На основе своих представлений, Н. А. Кудрявцев предложил «... две принципиально сохраняющие силу для любого из таких (нефтеносных - О.С., М.Т.) районов практические установки:

1. 
   перспективность всех проницаемых горизонтов (включительно до кристаллического фундамента), залегающих ниже горизонтов с уже известными нефтепроявлениями, независимо от условий образования осадков и содержания в них органического вещества.
   
2. 
   зона нефтегазонакопления (месторождения нефти и газа) размещаются в зонах глубоких разломов. Под последними понимается вся зона дробления земной коры, в которой возникли второстепенные оперяющие разломы с сопровождающими их складками в осадочном покрове, и трещины без смещения, ответвляющиеся на разных ( в том числе очень больших) глубинах от основных сбросов или сдвигов, секущих всю земную кору» (Кудрявцев, 1963, с.188).
   

Вывод Н. А. Кудрявцева о связи месторождений нефти и газа с зонами глубинных разломов земной коры сыграл большую положительную роль при поисках месторождений углеводородов и, как отмечено выше, он широко используется в новейших вариантах осадочно-миграционной концепции происхождения нефти.
Н.А. Кудрявцев из Ленинградского института ВНИГРИ считал, что синтез нефтяных углеводородов мог происходить из простых углеводородных радикалов (СН, СН₂, СН₃), образующихся в результате деструкции карбонатов и воды при температурах более 700⁰С в верхних слоях мантии и в узлах пересечения глубинных разломов (в вакуумных реакционных ловушках). Эти радикалы очень реакционно активны и при взаимодействии др. с др. могут образовывать весь спектр нефтяных углеводородов.

Одноко, не смотря на ряд достоинств, неорганические гипотезы (абиогенная концепция) не дает новых принципиальных подходов к поискам нефти и газа и не объясняют целый ряд фактов, которые накопились в процессе исследования нефтей:

• 
  так состав природных углеводородных смесей значительно отличается от синтезируемых по указанным схемам. Например откуда в нефтях в большом количестве встречаются сложнопостроенные структуры, несущие следы явно биологического происхождения, такие как изопреноиды, стераны, терпаны.
  
• 
  состав изомеров углеводородов нефтей строго ограничен (это характерно для биологических систем), гомологические ряды очень похожи на те, что синтезируют растения и микроорганизмы;
  
• 
  изотопный состав нефтей более близок к живому веществу организмов и рассеянному ОВ осадочных пород, чем к мантийным углеводородам (глубинные газовые смеси метана и СО и СО₂). Последние изотопные исследования нефтей и природных газов показали, что доля мантийных газов в нефтях и природных горючих газах составляет 0,01-0,0001%. Это определили по такому естественному газу как гелий, изотопный состав которого в мантийном и коровом резервуарах значительно различается (соотношение концентраций ³Н\⁴Н в коре составляет 10^-8, а в мантии 10^-5). Даже в природных газах вулканических областей, таких как Камчатка, Япония, доля мантийных флюидов не превышет единиц процентов. Т.Е. основной источник углеводородов – немантийный.
  
• 
  характер распределения большинства месторождений нефти и газа, приуроченных к осадочным бассейнам
  

---

Неорганические концепции актуальны и сейчас. Но целый ряд вопросов они не разрешают:

- Химический состав нефтей и битумоида пород указывает на их генетическую связь

- Большинство месторождений нефти и газа приурочено к осадочным отложениям богатым органическим веществом
Все основные доводы в пользу абиогенной концепции являются косвенными и могут быть объяснены с позиций органического генезиса нефти.
Осадочно-миграционная теория образования нефти и газа
Органическая гипотеза основывается на утверждении (и доказывает это), что Нефть и природные углеводородные газы в подавляющей массе образуются за счет ступенчатого преобразования рассеянного органического вещества (РОВ), которое накапливалось и накапливается как составная часть осадочных горных пород в разновозрастных водных бассейнах, преимущественно морских, реже – озерных.
В основе возникновения гипотезы органического происхождения нефти лежат опыты Ломоносова, а позже Энглера (1888) по перегонке животных и растительных веществ (жира, древесины). В результате получались горючие газы, коричневого цвета масла, смолы и вода.

В 1919 г. Н.Д. Зелинский подверг перегонке озерный сапропелевый ил – остатков планктонных водорослей. При этом получены были кокс, смолы, горючий газ и вода. Газ состоял из метана, СО₂, Н₂ и Н₂S. Смола содержала бензин, керосин и смолистые вещества. Полученная смесь углеводородов во многом была сходна с природной нефтью и обладала оптической активностью.

Именно оптическая активность полученных нефтеподобных продуктов послужила основой для гипотезы происхождения нефти из растительного материала.

Развивающиеся геологические исследования также стали отмечать частую приуроченность нефтяных залежей к древним морским отложениям, обогащенным сапропелевым материалом. Такие отложения стали называть нефтематеринскими.

Активно развернувшиеся в 20-30 гг прошлого века исследования органического вещества современных и древних осадочных пород позволили установить, что именно сапропелевые отложения являются наиболее вероятным источником нефтяных флюидов.

Органическое вещество откладывается как в морских или озерных условиях, так и в континентальных областях. При этом состав захороненного материала оказывается принципиально разным. В морских бассейнах – это остатки планктона – преимущественно сапропелевый материал, в континентальных – древесной растительности – гумусово-сапропелевый или сапропелево-гумусовый. Чисто гумусового материала практически не встречается. Т.к. накопление ОВ происходит только в субаквальной обстановке, в которой всегда есть остатки озерного или морского фитопланктона. ОВ смешанного типа встречается с девона, т.е. с момента появления высшей растительности. Девон – псилофиты и плауновые, карбон – споровые, Пермь-третичный период – голосеменные, третичный – покрытосеменные.

---

Гумусовое ОВ приурочено в основном к угленосным континентальным отложениям. При его нагревании образуется сухой метановый газ и углерод.

Сапропелевый материал содержит большое количество липидного материала (до 40%), из которого при нагревании легко образуются углеводороды – алканы, нафтены и арены.

Изучение сапропелевого материала осадочных пород, испытавших погружение на 2-3 км, где температуры достигают 100-150⁰С показало, что оно содержит до 20 % битуминозных веществ (масел, смол, асфальтенов), до 10-12% углеводородов, имеются азот, серо-, кислородсодержащие соединения, свойственные нефтям. Вассоевич Н.Б назвал это вещество микронефтью.

Особое значение в доказательстве биологического происхождения нефти имело открытие в нефтях унаследованных от живого вещества биомолекул – Тиссо и Вельте предложили назвать их хемофоссилиями (химические ископаемые фоссилизованные (рассеянные) в породе). Их мы рассмотрим позднее в отдельном разделе. К таким веществам относятся порфирины, изопреноидные углеводороды, стераны и терпаны, некоторые нормальные алканы. Их суммарное количество может достигать в нефтях 30%. Они не только подтверждают органическое происхождение нефтей, но и позволяют определить из каких именно отложений поступали нефтяные углеводороды при формировании месторождений.

Следующей ступенью развития органической гипотезы нефтеобразования было выяснение стадийности образования жидких и газообразных веществ из рассеянного ОВ пород. В 60-80 гг ряд тщательно проведенных модельных экспериментов показал, что нефть является результатом термокаталитического преобразования ОВ в недрах по мере погружения отложений в области высоких температур и давлений:

• 
  При нагревании сапропелевых сланцев до 150-170⁰С начинается слабое разложение ОВ с выделением жидких и газообразных продуктов.
  
• 
  При 200⁰ их образуется заметно больше;
  
• 
  При 370-400⁰ в течение 1 ч уже до 60-80% ОВ переходит в растворимое состояние. Образуется много смолисто-асфальтеновых веществ, углеводородов, газов и воды.
  
• 
  Дальнейшее повышение температуры приводит к углификации и выделению газообразных продуктов.
  

Эксперименты показали, что нефтеобразование происходит в узком температурном интервале. Этот этап генерации углеводородов ОВ был назван ГФН или нефтяным окном.

Детальные геолого-геохимические исследования позволили установить, что аналогичный процесс термического разложения происходит и в природных условиях.

---

Как результат была разработана довольно стройная теория нефтегазообразования. Вассоевич Н.Б. предложил называть ее осадочно-миграционной теорией. Это название отражает как связь с осадочным процессом, так и условиями формирования залежей в результате миграции.

Согласно этой концепции, нефть и газ образуются из рассеянного органического вещества осадочных пород на определенных уровнях преобразования. Причем на каждых уровнях ОВ изменяется по своему и образуются углеводороды определенного состава. На всех стадиях органическая и неорганическая составляющие породы взаимодействуют и изменяют друг друга.

Выделяется четыре основные стадии преобразования захороненного ОВ: диагенез, катагенез, метакатагенез и метаморфизм. Рисунок.

- диагенез – это процесс протекающий в только что сформированных осадках. Интервал глубин, где происходит этот процесс, составляет сотни метров (редко достигает 2000м). Главным агентом, трансформирующим ОВ, являются микробы. Они усваивают часть ОВ, образуя свою собственную биомассу. Первичные биополимеры (белки и углеводы) изменяются и включаются в новые поликонденсированные структуры – биогеополимеры. Выделяется СО₂, NH₃, СН₄ и вода. В песках, где аэрация высокая ОВ разлагается полностью, в илах – частично. При массовом накоплении остатков высших растений образуется торф, затем бурые угли.


По мере погружения осадка минеральная часть уплотняется, карбонаты, сульфиды металлов частично растворяются и переосаждаются. Происходит консолидация минеральной составляющей с органической. Выделяется СО₂ и вода. К концу диагенеза органическое вещество представлено почти полностью геополимером – керогеном, срощенным с минеральной основой.

- Катагенез – Последовательное накопление осадков в бассейнах приводит к захоронению ранее отложившихся горизонтов в недра. Это ведет к значительному повышению температуры и давления. Тектонические процессы также способствуют этому. Для обозначения этой стадии литогенеза используется термин катагенез, предложенный Вассоеичем Н.Б. Температура может изменяться в пределах от 50 до 150⁰С, а геостатическое давление вышележащих осадков – от 300 до 1000-1500 бар (атм.).

Такое нарастание температур и давлений делает систему неравновесной, что приводит к новым изменениям.

---

Основным типом неорганических изменений остается уплотнение пород: продолжает выделяться вода, уменьшается пористость и проницаемость, соленость поровых вод приближается к насыщению.

Таким образом в 60-х годах прошлого века была создана концепция стадийности нефте-газообразования Разработаны представления о химизме главных стадий нефтегазообразования.

Уточнение механизмов формирования месторождений активно происходит с середины 80-х гг до настоящего времени.
ОВ осадочных пород – важнейший, но не единственный источник углеводородов нефти и газа
Мы можем стоять на различных позициях в вопросе образования горючих полезных ископаемых: неорганической, органической, смешанной, но приступая к практической реализации геохимических поисков нефти или газа мы должны учитывать ряд очевидных на сегодняшний день истин,

1. 
   Биогенное органическое вещество всегда присутствует в осадочных отложениях
   
2. 
   ОВ в условиях недр способно образовывать жидкие и газообразные нефтяные УВ, поэтому может являться материнским по отношению к нефти или газу
   
3. 
   Химический состав нефтей и битумоида пород указывает на их генетическую связь
   
4. 
   Большинство месторождений нефти и газа приурочено к осадочным отложениям богатым органическим веществом, расположенных в наиболее погруженных частях осадочных бассейнов, где пластовые условия обеспечивают начало ГФН.
   

на которые опирается органическая гипотеза. Кроме того нужно учитывать, что

5. 
   Некоторые месторождения гиганты связанны с глубинными разломами и имеют постоянную подпитку мантийными углеводородами. То есть много месторождений приурочено к глубинным разломам, зонам субдукции, современным вулканам. Поиск таких структур и внимание к ним всегда оказывается оправданым.
   

Но нужно учитывать, что мантийные углеводороды, движущиеся по этим разломам, не являются нефтяными по составу. Это легкие, летучие углеводороды, главным образом газы метанового ряда, которые могут приобрести нефтяной вид только в случае экстракции тяжелых нефтяных УВ (битумоидного состава) из рассеянного биогенного вещества осадочных толщь.

Если бы при поиске нефти мы привязывались только лишь к зонам глубинных разломов, то ожидаемыми могли быть только газовые, конденсатные или в лучшем случае конденсатные с нефтяной оторочкой месторождения. Для того, чтобы приуроченные к разломам или вулканизму местророждения были нефтяными, необходимо, чтобы мантийные флюиды проходили (контактировали) через нефтенасыщенные (битумонасышенные) богатые органикой осадочные отложения. И только тогда в результате экстракционных процессов мы получим вещество или смесь веществ, которое мы привыкли называть нефтью.

---

Смотрите также файлы

• Описание работы контрольного приспособления.docx

• Компьютерные системы и комплексы.docx

• Задание. В чем разница между имущественным страхованием и страхованием ответственности Объясните на примере осаго и Каско. Ответ.docx

• национальный социальнопедагогический колледж отчет о прохождении учебной.docx

• Оптимизация буровых процессов и планирование эксперимента вариант4.docx