Вопрос 2.

Типы взаимодействия границ литосферных плит.

1. Три типа границ между плитами:

1. дивергентные границы, вдоль которых происходит раздвижение плит — спрединг;

2. конвергентные границы, на которых идет сближение плит, обычно выражающееся поддвигом одной плиты под другую;

субдукция - если океанская плита пододвигается под континентальную

обдукция - если океанская плита (кора, литосфера) надвигается на континентальную коллизия - если сталкиваются две континентальные плиты

• трансформные границы, вдоль которых происходит горизонтальное скольжение одной плиты относительно другой по плоскости вертикального трансформного разлома.

В природе преобладают границы первых двух типов. Дивергентные границы приурочены к осевым зонам срединно-океанских хребтов и межконтинентальным рифтам, конвергентные — к осевым зонам глубоководных желобов, сопряженных с островными дугами. Некоторые границы являются одновременно конвергентными и трансформными, т. е. сочетают элементы поддвига и сдвига (транспрессивные границы), или раздвига и сдвига (транстенсивные).

Дивергентные границы (расхождения плит, наращивания, аккреционные, конструктивные) - в зонах спрединга, происходит непрерывное рождение новой океанской коры.

Конвергентные границы (деструктивные, субдукционные, коллизионные, схождения плит, поглощения) - кора перемещается астеносферным течением в сторону зон субдукции и поглощается на глубине.

Все границы плит на поверхности Земли сочленяются друг с другом. Тройные сочленения - сходятся три границы, они могут быть разного рода — оси спрединга, оси глубоководных желобов, т. е. зоны субдукции, и трансформные разломы (рис. на стр. 47 Хаин, Ломизе, 2005)

Вопрос 3.

Осадочно-миграционная теория происхождения нефти и газа и формирования их залежей.

В большинстве случаев нефть и составляющие ее углеводороды и другие соединения, такие как газ, генерированы не в тех породах, в которых находятся их скопления, поэтому всегда возникает вопрос, как они переместились из материнских пород в породы-коллекторы, слагающие природные резервуары.

Переход углеводородов из материнских пород в природные резервуары называется первичной миграцией. В некоторых случаях сами материнские породы в результате литогенетических процессов приобретают высокие фильтрационно-емкостные свойства (ФЭС) и в результате этого могут содержать нефть и газ способны отдавать их при разработке. В этом случае углеводороды, по-видимому, испытывают лишь минимальные перемещения.

Наиболее сложные вопросы связаны с первичной миграцией углеводородов из материнских пород, особенно с причинами начала этого движения. Исходное вещество (кероген), присутствующее в материнских породах как в дисперсной, так и в концентрированной форме, является источником основной массы углеводородных соединений. Для преобразования ОВ требуется энергия, частично она заключена в самих осадках и органическом веществе. В основном же повышение энергетического уровня происходит при погружении пород и росте температур в осадочном бассейне.

О характере первичной миграции существует несколько представлений:

1. И.M. Губкин представлял первичную миграцию как вынос углеводородов из материнских пород водой в виде мельчайших капелек (если материнскими породами являются очень тонко поровые глины, то даже при очень большом давлении нефть из них трудно выжать);

2. При рассмотрении возможностей первичной миграции наибольшее внимание исследователями уделяется гипотезе о выносе углеводородов в виде растворов

-Первичная миграция углеводородов в виде водных молекулярных растворов

-Первичная миграция углеводородов в виде миццелярных растворов

-Первичная миграция в виде газовой фазы

Газовые растворы вследствие их низкой вязкости и большой подвижности в тончайших порах могут обеспечивать первичную миграцию из материнских пород. В осадочных бассейнах генерируются громадные объемы газа. В частности, угленосные и субугленосные толщи производят очень много газа.

Вторичная миграция

Основными причинами так называемой вторичной миграции, т.е. перемещения нефти в породе-коллекторе, являются гравитационные силы всплывания (архимедова сила) более легкой нефти в воде, капиллярные силы и гидродинамический напор воды. При наклонном положении пластового резервуара происходит всплывание по восстанию пласта до тех пор пока это всплывание не будет по какой-либо причине прекращено (изгиб пласта в обратную сторону, непроницаемый экран и т.п.). Если происходит общее движение всех флюидов (в т.ч. воды) по восстанию пласта это облегчит миграцию. При встречном потоке воды миграция затрудняется и даже может вовсе прекратиться вследствие наличия гидрогеологического барьера.

Движению жидких флюидов в пласте будут препятствовать капиллярные силы, особенно в тонких капиллярах диаметром менее 0,05 мм. Вода гораздо лучше, чем нефть смачивает большинство минералов и, легко поднимаясь по капиллярам, сужает и без того узкие пережимы в поровых каналах. Эти пережимы являются существенной помехой на пути движения нефти.

В.П. Савченко была предложена гипотеза струйной миграции нефти в коллекторах. Углеводороды, выделяющиеся из материнских пород в коллектор, тем или иным способом объединяются в струйки, которые потом сливаются в более мощные потоки, движущиеся по своим каналам, не всегда совпадающим с потоками основной массы воды. Вопрос о скорости перемещения потоков не очень ясный, она изменяется от миллиметров до метров в год. Наряду с гидродинамическим перетоком возникающее различие в минерализации вод вызывает гидрохимический переток; неоднородность поля температур – геотермический переток, процессы перестройки структуры и динамического напряжения – геодинамический переток. По большей части все эти процессы объединяются. В осадочном бассейне по мере погружения всегда происходит перемещение чередующихся зон перенапряжения и разрядки и, соответственно, постоянно идет переток флюидов, в том;числе миграция нефти и газа.

Геохимическая эволюция нефтей

Находясь в недрах земной коры, нефть испытывает воздействие многочисленных факторов, и ее преобразование, прежде всего, зависит от геолого-геохимических условий, в которых она находится.

Состав нефти в основном определяется глубиной залежей, возрастом нефтей, гидрогеологическими условиями и в меньшей степени литологией вмещающих пород. Кроме того, состав нефтей претерпевает изменения и в процессе миграции.

Преобразование нефтей происходит в результате трех основных процессов: термокатализа, окисления и осернения.

Попадая на большие глубины, нефти обогащаются легкими фракциями. Под действием температуры и давления происходит термокаталитическое взаимодействие с водами, обогащенными свободным кислородом. В этом случае окисление нефтей можно отнести к категории гипергенных процессов. Мощность зоны гипергенеза и степень гипергенных преобразований непостоянны даже в пределах одной нефтегазоносной области и обусловлены глубиной залегания и размерами скоплений, спецификой геологического строения и гидрогеологических условий и рядом других факторов. В промышленных скоплениях аэробное окисление роли не играет, так как все крупные залежи находятся на глубинах, где свободный доступ кислорода ограничен.

Процесс осернения нефтей еще недостаточно изучен. В целом, по-видимому, этот процесс связан с окислением нефтей и большая роль при этом принадлежит бактериям, возможно являющимся катализаторами. Осернение нефтей может происходить при внедрении серы в уже готовые нефти, при миграции нефтей с природными водами за счет нефтеобразующих продуктов, а также за счет сероводорода, освобождающегося при превращении сульфатов.

Так как нефть состоит из большого числа индивидуальных углеводородных соединений, которые различаются не только по химическим, но и по физическим свойствам, то при движении ее через породы, а также при формировании ее состава в залежах большое значение имеет так называемое физическое фракционирование нефти при миграции. При латеральной миграции, которая формирует залежь по вероятному направлению миграции, возрастает плотность нефти, увеличивается количество нафтенов в ней, в бензиновых фракциях падает содержание парафиновых УВ. Так как миграция направлена из глубоких зон земной коры к поверхности, то состав нефти под влиянием миграции меняется аналогично, изменению его при уменьшении глубины. В результате миграции нефти могут терять не только углеводородные фракции, но и неуглеводородные компоненты, причем и те и другие в значительном количестве.