Сделай Сам Свою Работу на 5

Биогенная теория образования нефти и газа

Начало целенаправленной разработки идеи об органическом про­исхождении нефти было положено более двухсот лет назад М.В. Ло­моносовым, предложившим гипотезу об образовании нефти в резуль­тате подземной перегонки содержащегося в породах органического вещества (уголь, торф).

Отдельные аспекты современной теории биогенного генезиса нефти и газа формируются в трудах отечественных (Н.И. Андрусов, А.Д. Ар­хангельский, Н.Д. Зелинский, В.И. Вернадский, И.М. Губкин, Г.П. Ми­хайловский) и зарубежных (Ф. Ван-Тайл, Г. Гефер, Г. Потонье, П. Траск, Д. Хант, К. Энглер и др.) ученых в конце прошлого и в начале теку­щего столетия. Однако биогенная концепция как целостная теория происхождения нефти и газа сформулирована И.М. Губкиным в его работе "Учение о нефти" (1932 г.). При этом следует подчеркнуть. что он рассматривал эту проблему не изолированно, как самостоятель­ное явление, а комплексно, в совокупности со всеми естественно-ис­торическими процессами Земли, являющимися составными частями геологической формы движения материи.

Как писал И.М. Губкин, в его работе сделана попытка подойти к процессам нефтеобразования и образования нефтяных месторож­дений с диалектической точки зрения, исходя из положения о том, что эти процессы представляют одну из струй единого диалектического процесса развития Земли.

Не менее важную роль в формировании и понимании теории про­исхождения углеводородов сыграли труды выдающегося ученого В.И. Вернадского — основоположника геохимии и в частности основ биогеохимии нефти, разработавшего геохимическую систему взаимо­действия углерода с живым веществом биосферы. Эту систему В.И. Вернадский назвал жизненным циклом углерода.

Последующие исследования советских и зарубежных ученых (А.А. Ализаде, А.А. Бакиров, Н.Б. Вассоевич, М.Ф. Мирчинк, А. Леворсен, В. Линк, А.А. Трофимук. В.А. Успенский, Д. Хант, Б. Тиссо и др.) развивались в направлении изучения геологических условий размещения скоплений углеводородов в земной коре, геологических и геохимических условий образования нефтегазоматеринских и нефтегазопродуцирующих отложений и физико-химических процессов преоб­разования органического вещества в углеводороды, миграции угле­водородов в коллекторы и формирования их залежей и т.д.



Основными предпосылками биогенной теории происхождения нефти и газа служат приуроченность почти всего объема промышленных скоплений углеводородов (99,9%) к осадочным образованиям; сосредоточение наибольших ресурсов углеводородов в отложениях геологических периодов, отличившихся активной жизнедеятельностью организмов биосферы (отмечается параллелизм в образовании и накоплении углей, горючих сланцев и нефти); наличие скоплений углеводородов в замкнутых линзах песчаников прибрежных барах древних палеоморей и палеорусел, заключенных в мощной толще непроницаемых глин; установление процессов преобразования органического вещества в углеводороды нефтяного типа в осадках (илах) современных морей и океанов; сходство изотопного состава серы, содержащейся в нефти, и битумной составляющей органического вещества вмещающих пород; наличие в составе нефтей различных химических соединений (азотистых, кислородных, сернистых) биогенного происхождения и сходство изотопного состава углерода нефти и органического вещества, Существенным моментом является сходство изотопных составов углерода и серы, содержащихся в нефтях и органическом веществе вмещающих пород, в то время как изотопные составы этих элементов в разных литолого-стратиграфических комплексах даже в пределах одного региона неодинаковы. Это свидетельствует о различных источ­никах образования углеводородов в данном регионе. Существует так­же еще ряд геохимических данных, подтверждающих биогенные источ­ники образования нефти и газа. Процесс образования нефти и газа и формирования их скоплений - залежей, проходит несколько стадий, каждой из которых свойственны определенные палеогеологические, палеогеофизические, палеогеохимические и палеогидрогеологические условия, характеризующие развитие данного региона и земной коры в целом.

В зависимости от условий, в которых накапливается органичес­кое вещество - в основном остатки простейших животных и расти­тельных организмов, происходит его преобразование в сторону фор­мирования ископаемых углей, нефти или газа. Причем из исходного органического вещества сапропелевого типа при прочих благоприятных условиях образуются главным образом нефть и углеводородный газ, из органического вещества гумусового типа генерируется преимущест­венно газ.

К сапропелевому органическому веществу относятся продукты распада планктона с высоким содержанием липоидов, накапливаю­щегося в морских и озерных илах при преобладании восстановитель­ных или слабо восстановительных условий, к гумусовому - продук­ты распада целлюлозы и танинов, входящих в состав растительных организмов, в окислительной обстановке, но при ограниченном до­ступе кислорода.

Неизменным условием образования нефти и углеводородных га­зов является накопление органического вещества в субаквальной сре­де с восстановительной анаэробной обстановкой, на фоне преимущест­венного прогибания бассейна седиментации.

Как отмечает Д. Хант (1979 г.), некоторые углеводороды, содер­жащиеся в нефти, попали в нее из живых организмов в малоизменен­ном виде, большинство же углеводородов претерпели значительные изменения, и в конечном счете углеводороды нефти в целом намного сложнее по строению, чем таковые в исходном органическом ве­ществе.

Таким образом, современное представление о биогенной теории происхождения нефти и газа сводится к следующему.

Углеводороды органического вещества, накапливающегося в осад­ках в диффузно-рассеянном состоянии, и само органическое вещество испытывают на первой стадии действие главным образом биохимических процессов и микроорганизмов. По мере погружения осадков, с усилением действия внутренней химической энергии 0В и все возрастающего теплового потока земных недр процесс генерации УВ активизируется и они эмигрируют из нефтепродуцирующих толщ в коллекторы (вто­рая стадия). Под влиянием различных внутренних и внешних источников энергии углеводороды в свободном или растворенном состоянии миг­рируют по коллекторам или по трещинам (третья стадия), заполняя ловушки и образуя залежи (четвертая стадия). В зависимости от ха­рактера проявления дальнейших тектонических движений и других геологических процессов эти залежи консервируются (пятая стадия) или разрушаются (шестая стадия), рассеиваясь в литосфере или ат­мосфере. Так завершается полный цикл естественно-исторического процесса генерации, аккумуляции и разрушения - скоплений углеводо­родов, который является частью жизненного цикла углерода В.И. Вернадского.


Таблица

 

Стадии преоб­разования 0В и УВ Геологические условия среды нахождения 0В и УВ Источники энергии преобразования 0В и УВ Состояние 0В и УВ и формы на­хождения по­следних
Накопление 0В     Генерация УВ   Миграция УВ     Аккумуля-ция УВ   Консервация УВ   Разрушение или перерас­пределение УВ Водная среда с анаэробной геохимической обстановкой; застойный папсогидрогеоло-гический режим; пониженная сульфатность; накопление и захоронение 0В в процессе осадконакопления   Породы различного состава, содержащие погенциально нефтегазоматеринские тол­щи; анаэробная геохимическая среда; за­стойный палеогидрогеологический режим   Породы различного состава, обладающие повышенными емкостными и фильтрационными свойствами; анаэробная геохими­ческая среда   Наличие пород-коллек­торов, обладающих повышенными емкостными и фильтрационными свойствами; анаэробная геохи­мическая среда; застойный режим плас­товых вод; наличие пород-флюидоу­поров (покрышек) над коллекторами; на­личие региональных и локальных ловушек, благоприятных для аккумуляции УВ   Наличие пород-коллек­торов, обладаю­щих повышенными емкостными и фильтрационными свойствами; анаэробная геохимическая среда; застойный режим пластовых вод; наличие пород-флюидо-упоров (покрышек) над коллекторами; их герметичность; нахождение скопле­ний УВ вне зоны аэрации; сохранение замкнутости структурных ловушек пос­ле формирования скоплений; сохранение благоприятного регионального наклона   Попадание скоплений УВ в зоны аэра­ции; раскрытие ловушек; тектоничес­кая нарушенность пород; фильтрация УВ из ловушек по тектоническим нару­шениям; прорывы УВ через покрышку; перенос УВ движущейся водой; раство­рение, окисление и разложение УВ Геостатическос давление (уплот­нение пород) ; биохимическое воздействие микроорганизмов и ферментов; каталитическое воздействие минера­лов; нисходящие тектонические движения (ус­тойчивое прогибание)   Геостатическое давление (устой­чивое интенсив­ное прогабанис) ; повышенный тепловой поток; внутренняя химическая энергия 0В, связанная с его молекулярной перестройкой в УВ нефтяного ряда; радиоактивные минералы вмещающих по­род     Тектонические движения, проявляющиеся в раз­личных формах; повышенный тепловой поток: гравитационные силы, обусловливающие переме­щение УВ; геодинамическое давление; гидроди­намические процессы, обусловливающие движе­ние флюидов в латеральном и вертикальном на­правлениях; электрокинетические силы; капил­лярные силы, приводящие к вытеснению У В водой из мелких пор в крупные; молекулярные силы, приводящие к диффузии нефти и газа через гор­ные породы; кристаллизация и перекристаллиза­ция пород-коллекторов   Тектонические движения, способствующие акку­муляции; повышенный тепловой поток; гидро­динамические силы; гравитационные силы; мо­лекулярные силы, обусловливающие диффузию УВ; капиллярные силы     Развитие преимущественно движений прогибания; термодинамическая энергия; благоприятные для консервации термодинамические факторы (повы­шенные давление и температура)   Движение пластовых и трешинных вод в зонах Активного водообмена; тектонические движения «преимущественно восходящие формы) ; хими­ческая энергия; процессы окисления УВ сульфат­ными водами; биохимическая энергия; процес­сы разложения УВ микроорганизмами; малекупярные силы, обусловливающие диффузию УВ Исходное 0В осадков в диф­фузно-рассеян­ном состоянии   УВ нефтяного ряда на стадии диагенеза и ка-тагенеза осад­ков в рассеян­ном состоянии     УВ в свободном и водогазоратворенном сос­тоя­нии     Скопления УВ     Скопления УВ     УВ в рассеянном состо­янии либо новые скопления УВ

 



©2015- 2019 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.