Современная концепция нефтегазообразования

В последнее время к вопросу о механизме нефтегазообразо­вания стало возможно подойти с позиций общих законов транс­формации горных пород при их нагреве, происходящем в про­цессе погружения. Теоретической основой для новых взглядов послужили идеи о саморазвитии и самоорганизации открытых неравновесных систем, разрабатываемые И.Р. Пригожиным, а применительно к геологии — Ю.М. Пущаровским (Пущаровский, 1995; Соколов, 1994).

Сущность подхода заключается в трех положениях: 1) в зако­не вертикальной тектонико-петрологической расслоенности ли­тосферы и верхней мантии, выражающейся в чередовании зон уплотнения и разуплотнения; 2) разуплотненные зоны представ­ляют собой вместилища природных породных растворов и рас­плавов (ППРР); 3) флюиды, насыщающие зоны разуплотнения, при нагреве могут расширяться. Общепризнанной теории воз-

никновения зон разуплотнения в земной коре пока не существу­ет. Наиболее популярна концепция дефлюидизации. При погру­жении и нарастании температуры происходит трансформация физических свойств минералов и горных пород. Одни минералы переходят в другие, при этом их наименее связанные компоненты вытесняются из структуры минералов. Другими словами, проис­ходит потеря летучих компонентов, которые включают прежде всего воду, а также углекислоту, жидкие углеводороды, различ­ные газы. Происходит так называемая дегидратация или дефлюидизация пород, за счет которой создаются зоны разуплотнения, насыщения растворами.

Из этого следует: 1) нефть и газ, объединяемые понятием углеводородного раствора (УВР), есть не что иное, как тривиаль­ный вариант сравнительно низкотемпературной дефлюидизации осадочных пород, обогащенных ОБ; 2) саморазвитие осадочного бассейна, испытывающего интенсивное погружение, приводит к интенсификации системы восходящих тепловых потоков, активи­зирующих процессы нефтегазообразования во всем бассейне. Чем интенсивнее прогибание, тем выше уровень реализации нефтема-теринского потенциала, накопленного данным бассейном.

Нефтегазоматеринский потенциал создается еще в живом ве­ществе и формируется в диагенетический этап формирования НМ пород. Повсеместное распространение УВ в стратисфере дало основание для выделения углеводородной сферы Земли (увосфера). Увосфера, как и биосфера, и подземная гидросфера, не имеет четких ограничений, а располагается в виде углеводо­родных растворов в трещинно-поровом пространстве верхней части литосферы, образованной осадочными, метаморфическими и частично магматическими породами. Мощность увосферы за­висит как от физико-химических условий сохранения УВ, так и от глубинного интервала существования в литосфере трещинно-порового пространства.

Таким образом, увосфера Земли представляет собой преры­висто-непрерывную среду преимущественно в осадочной части земной коры с переменчивой мощностью от нескольких сотен метров до 15 км и более, характеризующуюся неодинаковой кон­центрацией УВ-растворов в различных ее частях.

Характерная черта увосферы — постоянное ее обновление. На смену разрушающимся соединениям и скоплениям в процессе эволюции земной коры приходят все новые и новые порции УВ, вновь образующие скопления.

Увосфера возникла на ранних стадиях существования Земли одновременно с появлением биосферы, видимо, около 3,5 млрд лет назад, т.е. в раннем архее, и является результатом взаимодей­ствия биосферы, гидросферы, литосферы и верхних оболочек

мантии. Приуроченность нефти и газа к осадочным образовани­ям стратисферы является первым доказательством нефтеобразо-вания за счет погребенной биосферы. Второе доказательство пре­емственности вещества нефти от былых биосфер связано с досто­верными геохимическими свидетельствами биогенной природы нефти. Биогеохимия нефти свидетельствует о том, что структур­ные и концентрационные характеристики, присущие хемофосси-лиям нефти, не случайны, а отражают типы биогенных предшест­венников и процессы их трансформации в соединения нефти. Достоверная генетическая информация, сохраненная молекула­ми-биомаркерами в составе нефти, о липидах и липоидах орга­низмов палеобиоценозов как источниках вещества нефти создала основу биогеохимических реконструкций нефтеобразования.

Реконструкция химизма нефтеобразования свидетельствует о многоступенчатости природных процессов преобразования ис­ходного биогенного материала в нефть. Нефтеобразование реали­зуется как ветвь ярко выраженной тенденции образования УВ в геохимической трансформации разных компонентов ОВ и прежде всего продуктов липидно-липоидного генезиса.

Нефтегазообразование следует рассматривать как саморазви­вающийся процесс, сопровождающий осадочное породообразова-

ние и находящийся в тесной связи с развитием биосферы. Эта связь проявляется на протяжении всего круговорота органическо­го углерода в цепи биосфера—увосфера—биосфера, который мож­но представить в виде многокольцевой спирали (рис. 4.4).

Каждое кольцо отвечает определенному этапу трансформа­ции ОВ, происходящему по принципу «порядок—беспорядок—по­рядок». Этот принцип

выражается чередованием процессов де­струкции и синтеза, протекающих под действием запасенной органическими соединениями при их биосинтезе «биологичес­кой» энергии и внешней тепловой энергии, соотношение кото­рых определяет типы химических преобразований ОВ.

На первом этапе в условиях седиментогенеза и диагенеза имеют место биодеструкция основных групп биополимеров (жи­ров, белков, углеводов, лигнина) и геосинтез из продуктов их деструкции разного типа геополимеров, накапливающихся в осад­ке и формирующих кероген осадочных пород. Генерирующиеся на этом этапе углеводородные газы главным образом уходят в гидрос­феру или в атмосферу.

Второй этап, протекающий в условиях катагенетической трансформации осадочных пород, характеризуется процессами термодеструкции геополимеров и термокаталитического синтеза нефтяных и газовых УВ из фрагментов липидных и изопреноид-ных соединений, высвобождающихся из керогеновой формы рас­сеянного ОВ. Миграционно-способные жидкие и газовые УВ, удаляясь из материнской породы, образуют углеводородные раст­воры, которые могут концентрироваться в виде скоплений нефти и газа. Именно на этом этапе реализуются главные фазы нефте-и газообразования, отвечающие за реальную нефтегазоносность осадочных бассейнов. На третьем и последующих этапах продук­тами уже значительно истощенного ОВ являются газы.

Суммируя сказанное, можно утверждать, что нефть и газ в осадочных бассейнах возникают в результате взаимодейст­вия двух разнонаправленных вещественно-энергетических пото­ков. Один из них связан с погружением и катагенетическим пре­образованием пород и рассеянного в них ОВ — продуктов жиз­недеятельности биосферы, а другой — с подъемом конвективно-кондуктивного теплового потока, осуществляющего тепломассоперенос из недр Земли к ее поверхности. Нефтеобразование — саморазвивающийся автоколебательный процесс, контролируе­мый рядом объединенных в пространстве и во времени факторов как экзогенных, так и эндогенных.

Date: 2015-04-23; view: 1840; Нарушение авторских прав