Первичная миграция в виде газовой фазы

Идея первичной миграции жидких углеводородов в виде раст­воров в газах представляется реальной. Газоконденсатные залежи являются примером таких растворов. Газовые растворы вслед­ствие их низкой вязкости и большой подвижности в тончайших порах могут обеспечивать первичную миграцию из материнских пород.

В осадочных бассейнах генерируются громадные объемы газа. Генерация газа усиливается при погружении пород на большие глубины. Процесс газообразования в породах с рассеянным орга­ническим веществом изучался В.Л. Соколовым, С.Г. Неручевым. Е.А. Рогозиной, В.И. Ермаковым, В.А. Скоробогатовым и др. Ус­ловия газообразования и связь его с нефтеобразованием и катаге-нетической зональностью рассматривались в гл. 4. Как следует из анализа рис. 4.2, различными авторами признается как верхняя (протокатагенетическая), так и нижняя зона газообразования, вы-

деленная С.Г. Неручевым и Е.А. Рогозиной в качестве главной зоны газообразования (ГЗН), интенсивность же газообразования в разных катагенетических зонах оценивается по-разному. Опре­деляющую роль в этих процессах играет и состав исходного ОВ.

Исследования в области определения роли угленосных и суб­угленосных толщ в генерации углеводородных газов также прово­дились многими исследователями. Основная заслуга в разработ­ке этой проблемы принадлежат А.Л. Козлову, В.И. Ермакову, И.В. Еремину, М.В. Голицыну и др. В процессе преобразования органического вещества углей на градациях, отвечающих маркам углей Б и Д, образуется углекислый газ и метан, на градациях, соответствующих маркам Г—ОС, — метан и тяжелые углеводоро­ды, на стадиях Т и А — метан и, возможно, водород при почти полном отсутствии тяжелых углеводородов. Глубже генерируются только метан и водород. Большинством исследователей признает­ся, что на высоких градациях катагенеза (глубины 4 км и выше) процесс газогенерации идет особенно активно. Этот вывод очень важен для установления роли газа в миграции жидких УВ.

Выход метана для малометаморфизованных (невысокой сте­пени преобразования) углей составляет до 10 м³/т, для углей средней степени метаморфизации 150—200 м³/т, для высокомета-морфизованных углей 250-400 м³/т и для антрацитов 420 м³/т. На образцах, отобранных с глубин 2-3 км (майкопская серия олигоцена—нижнего миоцена Предкавказья), газообразование в экспериментах достигало 0,2 м³ на кг органического вещества. Для угленосной толщи юры Северного Кавказа В.И. Ермако­вым была установлена плотность газообразования от 1500 до 3000 м³/км² при мощности в первые десятки метров. В.И. Ерма­ков, И.В. Высоцкий и др. считали, что на глубинах до 4 км про­цесс газогенерации идет особенно активно. Максимальное оста­точное газосодержание в каменных углях составляет 20—25 м³/т, редко больше. Большая часть газа уходит из углей и включается в общий кругооборот подвижных веществ, участвуя и в переносе

углеводородов.

Среди углеводородов разных групп, по данным Т.П. Жузе, наибольшую растворимость в углеводородных газах обнаружива­ют алканы, а наименьшую — арены. Нафтены занимают проме­жуточное положение. С повышением температуры и давления разница в растворимости различных групп уменьшается. По рас­творяющей способности в порядке убывания газы располагаются в следующий ряд: углекислый газ—метан—азот. Присутствие го­мологов метана в газе значительно повышает его растворяющую способность. Углеводороды, растворенные в газе, по-видимому, являются преобладающей формой перемещения в породах с очень мелкими порами. Эмиграция нефтяных углеводородов в

виде газовых растворов доказана экспериментально. Существует также мнение о возможности перемещения нефти в виде пленки на поверхности пузырьков газа. На основе теоретических расче­тов Н.М. Кругликов обосновал механизм миграции нефти в виде пленки на газовом пузырьке. При прохождении через жидкую фазу газовый пузырек захватывает пленку нефти, толщина нефтя­ной пленки не должна превышать 1/3 радиуса газового пузырька, масса же нефти может превышать массу газа более чем на порядок.

Первичная миграция в собственно жидкой фазе

Первичной миграция нефти может осуществляться в виде са­мостоятельной жидкой непрерывной фазы. Возможность такой формы первичной миграции рассматривалась многими исследо­вателями (А.Н. Снарский, Б. Тиссо, Дж. Хант, Дж. Эрдман, Мак-Олифф и др.). Известно, что нефть плохо смачивает большинство минералов, и лишь поверхности частиц, имеющих битуминозное покрытие, родственное нефти, образуют пути, благоприятные для ее движения. Движение потоков углеводородов может облегчать­ся наличием прожилок и трещин, заполненных керогеном. В бо­гатых нефтематеринских породах типа баженовской свиты или формации Монтерей с содержанием ОВ 10-20% и выше эти ке-рогеновые включения образуют непрерывную сеть. При высоких

содержаниях сапропелевого ОВ, богатого липидными компонентами, в НМ тол­щах (более 5%) стенки по-ровых каналов оказывают­ся смоченными не водой, а нефтью (микронефтью). Поверхностное натяжение, обычно возникающее на границе двух сред — воды и нефти, исчезает, и но­вообразованным УВ легко подниматься вверх. Эта гидрофобная система рас­сматривается как путь пе­ремещения углеводородов. При этом углеводороды будут подниматься по трехмерной матри­це керогена, как керосин по фитилю. Механизм этого вида пер­вичной миграции был разработан МакОлиффом (McAuliffe, 1979)) получил название «принцип фитиля». Такой способ пер­вичной миграции возможен при условиях: высокой концентра­ции сапропелевого ОВ (по разным авторам, это содержание из-

меняется от 3 до 20%), равномерном распределении ОВ и отсут­ствии в системе воды. На рис 5.6 изображен (фотография в ска­нирующем микроскопе) момент выхода капельки из обогащен­ных ОВ материнских пород формации Монтерей (Калифорния).