16. Классификации газов.

УВ-газы – постоянный спутник нефтей. В природе можно встретить чисто газовые залежи, а чисто нефтяных нет, т.к. в них всегда присутствует растворенный газ. В з.к. УВ-газ может находится в след. видах: 1) в свободном состоянии (газы газовых шапок). 2) в растворенном состоянии (газы, растворенные в нефти и в воде). 3) в твердом состоянии (при определенных t-рах). 4) в порах. 5) в газовых струях (вулканические, тектонические). Природный газ представляет собой смесь предельных УВ (метан, этан, пропан, бутан), преобладает метан, в небольших кол-вах могут присутствовать другие газы. Выделяют: чистые и попутные. Чистые (сухие) представлены в основном метаном (до 98%) и небольшим кол-вом его гомологов. Попутные (жирные) – газы, растворенные в нефтях и отличающиеся от сухих значительных содержанием этана, пропана и бутана – до 50 %.

Существует много класс-ций газов по разным признакам: хим. составу, генезису, месту нахождения и др. Одним из первых класс-цию природных газов создал В.И. Вернадский (1912). Он подразделил газы по разным принципам: 1) форме нахождения – свободные и растворенные, жидкие и твердые; 2) источникам образования – газы земной пов-ти, глубоких частей литосферы и газы, проникающие из мантии; 3) хим. составу – азотные, углекислые, метановые, водородные, сероводородные. В.В. Белоусов предложил генетическую класс-цию природных газов, подразделив их на газы: 1) биохимического, 2) воздушного, 3) химического и 4) радиоактивного происх-я. А.Л. Козлов построил свою класс-цию газов также по генетическому принципу и выделил два основных класса: А) газы, образ-ся в з.к. (биохимические, химические, метаморфические); Б) газы миграционные (космические, магматические, мантийные). Генетическая класс-ция И.В. Высоцкого включает хар-ку исходного материала газов, основные газообразующие процессы, форму нахождения и хим. состав. Согласно этой класс-ции выделяются 5 генетических типов газов: 1) биохимический, 2) литохимический, 3) радиоактивный – газы, формирующиеся в з.к., 4) атмосферный – циркуляционные газы, 5) космический – реликтовые газы. Класс-ция газов, растворенных в пластовых водах, по составу была предложена М.И. Субботой (1961), а затем Л.М. Зорькиным (1971). Выделяются 4 класса: 1) углеводородный (метановый, азотно-метановый и углекисло-метановый типы), 2) азотный (азотный, метано-азотный, углекисло-азотный типы), 3) углекислый (углекислый, азотно-углекислый и метано-углекислый типы), 4) углекисло-азотно-метановый (углекисло-азотно-метановый, метано-углекисло-азотный, метано-азотно-углекислый типы). Е.В. Стадник выделяет три группы: 1) рассеянные газы пород, 2) газы подземных вод и 3) газы залежей. Рассеянные делятся на газы закрытых и открытых пор, среди кот. различаются: 1) свободные; 2) растворенные в воде; 3) сорбированные минер. частью породы; 4) сорбированные ОВ; 5) газы межслоевых пространств минералов.

17. Основные факторы и градации катагенеза ов.

Катагенез — процессы изм-я отдельных составных частей осад. г.п. (минералов, флюидов) при ее эпигенезе (т.е. при изм-ии осад. пород в процессе погружения до их превращения в метаморфич. г.п.), наиболее длительная стадия, кот. наступает после диагенеза и предшествует метаморфизму. Нарастание t и Р приводит к трансформации мин. и орг. частей НГМ толщи. Мин. компоненты, особенно глинистые, подвергаются уплотнению, дегидратации и минералогическим преобраз-ям. Также изм-ся пористость, проницаемость и пластичность пород. Концентрированное ОВ под действием факторов катагенеза превращается в уголь. РОВ также трансформируется: происходит разложение керогена и образ-е битумоидов. При увеличении t-ры кероген начинает интенсивно генерировать Н, конденсат и жирный газ. В самом керогене происходит структурная перестройка, приводящая к потере молекул кислорода. Начинают выделяться УВ молекулы. Генерация жидких УВ сопровождается выделением газа.

Факторы кат-за: t, P, геол. время, тект. дв-я.

1) t-ра - главный фактор. Наличие эвапорит. толщи смещает границы ГФН, служит «холодком». Отложения на древ. платформах могут соотв. позднему кат-зу, а t-ра ниже, т.к. они давно миновали свой пик, а t-ра в наст. время упала. Наиб. t-ра нагрева - б-ны активных контин. окраин (наиб. высокопрод. залежи из-за влияния геотерм. град., способст. генерации УВ). Помимо глуб. источников тепла, на молод. платф. глин. и тонкообл. п-ды явл-ся мощным экраном, кот-ый выд-ет тепло в недрах, а процессы уплотнения в них идут с выд-ем тепла. Бывает и t-ра высокая, а степень преобр-ти низкая – напр.: Майкопская свита, потому что испытала быстрое погружение, процессы генерации идут глубже и при более выс. t-рах. 2) P приводит к изм-ю плотн., порист., мин. состава и др. P способ-ет преобраз-ю ОВ, но не такому, как при выс. t-рах. В проц. уплотнения глин происходит отжим седимент. вод, а с ними и эвакуация УВ. Аномально выс. Pпл влияют отриц. - процесс кат-за замедляется. 3) Время воздействия t-ры дискуссионно. а) по Амосову: геол.время при катагенезе роли не играет, т.к. при ↑ t реакции углефикации завершаются в основном за сотни лет и max-м за несколько тысяч.; б) по Вассоевичу и Соколову: геол. время играет роль в развитии катагенеза – оно компенсирует дефицит t°, нужной для перехода от одной ступени катагенеза к другой. Влияние времени сказывается при опред. термобарических условиях и становится очевидным при сравнении интенсивности изм-я однотипных пород в разновозрастных толщах, находящихся на одной и той же глубине. 4) Тект. факторы (скорость погружения, тект. активность басс-на). Катагенетич. процессы идут со скоростью накопления осадков до 80 м/млн лет - тогда п-ды успевают прогреться и реализовать свой НМпотенциал. Сущ-ют примеры, когда набл-ся высокая степень преобраз-ти, например углей, кот. не погружались на большие глубины (за счет стресса).

Процесс преобразования ОВ в катагенезе длительный и стадийный. Стадии прото-, мезо- и апокатагенеза. В зоне протокатагенеза трансформация ОВ существенно не изменяет его структуру. Биохим. процессы (происходящие в диагенезе) в основном уже прекратились, а термокаталитические еще не набрали силы из-за недостаточной t-ры. Заметно уменьшается содержание кислорода. В большом количестве выделяется угл. газ, вода и нек-рые гетероатомные соед-я. УВ-я часть ОВ изменяется незначительно. Конец протокатагенеза хар-ся незрелым керогеном и незначительным образ-ем УВ в материнских породах. В зоне мезокатагенеза происходит перестройка структуры керогена, сопровождающаяся новообразованием битумоидных комп-тов и прежде всего УВ. Преобраз-е сапропелевого и гумусового в-ва происходит по различным схемам.

Сапропелевое ОВ. I этап - МК₁-МК₃ – палеоt-ры от 80 до 160-180, отвечает ГФН- принципиальная перестройка молекулярной структуры керогена с интенсивным новообразованием преимущественно жидких УВ и их эмиграция. Уменьшение содержания углерода и водорода в ГФН-рез-тат деструкции керогена. II этап - МК₄-МК₅ и верх зоны апокатагенеза АК₁. Удаление водорода из керогена в основном в виде метана – ГЗГ. III этап – зона апокатагенеза (АК₂-АК₄) – битумообраз-е полностью прекращается, генерация метана резко снижается, происходит образ-е кислых газов СО₂, H₂S.

Гумусовое ОВ. I этап – МК₂-МК₃ – ГФН. II этап – МК₄, палеоглубина 4 км. Генерация битумоидных комп-тов затухает, конц-ция гомологов метана достигает максимума. III этап – переход углей тощих-полуантрацитов к антрацитам – АК₁-АК₂, глубина ≈ 5 км. Конц-ция углекислоты достигает максимума, а метана и его гомологов снижается до нуля. IV - АК₂ – в элементном составе РОВ сильное обуглероживание и потеря водорода, сопровождаемые интенсивным метанообразованием.

Т.о., в ходе катагенетического преобраз-я ОВ любого типа происходит направленное снижение начального потенциала ОВ, сопровождаемое генерацией жидких и газообразных продуктов, прежде всего УВ. Процесс образования УВ-газов предшествует, сопутствует и завершает нефтеобраз-е.