Наведено огляд традиційних та сучасних уявлень про механізми висхідній міграції вуглеводнів від покладів нафти і газу. Розглянуто класичні та новітні методи нефтепоіскових геохімії. Зроблено висновок про методологічних засадах розуміння процесів міграції вуглеводневих флюїдів, про стійкі приповерхневих геохімічних індикаторах покладів. Запропоновано концептуальну схему висхідній міграції «абіогенних» вуглеводнів і вуглеводнів з керогена осадових порід. Схема передбачає функціонування в земній корі механізму постійної флюидной і / або енергетичної «підживлення» газових і нафтових родовищ, формування фонових геохімічних полів розсіювання і аномальних значень геохімічних параметрів надпродуктівних відкладень.

Анотація наукової статті з наук про Землю і суміжних екологічних наук, автор наукової роботи - Коржов Юрій Володимирович, Ісаєв Валерій Іванович, Жильцова Анна Александровна


The review of traditional and modern ideas on mechanisms of hydrocarbon ascending migration from oil and gas deposits has been introduced. Classic and recent methods of petrosearch geochemistry were examined. The conclusion was drawn on methodological bases of understanding hydrocarbon fluids migration processes, on stable subsurface geochemical deposit detectors. The conceptual diagram of ascending migration of «abiogenous» hydrocarbons and hydrocarbons of sedimentary rock kerogen was proposed. The diagram assumes functioning in Earth crust the mechanism of constant fluid and / or energy «feeding» of gas and oil deposits, forming background geochemical scatter bands and anomalous values ​​of geochemical parameters of over-productive deposits.


Область наук:
  • Науки про Землю та суміжні екологічні науки
  • Рік видавництва: 2011
    Журнал: Известия Томського політехнічного університету. Інжиніринг ГЕОРЕСУРСИ

    Текст наукової роботи на тему «Проблеми нефтепоіскових геохімії і узагальнююча схема міграції вуглеводневих флюїдів»

    ?УДК 553.98: 550.4

    ПРОБЛЕМИ нефтепоіскових ГЕОХІМІЇ та узагальнює СХЕМА МІГРАЦІЇ ВУГЛЕВОДНЕВИХ флюїди

    Ю.В. Коржов, В.І. Ісаєв *, А.А. Жильцова

    Югорський державний університет, м Ханти-Мансійськ * Томський політехнічний університет E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Наведено огляд традиційних та сучасних уявлень про механізми висхідній міграції вуглеводнів отзалежей нафти і газу. Розглянуто класичні та новітні методи нефтепоіскових геохімії. Зроблено висновок про методологічних засадах розуміння процесів міграції вуглеводневих флюїдів, обустойчівих приповерхневих геохімічних індикаторах покладів. Запропоновано концептуальну схему висхідній міграції «абіогенних» вуглеводнів іуглеводородов з керо-гена осадових порід. Схема передбачає функціонування в земній корі механізму постійної флюидной і / або енергетичної «підживлення» газових і нафтових родовищ, формування фонових геохімічних полів розсіювання і аномальних значень геохімічних параметрів надпродуктівних відкладень.

    Ключові слова:

    Міграція вуглеводнів, методи нефтепоіскових геохімії, геохімічні індикатори покладів, концептуальна схема

    висхідній міграції вуглеводнів.

    Key words:

    Migration of hydrocarbons, methods of petrosearch geochemistry, cending migration of hydrocarbons.

    Вступ

    Розвивається приладова і методична аналітична база, а також виявлення нових геохімічних індикаторів нафтогазоносності [1-4] дозволили геохімії утвердитися в останні роки в ряді геофізичних, аерокосмічних та інших «легких» методів в якості недорогого, ефективного і перспективного способу підвищення достовірності прогнозу на нафту і газ. Але як і раніше актуальним залишається вирішення цілої низки проблем нефтепоіскових геохімії:

    • достовірність зв'язку аномальних концентрацій речовин в приповерхневих горизонтах розрізу з глибинним впливом нафтових покладів;

    • можливість і механізм переміщення важких нафтових вуглеводнів (УВ) в земній корі і, зокрема, їх вертикального переміщення до земної поверхні з утворенням приповерхневих фонових і аномальних концентраційних полів;

    • встановлення причин суттєвої різниці складу УВ в глибинних і приповерхневих горизонтах розрізу.

    У цьому огляді наведені класичні та нові уявлення про принципи міграції, механізмі, ролі фізичних і хімічних чинників, що забезпечують умови міграції вуглеводневих флюїдів (УВ-флюїдів).

    Особливий інтерес представляє з'ясування питань про можливість і механізм вертикальної міграції в приповерхневих горизонти важких нафтових УВ складу С8-С40, і, зокрема, ароматичних. Їх присутність повсюдно виявляється в підгрунтя грунтах верхніх поверхів геохімічного випробування, а в деяких випадках їх використовують при геохимическом випробуванні в якості «прямих» покажчиків нафтових покладів.

    geochemical indicators of deposits, the conceptual schema of as-

    Класичні уявлення про освіту, міграції, акумуляції і розсіюванні УВ-флюїдів і традиційні методи геохімічних пошуків

    У Росії основоположником геохімічних методів пошуку та розвідки родовищ нафти і газу є радянський фізик В.А. Соколов. Винахід їм приладу виявлення мікрокількостей радону і торію призвело до розвитку широкої програми наземної геохимической розвідки нафти і газу в СРСР. В.А. Соколов вперше (1929 г.) запропонував провести газову зйомку для визначення в підгрунтя відкладеннях микроконцентраций вуглеводневих газів і рідких УВ, мігруючих з пасажирів глибших горизонтах покладів нафти і газу. В цей же час винахідник Г Лаубмейер зареєстрував в Німеччині і США патент «Спосіб і прилад для виявлення в надрах продуктивних відкладень», в якому УВ грунтового газу розглядалися в якості показника поклади нафти і газу. Саме газова зйомка була тією геохимическим методом, який отримав найбільш широкий розвиток і популярність.

    Період з кінця 40-х до початку 80-х рр. минулого століття характеризується як етап становлення основ сучасних концепцій нафтідогенеза. Поглиблюються геохімічні, геодинамічні та флюідодінаміческіе підстави органічних і неорганічних гіпотез походження, концентрування і розсіювання рідких і газоподібних УВ. Істотним досягненням теорії нафтідогене через є обгрунтування процесів міграції вуглеводнів (І.О. Брод, 1930; С.Г. Неручев, 1940; В.А. Соколов, 1940), в результаті якої виникають і розсіюються скупчення і поклади УВ.

    Розрізняють первинну і вторинну міграцію. Первинна міграція (еміграція) являє собою переміщення УВ-флюїдів всередині нефтемате-

    ринських товщі і вихід з неї в пласти-колектори. Під вторинної міграцією розуміється переміщення нафти і газу в пласті-колекторі або групі гідравлічно пов'язаних пластів (внутрірезер-Вурно міграція) або переміщення з одного шару в інший (межрезервуарная міграція).

    Найбільш складні питання пов'язані з первинної міграцією вуглеводнів з материнських порід. Генерація, десорбція і еміграція рухомих компонентів битумоидов (микронефтью) з материнських порід викликаються підвищенням температури або дією розчинників: пластових вод, вуглеводневих і не вуглеводневого газів і легких УВ. Переміщення микронефтью відбувається при впливі як зовнішніх чинників (градієнти тиску, температури, петрофізіческіх властивостей порід), так і внутрішніх (дисперсність середовища, градієнти концентрацій речовин, сил поверхневого натягу і ін.).

    Існує ряд властивостей, процесів і чинників, що створюють умови, що впливають на первинно-міграційні процеси. Залежно від дії цих факторів і процесів, розрізняють механізми первинної міграції УВ [5-8]:

    • з водою у вигляді істинних розчинів або за принципом колоїдно-емульсійного механізму. Ці механізми теоретично і експериментально обгрунтовані і можливі в певних пластових умовах;

    • у вигляді газової фази. Газові розчини, внаслідок їх низької в'язкості, високої розчинюючої здатності по відношенню до рідких УВ і великий рухливості в найтонших порах можуть забезпечувати первинну міграцію з материнських порід. УВ, розчинені в газі, є переважною формою переміщення в породах з дуже дрібними порами. Еміграція нафтових УВ в вигляді газових розчинів доведена експериментально;

    • в власне рідкій фазі. Так само як активна міграція в вигляді глобул, крапель, струменів, плівок на бульбашках газу і частинках породи. Нафта погано змочує більшість мінералів, і тільки поверхні частинок з бітумінозних покриттям утворюють шляху, сприятливі для її руху. Тому рух потоків УВ може сприяти у виконанні наявністю прожилок і тріщин, заповнених керогеном.

    Вторинна міграція обумовлена ​​в основному

    гравітаційним і гідравлічним факторами. Гравітаційний механізм вторинної міграції полягає в наступному. Потрапляючи в колектор, заповнений водою, краплі нафти і бульбашки газу спливають в ній до покрівлі пласта. Якщо пласт має похиле положення, то спливання відбувається вгору по його повстанню. Руху флюїдів в пласті перешкоджають сили міжфазного тертя, молекулярне тяжіння стінок пір в породі [9, 10].

    Гідравлічний фактор проявляється у вигляді гідродинамічного напору в шарі. цей натиск

    сприяє подоланню капілярних сил в звуженнях порових каналів. У водних системах на глибинах можуть виникати зони напорів, пов'язані з рівнями, на яких відбувається дегідратація глинистих мінералів і виділяються додаткові обсяги води, або з вогнищами генерації УВ, які також поповнюють загальний обсяг флюїдів. У відповідність з дефлюідізаціей відбувається перерозподіл тисків і починається рух. Поряд з гідродинамічними перетіканнями, що виникає відмінність в мінералізації вод викликає гідрогеохімічний перетікання, неоднорідність поля температур - геотермічний перетікання, процеси перебудови тектонічних структур і динамічного напруження - геодінаміче-ський перетікання. Всі ці процеси діють на існуючу структуру породи. В результаті змінюється мікротріщинуватості. Флюїди, що насичують породи, отримують потужний імпульс руху, відбувається активна міграція. У зв'язку з періодичністю прояви вищевказаних процесів, міграція в породах осадових басейнів носить пульсаційний характер і протікає нерівномірно в геологічній історії [7, 9, 11].

    У напрямку руху розрізняють вертикальну і латеральну міграцію. Латеральна міграція обмежується найближчими структурами, що перешкоджають подальшому переміщенню, але може йти далі, якщо пастка не здатна утримати всю нафту або газ.

    На думку Б.А. Соколова [12], саме висхідні флюідодінаміческіе потоки є однією з важливих форм міграції. Вуглеводневі розчини, піднімаючись по тріщинах і порах вгору по розрізу, перетинають горизонти колекторів, в яких температура і тиск нижче відповідних показників вогнищ генерації. Відбувається фазова перебудова і виділення газоподібних і рідких вуглеводнів в вільні фази. На капілярних екранах або бар'єри відбувається акумуляція УВ в цих горизонтах.

    В цілому, традиційні уявлення про освіту і міграції нафтогазових УВ зводяться переважно до добре розробленої органічної концепції нафтідогенеза. Були запропоновані і детально досліджені умови і механізми катагенетіческого освіти УВ, рушійні сили і механізми їх переміщення в пористих середовищах земних надр. Результатом стало широке визнання осадово-міграційної теорії освіти, міграції та акумуляції вуглеводнів [13, 14]. Спираючись на цю теорію, були відкриті десятки тисяч покладів вуглеводневої сировини.

    За кордоном, в перші повоєнні десятиліття, геохімічні методи застосовувалися переважно для разбраковки виявлених сейсморазведкой локальних об'єктів перед постановкою на них глибокого буріння, що дозволяло підвищити ефективність робіт в 2 ... 3 рази. У США з 1942 по 1957 рр. з 98-и значних родовищ неф-

    ти і газу 25 були виявлені із застосуванням геохімічних методів пошуків. При застосуванні геохімічних методів в комплексі з сейсморазведкой були відкриті також багато родовищ, пов'язані з пастками неантиклинального типу. В останні десятиліття XX століття, в зв'язку з ростом вартості сейсморозвідувальних робіт, на багатьох територіях геохімічні дослідження почали проводити перед постановкою сейсморозвідки. Статистична оцінка ефективності застосування геохімічних методів при пошуках родовищ нафти і газу за кордоном показує, що буріння в межах виявлених геохімічних аномалій в 79% випадків дає приплив нафти, а буріння в місцях відсутності аномалії вуглеводнів виявляється порожнім в 87% випадків [15].

    У Росії геохімічні методи прогнозу неф-тегазоносной інтенсивно застосовуються в 60-70-х рр. минулого століття. Саме в цей період були розроблені методи діагностики неф-ті-і газопроізводящіх відкладень, методи оцінки інтенсивності нафто- і газоутворення в них, методи встановлення генетичних зв'язків між битумоидов розсіяного органічної речовини материнських товщ і дочірніми нефтями. У ці роки вийшло кілька великих робіт, присвячених геохимическим методам прогнозу нафтогазоносності-сти. Серед них не можна не відзначити монографію А.Е. Конторовича [16].

    Поряд з широким практичним застосуванням геохімічних методів, виникають дискусії про їх реальне значення. Витоки цих дискусій - проблема «первинності» в концепціях органічного та неорганічного походження нафти і газу. Вирішальне доказ органічного походження нафти принесли дані, які встановили тотожність нафтових і біогенних УВ на молекулярному рівні. Молекули таких органічних сполук отримали назву - біомаркери, т. Е. Мітки, що вказують на биогенное походження нафти [17, 18].

    Незважаючи на це, ряд дослідників, як в Росії, так і за кордоном продовжують відстоювати неорганічне походження нафти. Дискусії зачіпають і питання міграції. Так прихильники неорганічного синтезу вважають, що розсіяна нафту, якби така могла утворитися, не в змозі мігрувати через відсутність в природних умовах механізму, що сприяє злиттю розрізнених крапель нафти в безперервну фазу. Тривають дискусії і в питанні формування покладів нафти і газу. Одні дослідники вважають, що освіта покладів нафти і газу відбувається в результаті генерації рідких і газоподібних УВ в осадових товщах і подальшої їх міграцією в пастки, в яких відбувається їх акумуляція. Інші - пов'язують освіту покладів з фазовими переходами переміщаються в гірських породах і водних середовищах дифузно-розсіяних рідких і газоподібних УВ. Процес переходу УВ з дифузійно-неуважно-

    го стану в рідке або газоподібне приймається за процес народження нафтової або газової поклади [19].

    Сучасні уявлення про можливості

    і механізмі висхідній міграції УВ-флюїдів

    і новітні геохімічні методи пошуків

    В процесі розвитку нових технологій пошуку та розвідки нафтогазових родовищ, еволюціонували і геохімічні методи пошуків, чому присвячені багато досліджень Інституту нафтогазової геології і геофізики СВ РАН, Новосибірськ. Починаючи з 1986 р, співробітниками інституту проводиться геохимическая газова зйомка з метою розробки та вдосконалення методики визначення перспектив нафтогазоносності пошукових площ, уточнення контурів покладів і коригування розміщення пошуково-розвідувальних свердловин [20]. За період 1986-1994 рр. досліджено близько 10 тис. проб снігу, виділено понад 200 аномалій різної протяжності і контрастності. Просторово аномалії утворюють дві групи: перша включає в себе аномалії, що відображають безпосередньо поклад, друга відповідає зоні водонефтяного контакту. Як правило, на нафтогазоносних територіях присутні обидві групи аномалій, утворення яких пов'язують з фільтраціоннодіффузіонним массопереносом вуглеводневих газів і низькомолекулярних рідких вуглеводнів з поклади в перекривають їх осадові породи.

    Відповідно до сучасної теорії геохімічних пошуків, поклад нафти і газу - це локальна область концентрованого скупчення рідких і газових вуглеводнів, супутніх їм кислих газів і хімічних елементів. У межах поширення поклади відзначаються зміни властивостей нафт і мінералогічних особливостей порід-колекторів [21]. Не менш істотні зміни можна помітити в шарах, що межують з продуктивними товщами.

    Міграція УВ з покладів нафти і газу в значній мірі визначається геологічними умовами. Великий перепад тиску від покладів вгору по розрізу обумовлює можливість протікання процесів фільтрації (мікрофільтрації), а різниця концентрацій викликає процеси мимовільного молекулярного переміщення вуглеводнів - дифузію.

    Міграція УВ за допомогою фільтрації є важливим процесом освіти вуглеводневих аномалій в покривають поклад відкладеннях. При цьому, можливо, що наявність глинистих порід не є перешкодою для зазначеного процесу. Допускається, що міграція відбувається шляхом прориву УВ через породи-покришки при струменевого міграції і має місцями пульсуючий характер. Підвищена тектонічна активність тієї чи іншої ділянки підсилює цей процес.

    Дифузія - молекулярне переміщення речовини. Підвищеної дифузійної здатністю характеризуються газоподібні компоненти. жид-

    кі і навіть тверді УВ в певній мірі також здатні дифундувати в поровом просторі, розподіляючись в ньому відповідно до адсорбційної здатністю. Дифузія є постійно діючим процесом, пов'язаним з міграцією УВ з покладів. Швидкість цього процесу підвищується зі зростанням температури. Тому для зон з підвищеним температурним градієнтом дифузія вуглеводнів повинна протікати більш інтенсивно. З ростом тиску швидкість дифузії зменшується. Дифузійна проникність порід залежить від їх літологічного складу і фізичних властивостей порід, природи диффундирующих компонентів, впливу процесів сорбції, розчинення. Як показують модельні експерименти, найбільшою рухливістю при переміщенні через породу мають насичені сполуки і алкилароматічеськие, у яких ароматичні центри більшою мірою екрановані алкільними заступниками. Найменша рухливість характерна для нафтеноароматіческіх і найбільш компланарних молекул [22]. Поява найменших ознак трещиноватости, домішок стороннього матеріалу призводить до значного зростання дифузійної проникності [23].

    Характер і інтенсивність процесу вертикальної міграції УВ змінюються протягом геологічної історії поклади. Міграція газових і рідких УВ по зонам тектонічних порушень і підвищеної тріщинуватості порід відбувається інтенсивно в активну фазу тектонічних процесів. Надалі, внаслідок зменшення числа і розмірів тріщин і розривів може відбуватися деяке затухання процесу фільтрації УВ, але це обмеження не стосується дифузії.

    Важливе значення має специфічний склад мігруючих УВ, які містяться в значних концентраціях тільки в покладах нафти і газу і тому є прямими ознаками нафтогазоносності. Метан відносять до прямих показниками нафтогазоносності, але слід враховувати, що він утворюється і деякими сучасними мікроорганізмами, генерується розсіяне органічну речовину на ранніх етапах литогенеза. Газоподібні вуглеводні С2-С4 характерні тільки для покладів. Вони практично не утворюються бактеріями, їх генерація органічною речовиною в зоні геохімічного випробування незначна. Тому при аналізі полів концентрацій етан, пропан і бутан є провідними показниками. Вуглеводні С5-С8 і важчі типові тільки для нафти, але їх міграційні можливості обмежені в зв'язку з великою молекулярною вагою. Традиційно вважалося, що вони можуть бути зустрінуті тільки в районах з інтенсивними процесами вертикальної міграції -Фільтрація по зонам тектонічних порушень [6].

    Однак новітні приклади геохімічних пошуків по важким УВ не вкладаються в цю концепцію.

    Це геохімічні дослідження в центральній частині Західно-Сибірської плити [4, 24]. При дослідженнях вирішувалися завдання прогнозування покладів УВ як на території, де пошукове і розвідувально-експлуатаційне буріння не проводилося, так і на території, де активно ведеться пошукове і розвідувальне буріння, видобуток вуглеводневої сировини. Новітній характер даних досліджень полягає в тому, що рішення поставлених завдань було виконано на основі аналізу аномалій важких С10-С14 ароматичних УВ, а не як зазвичай - по аномалій вуглеводневих і не вуглеводневого газів, або за складом важких алканових УВ. Проведені дослідження показали наявність «кільцевих» зон аномалій концентрацій важких УВ, відповідних у латеральному плані положенню водонефтяного контакту нафтових покладів.

    Варто відзначити, що певним методичним аналогом наведених вище прикладів пошуків по ароматичним УВ є запатентована методика відбору проб і прогнозні побудови, що виконуються компаніями W.L. Gore & Asso-ciftid Inc. і W.L. Gore & Associftid GmbH (2006 г.).

    Короткий аналіз стану проблеми прояву міграції УВ-флюїдів з поклади в приповерхневих горизонти розрізу дозволяє зробити наступні висновки:

    • висхідні потоки мігруючих УВ є найважливішою формою перенесення їх в надпродук-тивні відкладення;

    • в районах активного розвитку розривної тектоніки переважає фільтраційний массопере-ніс УВ, в платформних (плитних) умовах - дифузія УВ;

    • просторово приповерхневих аномалії концентрацій УВ утворюють дві групи: перша - відображає апикальную частина поклади, друга - відповідає зоні водонефтяного контакту;

    • новітні дослідження показують, що важкі ароматичні УВ утворюють стійкі аномальні зони концентрацій в приповерхневих відкладах, пов'язані з продуктивними пастками нафти і газу;

    • важлива приймається концепція генезису УВ нафтоносних відкладень і покладів нафти і газу, як джерел аномалій концентрацій УВ в приповерхневих горизонтах розрізу, т. К. Формування аномальних геохімічних полів - це геологічний процес, в якому генерація, міграція, акумуляція і диссипация УВ нерозривні.

    Узагальнююча схема висхідній міграції УВ-флюїдів

    Наведена нижче якісна схема висхідній міграції УВ-флюїдів побудована на основі критичного інтегрування класичних і сучасних уявлень про наскрізний вертикальної міграції УВ, виходячи з наявності глибинного

    джерела їх утворення. Передбачається, що частина газоподібних УВ утворюється абіогенним шляхом в результаті дегазації мантії Землі, інша частина газоподібних УВ утворюється з органічної речовини осадових порід, затягнутих в зони субдукції плит, в умови високотемпературного піролізу. Але більша частина газоподібних і рідких УВ утворюється в осадових басейнах, в результаті поступової термічної деструкції ке-Рогена в умовах катагенеза порід. Така позиція диктується логікою протікання високотемпературних реакцій піролізу органічних речовин при температурах вище 400.500 ° С і реакцій термолізу керогена при більш низьких температурах в середовищі суб-і надкритичних флюїдів [10, 11, 25, 26 та ін.].

    У тезисной формі концепція схеми міграції УВ-флюїдів представляється в такий спосіб.

    Початок висхідного шляху УВ-флюїдів (температури вище 200 ° С)

    1. Рух УВ формується і контролюється системою глибинних розломів, що сягають корінням в мантію [19, 27].

    2. Глибинні потоки мають природу гідротермальних флюїдних систем. Це можуть бути водні термальні розчини УВ, газово-водні системи або газові перегріті мантійні потоки речовин [11].

    3. Основою глибинних потоків УВ є вуглеводневі гази - переважно метан і, в значно підпорядкованому становищі, його найближчі гомологи С2-С4 [6, 7, 20].

    4. Глибинне рух флюїдів підпорядковується і направляється дією мінливих в часі і просторі геофізичних полів, головними з яких є тиск, температура і концентраційна неоднорідність середовища. В умовах неоднорідної геологічного середовища геодинамічних стиснення порід і заповнюють їх флюїдів призводить до утворення рухомий самоорганізується флюідодінаміческой системи, в якій виникають високо- і низькочастотні коливання [28]. Коливальні рухи «проривають» флюідние бар'єри Петрофизическое різнорідних порід. Для таких флюїдних систем флюідоупорамі втрачають екранують властивості, а зони розущільнення і розломні зони сприймаються як «магістральні канали» з областей надтиску в зони релаксації. Геодинамический механізм переміщення флюїдів характерний для зон, приурочених до тектонічних розломах, зонам рифтогенеза і колізії літосфери-них плит, в тому числі для глубокопогруженние палеріфтових зон осадових басейнів [12, 28].

    5. Фазова однорідність і сверхкритические властивості надають флюїдам виняткову рухливість і розчиняють здатність

    по відношенню до розсіяним битумоидов верхніх (або оточуючих) осадових товщ [11, 26]. УВ порід, здатні до розчинення і міграції в складі надкритичних флюїдів, включаються в рух і переносяться в області більш спокійних термодинамічних умов. Основними найбільш ефективними формами масопереносу УВ на даній стадії, швидше за все, є водні і газові розчини, а механізм перенесення - струменевий імпульсна фільтрація під дією градієнтів сил.

    Пора зрілості УВ-флюїдів (температури 200 ... 90 ° С)

    6. Піднімаючись поступово вгору по підняттю пластів і зон розущільнення порід, над-критичні флюїди потрапляють в області більш низьких температур і тисків. Водні системи входять в субкритичного стан раніше, газові розчини - дещо пізніше (і вище). Перехід супроводжується виділенням в вільну фазу рідких і газоподібних УВ [29].

    7. Подальше рух різних флюїдних фаз (водних і газових розчинів УВ, вільних фаз рідких і газоподібних УВ) відбувається або спільно у вигляді водних або газових емульсій, або окремо. Основними рушійними силами, як і раніше, залишаються нерівномірні по щільності поля тисків, а також гравітаційне поле Землі. Температурні градієнти кілька слабшають і грають меншу роль в переміщенні УВ, але сприяють утворенню локальних термодинамічних неоднорідностей середовища, таких, як зони аномально високих тисків [11].

    8. Висхідний рух відбувається як по повстанню пористих пластів, так і по мережі розломів і міжблочних розущільненого порід. Форми масопереносу, в значній мірі, визначає Петрофизическое неоднорідність середовища. У тріщинуватих системах ефективним є перенесення УВ у вигляді водних і газових емульсій. Рушійними силами при цьому є сили спливання. Зі зменшенням пористості переважаючим стає переміщення УВ в формі газів і газових розчинів. Дифузійне повільне розсіювання УВ за рахунок концентраційних градієнтів речовин відбувається завжди і в усьому обсязі осадових порід. Характеризуються високим об'ємом розподілу УВ і бітумінозних речовин затримуються на капілярних бар'єри і утворюють нафтові і газоконденсатні родовища. Гази переміщаються крізь осадовий розріз, пригальмовуючи в капілярних пастках і формуючи фазову неоднорідність родовищ [30].

    9. Рухомі з глибин Землі перегріті флюїди підсилюють активну генерацію газоподібних і рідких УВ з керогена осадових порід, і без того що відбувається в осадових породах

    в зонах газо- і нефтегенераціі з ростом температури. Субкритичного умови полегшують термолиз і перехід УВ з полімерного (в складі керогена) в рухомий стан [19, 26]. Знову утворюються УВ живлять мігруючі потоки речовин, забезпечуючи їх безперервність.

    Загасання потоків УВ-флюїдів (температури нижче 100.80 ° С)

    10. За відсутності відповідних пасток потоки УВ переміщаються вище по розрізу, поступово затухаючи і розсіюючись в товщі порід, або по зонам розломів досягають поверхні Землі. У приповерхневих шарах формуються латеральні і вертикальні геохімічні поля розсіювання речовин, що відносяться до категорії фонових приповерхневих геохімічних полів.

    11. З моменту, коли УВ виявилися захопленими капілярними пастками і сформували поклади вуглеводнів, починається щодо більш спокійна еволюція УВ-флюїдів. Але рух флюїдів повністю не припиняється ніколи, а лише пригальмовується бар'єрами пасток. В тектонічно активних районах періодично виникають умови для швидкого струминного переформування покладів або навіть повного їх розсіювання. Вуглеводні «йдуть» з поклади залишаючи після себе ас-фальтеновие сліди минулих водонафтових і нафтогазових контактів. Форми руху -водні або газові розчини та свободнофазовое рух, що переходить, у міру виснаження джерела, в струменево-дифузійне і дифузійне розсіювання. В щодо тектонічно спокійних районах, істотну роль грають більш повільні форми мас-сопереноса, такі як дифузійне розсіювання і, можливо, осмотичний потік, що протікають у всьому обсязі перекриттів порід. Газові УВ більш схильні до диффузионному розсіюванню через плохопроніцаемие породи перекриттів, ніж рідкі. Тому значні газові родовища обов'язково повинні мати, поряд з потужною перекриває колектор покришкою, відповідний по продуктивності підживлює вогнище, який би по подводящим каналах заповнював втрати УВ в результаті дифузійного розсіювання. Дифузійні потоки слабкі, але діють завжди і у всьому обсязі перекриттів і забирають величезні маси речовин (до 100.200 тис. Т / км2за 1 млн л відзначено на родовищах [31], при середніх оцінках загальної дегазації Землі 500.1000 тис. Т / км2за1 млн л [ 32]).

    12. Серед сил, які активізують диффузионное розсіювання і слабкі струменеві перетоки УВ з / всередині пасток, поряд з градієнтами тиску і температури, значимість мають концентраційний потенціал флюїдів і сла-

    бие електрокінетіческіе поля, осмотичний та електрофоретичної тиск [33].

    13. При розгляді процесів, що відбуваються з УВ в надпродуктівних відкладеннях, слід звернутися до класичної фізико-хімічної моделі поклади [6]. Відповідно до моделі, поклад є локальним джерелом термобарического і фізико-хімічного впливу на навколишні породи. Мігруючі з поклади УВ, окислюючись з утворенням різних хімічних сполук, викликають зміни речового складу і фізичних властивостей надпродуктівних відкладень. Так як УВ і продукти їх окислення мають значну міграційну рухливість, такі зміни порід в області поклади простежуються до земної поверхні і проявляються у вигляді аномальних значень їх фізичних і хімічних властивостей.

    висновок

    Найважливіші практичні наслідки запропонованої схеми міграції вуглеводнів:

    1. Родовища нафти і газу тісно пов'язані з нефтематерінскіх товщами осадових басейнів, а також з гідротермальних системами, особливо з ділянками рифтогенеза і суб-продукції літосферних плит.

    2. Прояв сучасної вертикальної міграції флюїдних систем відбивається в геохимической зональності осадового чохла і приповерхневих відкладів, де встановлюються вуглеводневі, фізичні і хімічні аномалії над родовищами нафти і газу. Залишається нез'ясованим ряд питань, що мають теоретичне і практичне значення:

    1. Чи можливо переміщення рідких вуглеводнів складу С8 і вище, що складають «тіло нафти», на значні відстані по вертикалі, подібно вуглеводневим газам, в умовах багатошарової системи гірських порід?

    2. Чи здатні важкі нафтові вуглеводні до активної дифузії через капілярні бар'єри флюідоупорамі, або переміщення відбувається у вигляді струменевих течій і періодичних флюїдних проривів?

    3. Які рідкі нафтові вуглеводні можуть бути виявлені в приповерхневих горизонтах розрізу, як диффундирующие з нафтової поклади?

    Автори цього огляду розраховують отримати відповіді на ряд перерахованих питань в процесі своїх досліджень в рамках реалізації Федеральної цільової програми «Наукові та науково-педагогічні кадри інноваційної Росії» на 2009-2011 рр. Найважливішим практичним результатом досліджень буде уточнення набору геохімічних індикаторів приповерхневих горизонтів, які можуть вважатися надійними показниками наявності покладів нафти і газу.

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Гордадзе Г.Н., Груніс Є.Б., Соколов А.В. та ін. До питання пошуків покладів нафти з застосуванням прямих геохімічних методів // Геологія, геофізика і розробка нафтових і газових родовищ. - 2004. - № 4. - С. 54-58.

    2. Бондарев В.Л., миротворцями М.Ю., втілюючи ГІ. та ін. Геохімічні методи при виявленні і локалізації покладів вуглеводневих газів (УВГ) в надпродуктівних відкладеннях газоконденсатних родовищ п-ва Ямал // Геологія, геофізика і розробка нафтових і газових родовищ. -2005.- №11. - С. 17-22.

    3. Якимів А.С. Комплексирование «легких» геофізичних і геохімічних методів на пізніх стадіях освоєння нафтогазоносних провінцій // Нафтове господарство. - 2006. -№ 4. - С. 96-100.

    4. Ісаєв В.І., Коржов Ю.В., Лобова Г.А., Ярков Д.М. Геохімічна оцінка нафтогазоносності локальних пасток // Геоінформатика. - 2009. - № 2. - С. 54-61.

    5. Ар'є А.Г. Генерація та первинна міграція вуглеводнів в глинистих нефтегазоматерінскіх товщах // Геологія нафти і газу. - 1996. - №7. - С. 4-11.

    6. Довідник з геохімії нафти і газу / під ред. С.Г. Неручь-ва. - СПб .: Недра, 1998. - 576 с.

    7. Баженова О.К., Бурлин Ю.К., Соколов Б.А., Хаїн В.Є. Геологія і геохімія нафти і газу. - М .: ВЦ «Академія», 2004. -415 с.

    8. Попов С.А., Ісаєв В.І. Моделювання процесів генерації і еміграції вуглеводнів // Известия Томського політехнічного університету. - 2010. - Т. 316. - № 1. - С. 108-113.

    9. Ар'є А.Г. Роль міжфазових взаємодій в процесі вторинної міграції нафти і газу // Геологія нафти і газу. -1996. - № 2. - С. 9-13.

    10. Висоцький І.В., Висоцький В.І. Формування нафтових, газових і конденсатногазових родовищ. - М .: Недра, 1986. - 228 с.

    11. Дюнін В.І., Корзун А.В. Гідрогеодінаміка нафтогазоносних басейнів. - М .: Науковий світ, 2005. - 524 с.

    12. Соколов Б.А. Феноменальні особливості нафтогазової геології // Соросівський освітній журнал. - 1998. -№ 9. - С. 66-72.

    13. Вассоевич Н.Б. Теорія осадово-міграційного походження нафти (історичний огляд та сучасний стан) // Известия АН СРСР. Сер. геол. - 1967. - № 11. - C. 135-156.

    14. Конторович А.Е., Парпарова Г.М., Трушков П.А. Метаморфізм органічної речовини і деякі питання нефтега-зоносності (на прикладі мезозойських відкладень Західно-Сибірської низовини) // Геологія і геофізика. - 1967. -№ 2. - C. 16-29.

    15. Schumacher D. Surface geochemical exploration for oil and gas: New life for an old technology // The leading Edge. - 2000. -№ 3. - P. 258-261.

    16. Конторович А.Е. Геохімічні методи кількісного прогнозу нафтогазоносності. - М .: Недра, 1976. - 248 с.

    17. Peters К., Moldowan J. The biomarker guide: interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sediments. - New Jersey: Prentice Hall, Englwood Cliffs, 1993. - 363 p.

    18. Хаїн В.І. Нафтогазоносність і тектоніка // Геологія нафти і газу. - 1998. - № 10. - С. 5-7.

    19. Ларін В.І. Освіта і інтенсивність формування покладів нафти і газу // Геологія, геофізика і розробка нафтових і газових родовищ. - 2007. - № 3. - С. 54-59.

    20. Вишемірскій В.С., Даниленко С.В., Конторович А.Е. та ін. Прямі геохімічні методи пошуків родовищ нафти і газу в умовах Західного Сибіру // Геологія і проблеми пошуків нових великих родовищ нафти і газу в Сибіру / під ред. А.Е. Конторовича і В.С. Суркова. - Новосибірськ: СНІІГГіМС, 1996. - C. 108-110.

    21. Шахновський І.М. Формування покладів нафти і газу в нетрадиційних резервуарах // Геологія нафти і газу. - 1997. -№9. - С. 38-41.

    22. Коржов Ю.В., Головко А.К. Зміна складу моно- і Біар-нів при моделюванні фільтрації нафти через породи // Геохімія. - 1994. - № 10. - С. 1503-1509.

    23. Чжан Іган, Чжао Ліхуа. Міграція вуглеводнів і класифікація нафтових систем // Геологія нафти і газу. - 1998. -№3. - С. 36-41.

    24. Ісаєв В.І., Коржов Ю.В., Романова Т.І., Бочкарьова Н.М. Оцінка продуктивності локальних пасток за складом важких вуглеводнів в приповерхневих відкладах центральної частини Західно-Сибірської плити // Геофізичний журнал. - 2006. - Т. 28. - № 6. - С. 58-74.

    25. Hunt J.M., Keith P.Ph., Kvenvolden A. Early developments in petroleum geochemistry // Organic Geochemistry. - 2002. - № 33. -P. 1025-1052.

    26. Бушнев Д.А., Бурдельная Н.С., Валяєва О.В., Савельєв В.С. Продукти термотрансформаціі керогена горючого сланцю в умовах проточного піролізу в середовищі бензолу // Геохімія. - 2005. - № 11. - С. 1238-1245.

    27. Трофимов В.А. Глибинні сейсмічні дослідження МОГТ як інструмент оцінки перспектив нафтогазоносності і пошуків великих скупчень вуглеводнів // Геологія нафти і газу. - 2008. - № 4. - С. 55-63.

    28. Дмитрієвський А.Н., Баланюк І.Є., Донгарян Л.Ш. та ін. Сучасні уявлення про формування скупчень вуглеводнів в зонах розущільнення верхній частині кори // Геологія нафти і газу. - 2003. - № 1. - С. 2-8.

    29. Тараненко Є.І., Герасимов Ю.О., Фарах С.Ф. Сучасні аспекти вертикальної зональності в нафтідогенеза // Геологія, геофізика і розробка нафтових і газових родовищ. - 2008. - № 9. - С. 4-10.

    30. Чжіізюнь Цзінь. Закономірності будови і розміщення середніх і великих нафтогазових родовищ Китаю // Геологія нафти і газу. - 2007. - № 1. - с.46-53.

    31. Вишемірскій В.С., Конторович А.Е. Оцінка масштабів виснаження нафтових покладів в часі // Геологія нафти і газу. - 1997. - № 8. - С. 4-8.

    32. Валяєв Б.М. Вуглеводнева дегазація землі і генезис нафтогазових родовищ // Геологія нафти і газу. - 1997. -№ 9. - С. 30-37.

    33. Іванніков В.І. Газооосмотіческій массоперенос дісперснорассеянних вуглеводнів в породах-колекторах // Геологія, геофізика і розробка нафтових і газових родовищ. - 2007. - № 6. - С. 60-62.

    надійшла 09.09.2010г.


    Ключові слова: міграція вуглеводнів / методи нефтепоіскових геохімії / геохімічні індикатори покладів / концептуальна схема висхідній міграції вуглеводнів / migration of hydrocarbons / methods of petrosearch geochemistry / geochemical indicators of deposits / the conceptual schema of ascending migration of hydrocarbons

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити