Первичная миграция углеводородов в виде мицеллярных растворов

Определенное значение для первичной миграции имеют ми-целлярные растворы. Под ними понимаются системы, содержа­щие мицеллы, представляющие агрегаты с более или менее упо­рядоченной структурой, содержащие гидрофильные полярные группы (СООН, NH, жирные и нафтеновые кислоты, смолы и др.) и гидрофобные углеводородные цепочки. Такие растворы способны растворять углеводороды, которые присоединяются к мицеллам. Способностью к образованию мицелл обладают также металлоорганические соединения. Возможность их возникнове­ния в материнских породах связана с тем, что при трансформа­ции глинистых минералов происходит катионный обмен (Si на Al, A1 на Fe), при этом вполне возможно образование металлоор-ганических соединений на основе высвободившихся катионов металлов и углеводородов, которые одновременно генерируются в этих толщах. Углеводородные цепи в мицеллах стягиваются под действием вандерваальсовых сил. Образование мицелл начи­нается только после превышения определенной концентрации поверхностно-активного вещества в растворе. Повышенное коли­чество жирных, нафтеновых и гуминовых кислот в водах является предпосылкой образования мицелл. В пластовых водах, имеющих слабощелочную реакцию, кислоты переходят в нейтральные или кислые мыла. При достижении критических для них концентра­ций происходит образование мицелл. (Нахождение мылов в водах снижает поверхностное натяжение на разделах вода—углеводоро­ды и способствуют повышению их растворимости и образова­нию микроэмульсий, которые могут обладать повышенной спо­собностью к перемещениям.)

Вследствие диссоциации карбоксильных групп мицеллы об­ладают отрицательным зарядом и окружены ионами противопо­ложного знака или прикрепляются к положительно заряженным центрам в кристаллической структуре минералов. При перемеще­нии флюидов в горных породах (при движении неполярных жид­костей) возникает естественный фильтрационный потенциал и связанное с ним электрическое поле, в котором в природных условиях мицеллы могут перемещаться. Электрические поля в земной коре могут возникать также в результате других различ­ных причин (сейсмические, геомагнитные события и др.). По мнению В.А. Королева и других, этот механизм особенно эффек­тивен в тонкопоровых разностях пород.

М.И. Гербер, К. Бьерлик и другие высказывали мнение о воз­можности в некоторых случаях выноса углеводородов из мате­ринских пород в коллекторы именно в виде мицеллярных раство­ров. Этому способствует то, что в пластовых водах содержатся

жирные и нафтеновые кислоты. Их содержание может достигать десятков и даже первых сотен миллиграммов в литре. Их присут­ствие, а также содержание в водах летучих и нелетучих фенолов также оказывает положительное влияние на процесс мицелляр-ной растворимости углеводородов.

По мнению Б. Тиссо и Д. Вельте, первичная миграция угле­водородов в виде мицеллярных растворов наиболее вероятна на глубинах 1,5-2 км. К такому заключению они приходят, исходя из того, что на этих глубинах раскрытость каналов еще позволяет мицеллам перемещаться по ним; в водах отложений на этих глу­бинах еще достаточно много поверхностно-активных компонен­тов. При снижении количества поровых вод при погружении по­род возможность образования мицеллярных растворов уменьша­ется. Мицеллярные коллоидные растворы подвержены соответ­ствующим физико-химическим законам, в частности явлению коагуляции, которая происходит при смене характера среды, тем­пературы, концентрации раствора и т.д. В какой-то степени коа­гуляция, возникновение хлопьев может, конечно, и затруднять первичную миграцию, но, вероятнее всего, образование хлопьев происходит на основной геохимической границе: материнская порода-коллектор. Здесь чаше всего изменяется характер среды и возможно выделение углеводородов при смешении мицеллярных растворов с водами коллектора. При разрушении мицелл и выде­лении углеводородов в воде образуется эмульсия. Т.П. Жузе отме­чает, что мицеллярные растворы могли играть заметную роль для протекания первичной миграции в Западной Сибири, так как здесь подземные воды богаты поверхностно-активными вещест­вами, в том числе карбоновыми кислотами.