Нефтегазовая геология

Органическое вещество неморского происхождения. Переотложенная нефть

Большое количество органического вещества сносится в моря реками. Как показано в табл. 11-1, содержание органических веществ в общей массе сносимого реками материала может превышать 50% [51].

Таблица 11-1

Содержание органического материала в твердых веществах, растворенных в речных водах (%)1

¹С1аrk, Bull. 770, U.S. Geol. Surv., p. 110, 1924.

По-видимому, наиболее вероятным потенциальным материнским веществом из всего обилия биохимических органических соединений, которые образуются на суше и сносятся в океан реками, является гумусовый материал, состоящий из гуминовой кислоты (С₂₀Н₁₀О₆), галлеина (С₂₀Н₁₂О₇) и ульминовой кислоты (С₂₀Н₁₄О₆). Эти гумусовые вещества образуются при медленном разложении лигнинов в торфе и нередко встречаются в почве, обогащенной разложившимися остатками растений [52]. Огромное количество гуминовой кислоты постоянно образуется в заболоченных районах, в особенности в тропиках, и сносится в океаны и моря как в растворенном, так и в коллоидальном состоянии.

Смешивание пресных и соленых вод приводит к выпадению органического вещества в осадок [53]. При температуре 6°С растворимость гуминовой кислоты в воде составляет ¹/₈₃₃₃, а при 100°С ‑ ¹/₆₂₅. Следовательно, даже одно только изменение температуры может оказаться достаточным для интенсивного осаждения части органического вещества, растворенного в морской воде.

Воск и смолы - продукты жизнедеятельности многих наземных растений. Обычно они более устойчивы к разложению, чем другие органические остатки и, видимо, являются исходным веществом для растворимых в бензоле восков, получаемых промышленным путем из лигнитовых углей в Европе и США. Аналогичный воск обнаружен также в некоторых торфяных отложениях. Он представляет собой типичное органическое вещество, но из-за тесной связи с породой его обычно относят к так называемым «минеральным воскам», таким, например, как озокерит и парафиновые углеводородные соединения. В состав этого воска входят эфиры, кислоты, спирты, кетоны, углеводороды и смолы [54]. Средний состав (в %) по пяти анализам растворимых в бензоле восков из США и Европы представлен»ниже [55]:

Исходное вещество УВ образуется, видимо, в самой верхней части почвы, откуда оно вымывается грунтовыми водами и попадает в реки. Мак-Дермотт (личное сообщение) исследовал органический материал, распространенный в самой верхней части почвы и на глубине 5-7 футов (1,5-2 м) в округе Тейлор, Техас, и установил следующий состав воска (%):

Верхняя часть почвы                       На глубине5-7 футов

Водород                                 10,6                                        11,9

Углерод                                 71,5                                        75,2

Кислород                               10,8                                        12,4

Азот                                       0,0                                          0,5

Зола                                       7,1                                          0,0

Молекулярный вес               170,0                                      475,0

Температура плавления      32-36°С                                  33-38°С

Воска нерастворимы в воде и обычно тесно связаны с частичками почвы. Их содержание в приповерхностных условиях изменяется в очень широких пределах и в среднем составляет около 300 ч. на млн. (0,03%), но в образцах из более глубоких горизонтов ‑ порядка 75 ч. на млн. (0,0075%) при весьма небольших отклонениях от этой средней величины. По мнению Мак-Дермотта, воска образуются частично из углеводородных газов, мигрирующих снизу и концентрирующихся в приповерхностной зоне, частично же в результате фотосинтеза. Кроме того, они могут образоваться и в самом почвенном слое, хорошо прогреваемом солнцем и потому обогащенном микроскопическими растениями. Понижение концентрации восков с глубиной можно объяснить вымывающим действием грунтовых вод.

Если бы все поверхности несогласий в геологическом разрезе пород, находящихся в субаэралыгых условиях, служили местом накопления подобных углеводородов, то существовал бы постоянный источник органических веществ, поставляемых в океаны, пока на Земле светило бы солнце и развивалась бы жизнь микроскопических растений.

Разложившиеся остатки травы и корней в верхней части почвы содержат непредельные УВ и все предельные УВ до С₆. Спектрографический анализ свидетельствует о теснейшей связи этих УВ с растительностью. Иными словами, почвенные УВ, если не полностью, то по крайней мере частично, являются производными этой растительности, а не результатом миграции УВ из нижерасположенных залежей (на последнем предположении основаны геохимические методы поисков нефти и газа). Кроме того, это доказывает, что ОВ, сносимое потоками в моря, может содержать огромное количество УВ, которые без дальнейших существенных изменений могут превратиться частично в нефтяные УВ осадочных отложений [56].

Кейт [57] утверждает, что процесс оподзоливания или передвижение органического материала, металлов и глинистых частиц вниз по разрезу почвенного профиля может сопровождаться каталитическими реакциями, способствующими превращению частп ОВ в битуминозные компоненты, включая уголь [?] н нефтяные УВ. Хотя такие процессы и очень сложны, они тем не менее возможны п должны учитываться в качестве вероятных источников нефтяных УВ и асфальтово-смолистых веществ.

Переотложенная нефть. Нефтяные УВ и связанные с нимп асфальтово-смолистые вещества в процессе эрозии нефтяных залежей пли скоплений других нафтидов на суше могут, по-видимому, сноситься реками в океаны и моря и переотлагаться вместе с другим осадочным материалом, образующим в последующем как коллекторы, так и неколлекторы. Возможны два основных источника эродированных нафтидов: 1) нефть, рассеянная в глинах и карбонатных породах-неколлекторах [т.е. первичная дисперсная микронефть], 2) нефть, содержавшаяся в месторождениях, подвергшихся в послепалеозойское время размыву. К этой нефти добавляются углеводороды, которые образовались на поверхности земли, по-видимому, в результате фотосинтеза и впоследствии были эродированы. По всей вероятности, более устойчивые тяжелые УВ и асфальтово-смолистые вещества микронефтей в материнских породах и нефтей из нефтеносных коллекторов значительно легче сохраняются и переоткладываются. Возможно, именно этим объясняется то обстоятельство, что нефти молодых третичных отложений обычно отличаются повышенной плотностью. [Совершенно неправдоподобное предположение. Главный фактор утяжеления нефтей - их гипергенные изменения в залежах]. Олеофильные свойства некоторых глин и нерастворимого [в органических растворителях] ОВ способствовали переносу этих углеводородов [в составе микронефтей] из областей эрозии в океаны. Объем этого источника нафтидов [УВ] огромен, и вполне допустимо предполагать, что по крайней мере часть их сохранилась от разрушения (в данном случае основного процесса) на всем пути от областей эрозии до океана и вошла в состав осадков.