах, участво­вавших в процессах гра­нитизации и в конечном итоге в об­разовании гранитной коры содержалось и рас­сеянное 0В.

Таким образом, одновременно с формированием "гранитного" слоя коры возникли и УВ-флюиды, включающиеся в общий водомине­ральный поток, вместе с которым они и попадали в осадочные поро­ды. Важным аргументом в пользу выдвигаемой идеи является обнару­жение УВ-газов в пузырьках, капсулированных в гранитоидах. Суммарное содержание флюи­дов во включениях колеблется в ши­роких пределах — от 8 до 180 см³/кг породы (среднее 30 см³/кг породы). В составе флюидов пре­обладают водород и метан, соот­ветственно 9,97 и 14,66 см³/кг (Гаврилов В.П., 2000).

Участие УВ-флюидов в газовом "дыхании" земных недр и как резу­льтат этого капсулирование УВ-га­зов в виде включений в микротре­щинах пород, минералах фундамен­та отмечены исследователями для многих регионов. Так, в фун­даменте Сибирской платформы установлены реликты законсервиро­ванного флюида, газовая фаза ко­торого состоит из метана, а жидкая — из водных и УВ-соединений. Флюи­ды в породах фундамента Сибир­ской платформы, Южно-Татарского свода, Днепровско-Донецкой впади­ны, Припятского прогиба представ­ляют собой относительно низкотем­пературную систему, газовая фаза которой на 90 % представлена мета­ном и его гомологами (Готтих Р.П., Писоцкий Б.И., 1986).

Геодинамиче­ские подходы к проблеме образо­вания "гранитного" слоя коры и происхождения нефти и газа позво­ляют утверждать, что сам слой мо­жет быть регионально нефтегазо­носным. Он способен как по­лучать нефть из примыкаю­щих осадочных пород, так и проду­цировать УВ-соединения и "впрыс­кивать" их в перекрывающий осадочный чехол.

В кристаллических породах фундамента можно ожидать сущест­вование принципиально новых зон нефтегазонакопления (Гаврилов В.П. и др., 2001). Это зоны повышенной трещиноватости, дробления земной коры, т.е. круп­ные (региональные, глубинные) раз­ломы. Принципиальное их отличие от структурных ловушек состоит в том, что они осуществляют не структурный, а резервуарный конт­роль за залежью нефти или газа.

Как правило, крупные разломы земной коры имеют листрический характер, с глубиной выполаживаются. Листрические разло­мы работают как насосы, перекачивая флюиды из чехла в фундамент и обратно. Подобным образом могли сформироваться крупные место­рождения УВ.

Дата добавления: 2015-08-18