Геология нефти и газа (Еременко Н.) - часть 46

 

  Главная      Учебники - Разные     Геология нефти и газа (Еременко Н.) - 1968 год

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  44  45  46  47   ..

 

 

Геология нефти и газа (Еременко Н.) - часть 46

 

 

§ в. Время образования нефти в первичная миграция

 

 

Изменение характера битумов с увеличением возраста вмещающих пород удалось 

проследить и А. А. Ильиной методом люминесцентной спектроскопии замороженных 

растворов.  А.  А.  Ильина  отмечает  появление  в  более  древних  отложениях  в 

ароматических фракциях битума более конденсированных молекул. 

По  А.  Б.  Ронову  среднее  процентное  содержание  органического  углерода 

изменяется  снизу  вверх  по  стратиграфической  шкале,  то  увеличиваясь,  то 

уменьшаясь.  Это  позволяет  говорить  о  периодическом  чередовании  эпох 

интенсивного  и  слабого  накопления  органики  в  осадочных  толщах.  Максимальное 

накопление рассеянного органического вещества присуще отложениям  средних-эпох 

каледон-ского,  герцинского  и  альпийского  циклов  седиментации.  К  этим  же 

стратиграфическим  интервалам  с  повышенным  средним  содержанием  рассеянного 

органического материала приурочены все известные на Русской платформе более или 

менее  крупные  месторождения  каусто-биолитов.  Содержание  рассеянного 

органического  вещества  в  породах  нефтеносных  областей  в  3  раза  выше,  чем  в 

породах  ненефтеносных  территории.  Наиболее  высокое  содержание  С„  ,,  в 

нефтеносных  провинциях  в  отложениях  прибрежно-морских  фаций.  Повышенное 

содержание 

рассеянного 

органического 

вещества 

создавало 

регионально 

выдержанную  устойчивую  восстановительную  среду  в  глинистых  осадках,  что  и 

определило,  с  одной  стороны,  направленность  преобразования  битумной  части 

органического вещества в нефть, а с другой, — изменение валентности такого широко 

распространенного элемента, как железо. 

Таким  образом,  на  приведенном  материале  лишний  раз  подтверждается 

представление  А.  Ф.  Добрянского  о  преобразовании  органического  веществ  в 

породах,  приводящем  к  образованию,  с  одной  стороны,  легких  углеводородов,  а  с 

другой,  —  конденсированных  соединений.  Рассмотрение  изменения  битумов  по 

разрезу  неизбежно  приводит  к  выводу  о  непрерывности  протекающих  в  них 

процессов.  Таким  образом,  если  исследования  В.  В.  Вебера  и  П.  Смита  доказывают 

наличие  процессов  образования  углеводородов  из  органического  вещества  в 

современных  и  четвертичных  осадках,  то  приведенные  материалы  указывают  на 

продолжение этих  процессов в более древних отложениях. Вряд ли  эти процессы во 

времени  протекают  равномерно.  По-видимому,  в  ходе  геологической  истории  они 

могут  то  усиливаться,  то  ослабевать  или  даже  приостанавливаться  при  создании 

неблагоприятной обстановки. 

"Признав  непрерывность  процессов  углеводородообразования  в осадочной  толще, 

приходится  полностью  отказаться  от  поисков  некой  исходной  нефти  среднего 

состава, как это делает, например, Н. Б. Вассоевич. Во времени происходит не только 

изменение состава нефтей и сопутствующих им газов, но и качественные изменения 

компонентов  того  органического  вещества,  из  которого  предполагается  их 

образование. 

317 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Гл. IX. Происхождение нефти и лриродвбго гааа

 

 

Сказанное позволяет  несколько  иначе  подойти к  вопросу  о  времени, образования 

углеводородов  и  нефти.  Если  рассматривать  его  с  позиций  энергетических 

превращений  органического  вещества,  то  в  этом  случае  возможность  превращений 

заключена в самом органическом веществе. В общем можно сказать, что образование 

углеводородов, начавшись еще в живом организме, продолжается после его смерти на 

всех  стадиях  превращения  вплоть  до  полного  использования  заключенных  в  нем 

энергетических запасов. Этот процесс непрерывный и представляет собой лишь часть 

более общего процесса фоссилизации органического вещества в осадках и породах. К 

этому выводу пришли многие видные исследователи (И. О. Брод, Н. Б. Вассоевич, В. 

А. Успенский и др.). 

Могут  ли  быть  названы  нефтью  образовавшиеся  в  осадках  и  породах 

углеводороды? Нефть представляет собой сложное химическое соединение, составные 

компоненты  которого  находятся  в  непрерывном  взаимодействии  друг  с  другом  и 

окружающей  средой.  Их  специфика  определяется  совместным  нахождением  в  одной 

массе  и  взаимодействием,  но  именно  это  исключается  при  их  возникновении  из  рас-

сеянного  в  породах  органического  вещества.  Еще  в  1950  г.  автор  совместно  с  Я.  О. 

Бродом  высказал  мысль,  что  образующиеся  в  массе  пород  углеводородные  и 

неуглеводородные  подвижные  вещества  мигрируют  в  коллектор,  аккумулируются  в 

нем и путем физико-химического взаимодействия друг с другом образуют то сложное 

химическое соединение, которое принято называть нефтью. В дальнейшем эта мысль 

получила свое развитие в трудах Н. Б. Вассоевича. 

Выше  неоднократно  подчеркивалось  генетическое  родство  биту-мов  из  пород  и 

нефтей, 

сходство 

содержащихся 

в 

них 

углеводородных 

и 

некоторых 

неуглеводородных  компонентов.  Вместе  с  тем  было  подчеркнуто  и  существование 

различий между излучавшимися компонентами битумов и нефтей. Если наблюдаемое 

сходство  одноименных  фракций  и  соединений  битумов  и  нефтей  может  быть 

объяснено только их генетическим родством, то наблюдаемые различия должны быть 

следствием перехода флюида из одной толщи в другую, 

А.  Г. Милешина  и  Г. И.  Сафонова  изучали  изменения  нефти  при  ее  фильтрации 

через  различные  искусственные  смеси  минералов  и  естественные  глинистые  породы. 

При  фильтрации  в  нафтеново-парафиновой  фракции  нефти  уменьшается  количество 

углерода  в  нафтеновых  кольцах,  убывает  среднее  количество  колец  на  молекулу, 

увеличивается  количество  углерода  в  боковых  парафинистых  цепях.  Эти  изменения 

имеют ту же направленность, что и при переходе от бнтумов к нефтям. Иначе говоря, 

наблюдающиеся различия в аналогичных фракциях битумов и нефтей объясняются их 

миграцией  в  направлении  от  битумов  пород  к  нефтям.  Как  уже  отмечалось  ранее, 

накопление  основных  масс  рассеянного  органического  вещества  связано 

преимущественно  с  глинистыми  образованиями.  Естественно,  возникает  вопрос, 

каким же образом происходит переход образовав- 

318

 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

§ 6. Время образования нефти и первичная миграция

 

 

шихся  подвижных  веществ  из  плохо  проницаемых  пород  в  коллекторы?  Процесс 

перехода углеводородов из пород, в которых они образовались (нефтематеринских), в 

коллекторы  получил  название  первичной  миграции.  Наибольшей  популярностью 

пользуется  взгляд,  в  соответствии  с  которым  образовавшиеся  углеводороды 

выжимаются  из  осадков  при  их  уплотнении.  Еще  И.  М.  Губкин  предполагал  уход 

нефти  из  нефтематеринских  пород  вместе  с  последними  порциями  отжимающейся 

воды.  На  ранней  стадии  литогенеза,  когда  находящееся  в  осадке  органическое 

вещество  еще  не  успело  преобразоваться  в  углеводороды  и  находится  в  связанном 

состоянии с частицами осадка, выжиматься будет в основном вода, а количество ее в 

осадке  будет  резко  уменьшаться.  На  этой  стадии  уплотнения,  когда  осадок  еще  не 

превратился  в  породу,  выжимаемая  вода  будет  направляться  в  основном  кверху,  в 

область  наименьших  давлений.  По  мере  того  как  осадок  в  процессе  литогенеза 

превращается  в  породу,  направление  движения  выжимаемых  подвижных  веществ 

будет меняться. Свойства пород неодинаковы в различных направлениях. В частности, 

проницаемость их по простиранию, как правило, значительно лучше, чем по нормали. 

Вследствие этого при дальнейшем уплотнении подвижные вещества, содержащиеся в 

породе,  будут  встречать  сопротивление  движению  по  вертикали  больше,  чем  по 

простиранию  слоев.  Давление  на  погрузившиеся  слои  пород  будет  уменьшаться  от 

центральной  части  седиментационного  бассейна  к  его  краям.  Поэтому  движение 

подвижных  веществ,  содержащихся  в  толще  пород,  в  этом  случае  будет  в  основном 

направлено к краям бассейна. 

Выше  было  сказано,  что  пески  и  алевриты  уплотняются  меньше,  чем  глины, 

следовательно,  если  в  толще  слоев  окажутся  песчаные  прослои,  то  подвижные 

вещества будут выжаты в них из глин. Уплотнение илистых осадков не прекращается 

при превращении их в глины. Максимальная потеря воды осадком будет происходить 

в  самую  начальную  стадию  его  уплотнения.  При  наблюдении  над  современными 

илистыми осадками установлено, что они теряют свободную воду на первых метрах по 

разрезу.  После  этого  в  них  сохраняется  связанная  вода,  удаление  которой  при 

уплотнении  происходит  с  большим  трудом.  В  то же  время  проведенные  наблюдения 

показали  значительное  (до  60%)  уменьшение  объема  при  превращении  глин  в 

глинистые  сланцы.  Такое  изменение  объема  неизбежно  сопровождается  не  только 

перераспределением  частиц  породы,  но  и  значительным  выделением  подвижных 

веществ, находящихся в уплотняющейся породе.                                     ' 

Н.  Б.  Вассоевич  (1964)  указывает,  что  пористость  глинистых  пород  на  глубинах 

1,5—2  км  составляет  20%  от  первоначального  объема  и  может  в  дальнейшем 

значительно уменьшаться. Градиент уменьшения в интервале 1—2 км равен по Н. Б. 

Вассоевичу 1—1,3 на 100 м глубины. Породы по мере их погружения уплотняются, 

319

 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Гл. IX. Происхождение нефти и природного газа

 

 

и  содержащаяся  в  них  вода,  как  бы  прочно  она  не  была  связана  еорб-пионными 

силами,  уходит  из  глин,  растворяя  при  этом  различные  соли,  газы  и,  вероятно, 

углеводороды. 

Работами Е. В. Шабаевой, Г. И. Носова и др. в СССР, У. Чи-лингара, М. Пауэре и др. в 

США показана существенная разница 

 

Put,. 145. История уплотнения различных глинистых минералов, отложившихся в морской среде 

И ее возможная связь с высвобождением углеводородов из глинистых сланцев (по М. Пауэре).

 

1 — процесс уплотнения монтмориллонита — возможное образование нефтематеринской породы; 
2 — процесс уплотнения илпита и каолинита — возможное превращение в горючие сланцы; 3 — 
увеличение  количества  высвобождаемой  воды  (соответственно  изменяются  кривые 
проницаемости и пористости); 4 — история диагенеза монтмориллонита после его захоронения; 
  история  диагенеза  иллита  и  каолинита  после  их  захоронения;  6  —  увеличение  количества 
высвобождаемой  воды  (соответственно  изменяются  кривые  проницаемости  и  пористости); 7  — 
залегание осадка ниже границы, вверх от которой осадки представлены в жидкой фазе. Большое 
количество свободной воды выжимается при захоронении осадка на глубину первых нескольких 
метров; 8  — мономолекулярная вода не  может  быть выжата в  результате давления уплотнения. 
Как  только  монтмориллонит  переходит  в  иллит,  вода,  находящаяся  в  связанном  состоянии  па 
поверхности  зерен  монтмориллонита,  десорбируется  уже  в  виде  свободной  воды  и  переходит  в 
пространство  между  частицами  породы.  После  атого  давление  вышезалегающах  осадков  может 
привести  к  выжиманию  воды  из  осадка  вместе  с  углеводородами;  8а  —  згна,  из  которой 
выжимаются  углеводороды.  Последние  либо  образовались  здесь,  либо  пришли  сюда  из  других 
зон; 9 — переход монтмориллонита после погружения в иллит и смешанные глинистые породы; 
10  —  зона,  где  с  глубиной  не  происходит  изменения  иллита  или  каолинита;  11—зона,  где 
процесса  выжимания  углеводородов  не  происходит.  Последние  .чибо  образовались  здесь,  либо 
пришли  из  другой  зоны;  IS  —  поверхность  осадка;  13  —  граница  существования 
монтмориллонита (обычно около 3750—4160 м);

 

а — кривая выделения свободной воды; б — монтмориллопит; в — иллит; г — иллит и као-

линит; а — смещанные глины.

 

в  потери  глинами  воды,  в  зависимости  от  их  минералогического  состава.  Особенно 

примечательно  поведение  монтмориллонитовых  глин.  После  потери  воды  на  первых 

стадиях  уплотнения  монтмориллони-товые  глины  в  процессе  диагенеза  могут 

превращаться  в  иллиты.  При  этом  происходит  перестройка  их  структуры  с  резким 

уменьшением  (до  50%)  объема  минеральной  массы.  Как  следствие,  ранее  связанная 

вода  выделяется  в  свободную  фазу  и  образуется  дополнительная  (трещинная) 

пористость.  На  рис.  145  по  М.  Пауэре  сопоставлены  диагенетические  изменения 

монтмориллонитовых, иллитовых 

320 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  44  45  46  47   ..