Автором теории конвергенции углеводородов приводится ряд аргументов, свидетельствующих о биогенной природе нефти и ее газоносной миграции в коллекторах при условии ранней эвакуации из материнских пород.
В геологии, особенно в нефтегазовой геологии, большое доказательное значение имеют факты и их адекватная интерпретация. Интересных фактов собрано немало, но их тенденциозное трактование (а бывает и искажение) часто обесценивает их значение. Другая сторона проблемы состоит в том, что многие ценные факты теряются в обильном потоке информации и потом забываются или переоткрываются вновь. Есть еще одна сторона проблемы, связанная с добычей информации.
Несмотря на сотни тысяч «булавочных» проколов земной коры, (имеется в виду количество пробуренных скважин), мы получили крайне скудную и малодостоверную информацию о структуре и вещественном составе пород и заключенных в ней флюидов. Керновый материал, добываемый в незначительном объеме от общего метража пройденных скважин, дает большое поле для всевозможных интерпретаций и часто ложных выводов. Это объективная реальность для геологов нефтяного профиля.
Как наука нефтегазовая геология до сих пор балансирует между 2 базовыми концепциями: органическим и неорганическим происхождением нефти. Отсутствие детально разработанной гидрогазодинамики процесса миграции углеводородов (УВ) и механизмов аккумуляции залежей позволяет квалифицировать эту ветвь геологии, как науку описательную, лишенную фундамента, построенную на догадках и предположениях.
Общепринятая парадигма органического синтеза нефти подвергается сторонниками абиогенного образования УВ справедливой критике и ревизии. (Кропоткин П. Н. - 1986, Валяев Б. М. - 1999, Краюшкин В. А. - 1984, Кудрявцев Н. А. - 1973, Руденко А. П. - 2001, Шахновский И. М. - 2005 и др.). К сожалению, критика однобокая и неконструктивная. Наиболее ортодоксальная позиция изложена в работе И.М. Шахновского «Происхождение месторождений рудных и горючих полезных ископаемых» (М., ВНИИОЭНГ, с 64, 2005 г.).
Автор настоящей статьи, отстаивая теорию конвергенции УВ, продолжает собирать «факты и улики», свидетельствующие о биогенной природе нафтидов. Об этом предлагаемые здесь тезисы.
Нужна ли, вообще говоря, геологам теория и ломание копий вокруг нее?
Да, нужна! Истощение нефтяных ресурсов для России гибельно. Но где эти ресурсы, где их искать? Что дают нам амбиции ученых, отстаивающих устарелые или новоиспеченные гипотезы?
Главное назначение теории - дать верное представление молодым специалистам-геологам, а не заблудить их в понимании природных процессов происхождения и аккумуляции нефти. Другая, не менее важная задача теории заключается в том, чтобы обеспечить направление поисковых работ и надежный прогноз продуктивности, представляемых геофизиками потенциальных ловушек нефти и газа. Третья задача теории состоит в том, чтобы внести рациональную механику в описательную геологию для возможности расчетов миграции УВ.
Несомненными и совершенно очевидными следует признать два факта: нахождение в образцах керна материнских пород остатков керогена и нахождение собственно нефти (включая АСВ) в образцах коллекторов, независимо от вещественного их состава.
1й факт свидетельствует о том, что ОВ находилось в глинистых осадках, 2й, что оно частично было эвакуировано в близлежащий коллектор.
В какое время и на какой глубине погружения это произошло - не может быть точно установлено. Согласно бытующим представлениям нефть «созрела», когда материнские пласты опустились примерно на 2 или 3 км (в интервал нефтяного «окна»), и после этого уже готовая нефть стала поступать в коллектор, а на больших глубинах стал выходить газ. Все это понадобилось Н.Б. Вассоевичу и другим, чтобы объяснить вертикальную зональность распределения нефтяных, газоконденсатных и газовых залежей УВ, которая наблюдается повсеместно. На этом была построена и продолжает существовать осадочно-миграционная теория образования и скопления нефти.
Понимая, что на глубинах 2- 3 км глины находятся в состоянии предельного уплотнения и становятся флюидоупорами, т. е. фактически непроницаемыми породами, говорить о их генерационном потенциале и его возможностях по меньшей мере несерьезно. Отсюда можно предполагать, что процесс эмиграции нефти имел место на более ранних, если не начальных, стадиях погружения (А. Перродон «Геодинамика нефти. Буссенс». «Эльф-Акитен», 1985 г.). При этом рассеянная микронефть оставалась в коллекторе, там происходили ее последующие превращения и оттуда начиналась ее миграция до скопления в ловушках.
Тяжелые высоковязкие нефти, содержащие никель, ванадий и другие порфириновые комплексообразователи, являются еще одним доказательством органического происхождения жидких УВ. Как правило, они находятся в карбонатном коллекторе или прошли через него. То, что это остатки органики не вызывает сомнений, т. к. получить их искусственным путем (за счет синтеза из метана в естественных природных условиях) едва ли возможно.
То же самое подчеркивал В.И. Вернадский об азотистых соединениях типа метилхинолинах: «Невозможно представить генезис этих азотистых тел в нефти в огромных массах иначе как в связи с живым веществом. Неорганический генезис несовместим с геохимической историей азота» (В.И. Вернадский «Очерки геохимии». Горгеонефтеиздат, М.-Л.- Грозный - Новосибирск, 1934 г.). В.И. Вернадский указывал на то, что «нельзя объяснить происхождение нефти, оставляя в стороне битуминозные сланцы». Это весьма верное замечание.
На сегодняшний день можно вполне определенно констатировать, что огромные массы битуминозных сланцев поверхностного залегания (например кукерситы в Эстонии) - это наглядное пособие адептам неорганического синтеза нефти. Они свидетельствуют о процессах скопления и захоронения ОВ на территориях (или акваториях мелководья), которые потом не подвергались опусканию и остались в виде керогенонаполненных напластований глин близко к поверхности. Баженовская свита (Западная Сибирь) - это другой пример, когда материнские породы (те же сланцы) погрузились на глубины 2 700-2 850 м.
Концентрацию ОВ в сланцах трудно объяснить без участия массы бактерий. Возможности ее роста при наличии питательной базы поистине неисчерпаемы. Гибель бактерий, выполняющих первичную работу по разложению и деструкции органического детрита, в значительной мере пополняет объемы керогена. Этот вклад пока недооценивается и ждет своего исследования. Если опять таки доверяться В.И. Вернадскому, который миграцию нефти считал «вторичным, генетически не основным явлением», то роль бактерий и их материальный вклад в нефтяную «копилку» будет определяющими.
О чем говорит отсутствие протонефти или продуктов-предшественников, относящихся к промежуточным стадиям образования нефти? Скорее всего о том, что их не было вовсе и не должно быть. Это свидетельство, что нефть продуцируется в готовом виде. Можно с большой долей вероятности предполагать, что она (микронефть) появляется в результате бактериальной переработки ОВ, а УВ газы - как отходы метаболизма жизнедеятельности бактерий.
В этой связи такие понятия, как «созревание» нефти в течение 100-300 млн. лет становятся эфемерными и надуманными.
Нефть лишь зарождается во чреве материнских пород, откуда уходит, и остальное время жизни проводит в коллекторах.
Признавая межрезервуарные перетоки УВ по секущим разломам, а также сбросам и взбросам, геологи тем не менее не рассматривают это как общий механизм формирования залежей. Характерные примеры: третье по запасам газовое месторождение Гронинген (Нидерланды, Stauble etMilis, 1970), нефтегазовое месторождение Гронден (Габон, Vidal, 1979). Последнее показательно в том, что исключает заполнение ловушки как проточной структуры, т. к. антиклиналь разрезана небольшим грабеном. Крылья содержат нефть (28 млн. т с плотностью 0,88) и газовую шапку, а песчаники грабена пустые.
О газовом переносе рассеянной микронефти по пластам-коллекторам кабонатных пород говорят и скопления в залежах УВ, перекрытых эвапоритовыми покрышками, значительных примесей сероводорода. Последний, как известно, в основном образуется за счет восстановления сульфатов метана при температурах 100-200 0С и выше:
CaSO4+CH4→ CaCO3+H2O+H2S
Na2SO4+CH4→ Na2CO3+H2O+H2S
Опыты по сульфат-редукции проводились американским ученым Дж. Сакаи, который показал, что при температурах порядка 500 0С в присутствии метана сульфаты полностью восстанавливаются. Ионный состав перегретых сероводородно-углекисло-метановых вод - хлоридный натриевокальцевый, минерализация от 50 до 200 г/л. Геохимическая среда имеет следующие показатели: энергетический потенциал от 15 до 365 мВ, кислотность от 5,3 до 6,5.
О ранней эвакуации ОВ из материнских пород в коллекторы свидетельствует тот факт, что бактерии, в том числе представители железобактерий (Leptothrix) присутствовали в органогенных коллекторах. На фото 1, 2, 3 приводятся микроснимки срезов пород, взятых керном из карбонатных отложений Южного Узбекистана (J2 и J3). Из них отчетливо видно соседство и ассоциации битумов с включениями пирита и сидерита, которые являются продуктами работы железобактерий. Другой причины их совместного нахождения нет. Пиритизация связана с бактериальным восстановлением сульфатов в стабильные формы (пирит (Fe S2), что обеспечивается присутствием сероводорода и реакционно-способного железа в карбонатных коллекторах. Наличие кроме пирита еще и сидерита (Fe СОЗ) дает основание утверждать, что железобактерий было много и их работа продолжалась долго.
Если принять, что эмиграция УВ происходит на начальной стадии погружения осадков (в интервале первых сотен метров), то скорость миграции и дальность разноса микронефти в коллекторах будет зависеть не только от времени, но и от глубины, учитывая уплотнение осадочных пород и их проницаемость. Линией отсчета латеральной миграции УВ, в соответствии с теорией конвергенции, может служить ближайший глубинный разлом (линеамент). Это немаловажный поисковый признак, вполне поддающийся прогнозному расчету, если считать газовые потоки движущей силой миграции.
Газовые потоки глубинного абиогенного генезиса, выделяемые в теории конвергенции УВ, как собиратели и носители рассеянной микронефти, явно просматриваются при формировании нефтяных и газовых залежей в Предкавказье.
Подробный геологический материал и его анализ приведен в монографии Г.Т. Юдина «Зоны нефтегазонакопления Предкавказья» (Изд. «Наука», М., с. 85, 1977 г.).
Особое внимание привлекает сделанный автором вывод об этапности заполнения ловушек газ - газоконденсат - нефть. Предлагаемый вывод базируется на убедительных доказательствах разбуренных накопительных структур, в том числе «парных» (продуктивной и пустой). Диспозиция залежей нефти и газа представлена на карте Г.Т. Юдина (рис. 1.).
Механизм миграции, изложенный в работе «Теория конвергенции углеводородов и ее геологические следствия» (Иванников В.И. НТЖ «Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, М., ВНИИОЭНГ, №10, 2002 г.), позволяет интерпретировать данную диспозицию. Газ, восходящий из разлома в предгорном прогибе, накапливался в коллекторах юры, мела и палеогена и вначале заполнял передовые ловушки. Учитывая систему трещин, оперяющих глубинный разлом, и возможность межрезервуарных перетоков, вертикальная зональность залежей в передовом прогибе закономерна: наибольшее число нефтяных скоплений (более 90) выявлено в интервале от 500 до 1 500 м; в интервале 1 500-2 000 м их становится 29, 2 000-2 500 м - 18. Ниже в основном газовые залежи.
На платформенных территориях наблюдается иная картина: наибольшее количество газовых залежей приходится на интервал 500-1 000 м (более 20); в интервале 2 000-2 500 м - газоконденсатные скопления, ниже 3 500 м - небольшие нефтегазовые. Это говорит о том, что при латеральной миграции запасы нефти были исчерпаны, а УВ-газы продолжали поступать в больших объемах. В конечном счете и они прекратились в позднем палеогене, т. к. неогеновые ловушки оказались пустыми.
Идея газового переноса нефти здесь получила наглядное подтверждение и обоснование. Она сформулирована Г.Т. Юдиным следующим образом: "Любая ловушка, содержащая нефтяную залежь, предварительно содержала газовую; газоконденсатную и газонефтеконденсатную залежи… Газ в ловушке - необходимое условие для образования в ней всех последующих типов залежей".
Гидродинамические расчеты показывают, что латеральная миграция газа и нефти различается на два порядка величины и более. То, что газ приходит в ловушку первым и освобождает ее от воды и тем самым решает проблему замещения, имеет очень важное значение. Опыты смешивания воды и нефти и размещения эмульсии внутри толченого песка или карбонатной породы засвидетельствовали, что самопроизвольного разделения фаз не происходит в течение более года. И только искусственное создание газовой фазы внутри вмещающей породы приводит к стратифицированному распределению флюидов газ- нефть- вода.
В заключение уместно вспомнить умную сентенцию Р.А. Дикки: "Мы обычно находим нефть в новых местах со старыми идеями. Иногда также мы находим нефть на старом месте с новыми идеями, но изредка мы находим больше нефти на старом месте со старыми идеями. В прошлом мы думали, что гоняемся за нефтью, тогда как ясно, что мы гоняемся только за идеями".
Автор: В. Иванников
