Чтение онлайн

Особенно показательны в этом отношении результаты бурения глубоководных скважин: подавляющее большинство из многих сотен скважин вскрыло магматические породы в морях и океанах и нигде ни разу в них не были зафиксированы нефте- и газопроявления.

Еще реже, чем проявления, встречаются в магматических породах залежи нефти и газа. Не останавливаясь на описании этих залежей, отметим лишь следующие их особенности. В глобальном плане число месторождений, в которых залежи нефти и газа приурочены к магматическим породам, на три порядка меньше числа месторождений, связанных с осадочными породами: число первых не превышает 100, а число вторых составляет 35 000-40 000. Разница же в ресурсах нефти и газа указанных типов месторождений еще больше и, вероятно, превышает четыре порядка. Аналогичная картина характерна и для регионов: во всех них число месторождений и ресурсы нефти и газа, связанные с залежами в осадочных породах, несоизмеримо (обычно на несколько порядков) больше, чем в магматических породах. Более того, в большинстве нефтегазоносных регионов при обилии залежей нефти и газа в осадочных породах полностью отсутствуют такие залежи в магматических породах. В регионах, характеризующихся широким развитием магматических пород и соответственно малым содержанием осадочных образований, как правило, месторождения нефти и газа отсутствуют, примером чего могут служить обширные территории Восточного Казахстана в СССР, Деканского плоскогорья в Индии (рис. 36), Монголии и других стран.

Рис. 36.Теологический разрез по линии Аравийское море - Бомбей Черным - нефть, звездочки - газ

Наконец, не менее важно, что в большинстве регионов, характеризующихся развитием вулканических пород, залежи нефти и газа чаще встречаются в туфогенных или туфоосадочных породах, которые накапливались вдали от источника магмы или чаще за счет размыва вулканических пород.

Как отмечалось, метаморфические породы образуются из осадочных, магматических и тех же метаморфических пород в результате действия высоких температур, давлений и миграции флюидов. Органическое вещество наблюдается, как правило, в метаосадочных породах и очень редко в метаизверженных. В метаосадочных породах обнаружены битумы, в свою очередь содержащие углеводороды, а в составе сорбированных газов и газов закрытых пор содержатся метан и нередко более тяжелые газообразные углеводороды, и все это - в значительно меньших количествах, чем в нормальных осадочных породах.

Органическое вещество, содержащееся в метаосадочных породах, потеряв почти весь ранее имевшийся в нем водород, содержание которого не превышает 1-2%, почти полностью (93-94%) состоит из углерода-графита. Не исключено, что эти потери обусловлены образованием жидких и газообразных углеводородов и даже, может быть, формированием их залежей, впоследствии разрушенных под влиянием высоких температур и давлений. Наблюдающиеся в таких породах незначительные количества жидких и газообразных углеводородов, очевидно, и являются следами указанных выше процессов.

Кстати, включения органического вещества хорошо заметны в мраморах, представляющих собой перекристаллизованные известняки. Участки, обогащенные органическим веществом, имеют темную окраску и образуют прихотливые узоры. Такие узоры, полоски, пятна, затейливые линии можно наблюдать в белом и розовом мраморах, которыми выложены полы и облицованы стены многих станций московского метрополитена им. В. И. Ленина ("Проспект Маркса", "Площадь Свердлова", "Баррикадная", почти все станции Калининского радиуса и др.), стены вестибюля и парадная лестница Государственной библиотеки СССР им. В. И. Ленина, стены дворца "Вавель" в Кракове (ПНР), мечети Тадж-Махал в Индии, собора Святого Петра в Ватикане и многих соборов и памятников в городах Италии (Милане, Венеции и т. д.) и других стран.

Нефтегазопроявления в метаморфических породах фундамента встречаются сравнительно редко и в большинстве случаев только там, где эти породы контактируют с осадочными нефтегазоносными или битуминозными породами. Это же относится и к залежам нефти и газа, приуроченным к метаморфическим породам: они встречаются очень редко, всегда только в верхней части метаморфических пород и только там, где гипсометрически ниже залегают битуминозные, в том числе и нефтегазоносные, осадочные породы. При этом следует еще раз подчеркнуть два обстоятельства. Во-первых, редкость нефтегазопроявлений и залежей нефти и газа в метаморфических породах по сравнению с осадочными породами в этих же регионах. Так, ни одной из многих сотен скважин, вскрывших метаморфические породы фундамента в Волго-Уральской провинции, Днепровско-Донецкой впадине и Припятском прогибе, не было обнаружено ни одной залежи нефти и газа и лишь в единичных случаях ими встречены небольшие нефте- и газопроявления. Весьма важно, что эта информация получена по скважинам, пробуренным по метаморфическим породам на сотни и даже тысячи метров, например, на Туймазинском нефтяном месторождении. Это хорошо видно на геологических разрезах (рис. 37, 38).

Рис. 37. Геологический разрез по линии Запорожье - Полтава - Xарьков - Москва. Черным - залежи нефти, кружочками - залежи газа, остальными условными знаками - различные осадочные породы

Рис. 38. Геологический разрез по линии Саранск - Ульяновск - Уфа - Уральский хребет Условные обозначения те же, что и на рис. 37

Во-вторых, даже в тех регионах, в метаморфических породах которых выявлены залежи нефти, запасы последних составляют сотые доли процента от общих запасов региона. Таково, например, соотношение числа месторождений и запасов нефти в метаморфических и осадочных породах в США и Венесуэле. В США лишь в десятках из десятков тысяч месторождений мелкие нефтяные и газовые залежи обнаружены в метаморфических породах, запасы же нефти и газа этих месторождений не превышают сотых долей процента. В Венесуэле, где насчитывается более сотни крупных и гигантских нефтяных месторождений, запасы которых достигают миллиардов тонн, а в целом превышают сотни миллиардов тонн, только в двух месторождениях Ла-Пац и Мара в метаморфических породах обнаружены небольшие залежи нефти. В настоящее время они уже разработаны. Запасы их не превысили сотен тысяч тонн. Везде для таких месторождений достаточно уверенно устанавливается связь нефти и газа с контактирующими или залегающими гипсометрически ниже осадочными породами.

Рамки настоящей книги не позволяют остановиться на имеющихся геохимических аргументах, свидетельствующих о том, что нефть и газы, образующие редкие залежи в метаморфических породах, связаны с органическим веществом осадочных пород.

Таким образом, имеющиеся данные о распространении битумов (в том числе и нефти) и углеводородных газов в магматических и метаморфических породах подтверждают правильность осадочно-миграционной теории их образования. Однако этим не ограничивается число аргументов, подтверждающих правильность данной теории, Среди них, пожалуй, первое место занимает закономерность распределения нефти и газа в земной коре, согласно которой 99,999% всех известных запасов нефти и газа связано с осадочными породами. Нет почти ни одной осадочной породы, в которой не были бы обнаружены в разных количествах жидкие, твердые и газообразные углеводороды.

Как на суше, так и в море, нефтяные и газовые месторождения не встречаются по одному, а всегда образуют группы или зоны, которые в свою очередь распространены в пределах крупных регионов, так называемых седиментационных бассейнов. Последние характеризуются наличием мощных толщ осадочных пород, среди которых, как правило, имеются одна или несколько пачек пород, обогащенных органическим веществом. Так, в Волго-Уральской провинции среди девонских отложений залегают доманиковые породы, содержащие до 10-15% органического вещества. В Западной Сибири среди верхнеюрских отложений имеется баженовская пачка глин, содержащих до 15 % органического вещества. При этом и в доманике, и особенно в баженовской свите содержатся залежи нефти.

В пределах каждого нефтегазоносного бассейна имеются один или несколько нефтегазоносных комплексов, с которыми связаны основные запасы нефти и газа. Например, в Западной Сибири залежи нефти содержатся преимущественно в верхнеюрских - нижнемеловых отложениях, а залежи газа - в верхнемеловых, в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции основные запасы нефти связаны с девонскими и каменноугольными отложениями, а газа - чаще с пермскими. В Среднеевропейском бассейне (Северное море, ФРГ, Нидерланды, ГДР и ПНР) залежи газа встречаются-в нижнепермских отложениях, а нефти - в верхнепермских, юрских и меловых. При этом нередко одни продуктивные комплексы отделены от других мощными толщами почти непроницаемых пород (например, мощные толщи солей, развитие которых характерно для Среднеевропейского бассейна, ангидритов, характерных для Саудовской Аравии и смежных стран и т. д.), что исключает возможность попадания в широких масштабах нефти и газа из одних комплексов в другие.

Результаты анализов нефтей и органического вещества, содержащегося в породах отдельных стратиграфических комплексов, показывают, что по составу углеводородов, стабильных изотопов углерода, серы и водорода и по другим данным эти нефти и органическое вещество близки между собой и, наоборот, указанные компоненты разных стратиграфических комплексов существенно отличаются друг от друга. Так, нефти и органическое вещество каменноугольных отложений Волго-Уральской и Днепровско-Донецкой нефтегазоносных провинций сходны между собой по ряду показателей. В то же время нефти и органическое вещество девонских отложений по составу существенно отличаются от нефтей и органического вещества каменноугольных отложений. Аналогичную картину можно наблюдать и в Западной Сибири, где нефти юрских отложений по всем параметрам существенно отличаются от нефтей меловых и палеозойских отложений.

Правильность теории образования нефти и газа из органического вещества осадочных пород подтверждается и результатами проведенных в разных странах экспериментов, и материалами обобщения наблюдений над природными объектами. Как отмечалось, некоторые (исследователи у нас в стране и за рубежом провели (эксперименты, в которых имитировались условия, существующие на глубине. При этом в отличие от экспериментов, проводившихся в начале настоящего столетия, в качестве исходного вещества брались не какие-то искусственные химические соединения, наличие которых в земной коре неизвестно, а реальные осадки или осадочные породы, обогащенные органическим веществом. Эти породы помещались в автоклавы, где создавались Давления и температуры, реально существующие на глубинах в несколько километров. После многомесячных экспериментов было установлено, что при этом образуется все компоненты нефтей и углеводородных газов. Проведенные эксперименты, данные исследований природных объектов, а также теоретические основы кинетики химических процессов позволили создать математическую модель кинетики процесса нефтегазообразования. С ее помощью установлено, что на кинетику процессов нефтегазообразования основное влияние оказывают три фактора: состав исходного органического вещества, температура и время.