Походження нафти і газу

Походження нафти — одна із найскладніших і досі не вирішених проблем природознавства.

З’ясування походження (генезису) нафти і газу має не тільки науковий інтерес, але й першорядне практичне значення, оскільки дозволяє одержати надійні вказівки, в яких місцях шукати нафту і газ та як найбільш раціонально організувати їх розвідку.

Виділяють два принципово різних погляди на генезис нафти: органічне (біогенне) походження і неорганічне (абіогенне) походження. Але і серед прихильників кожної із цих теоретичних концепцій не існує єдності поглядів.

Сучасна концепція органічного походження нафти виглядає так.

Процес нагромадження осадків у водному середовищі супроводжується відкладанням органічної речовини (ОР) — в основному відмерлих рештків найпростіших тварин і рослин. При цьому найбільш сприятливою і необхідною умовою є накопичення ОР в так званих нафтоматеринських (нафтопродукуючих породах. Це в основному субаквальні глинисто–карбонатні осадки, що нагромаджуються в областях тривалого і сталого прогину території в умовах відновного (анаеробного) середовища і збагаченні ОР (С_орг>1%). В такій обстановці досягається повна ізоляція осадків від земної поверхні (від кисню повітря) непроникними товщами вищезалягаючих порід. Окрім того, тривале занурення і значні товщі осадків сприяють збільшенню тиску і температури, що є однією із неодмінних умов для перетворення ОР в нафту чи газ.

Процес перетворення ОР в вуглеводні проходить в декілька стадій. На 1 стадії (нагромадження) ОР зазнає дії головним чином біохімічних процесів мікроорганізмів. В міру занурення осадків з посиленням дії внутрішньої хімічної енергії ОР все зростаючого теплового потоку. На 2 стадії вони переміщаються із нафтопродукуючих товщ в колектори (первинна). Під впливом різних внутрішніх і зовнішніх джерел енергії вуглеводні у вільному або розчиненому стані мігрують по колекторах або по тріщинах (3 стадія), заповнюючи пастки і утворюючи поклади (4 стадія — акумуляції). В залежності від характеру прояву подальших тектонічних рухів та інших геологічних процесів ці поклади консервуються (5 стадія) або руйнуються (6 стадія), розсіюючись в літосфері або атмосфері.

Із числа моделей неорганічного походження нафти найбільшого поширення одержала модель, згідно з якою нафта і газ утворюються із реакційних сумішей Н₂, СО, СО₂, СН₄ та інших найпростіших вуглецевих сполук в результаті проходження реакцій типу: СО+3Н₂=СН₄+Н₂О. Крім того, можливі реакції полімеризації радикалів: СН, СН₂, СН₃ та ін. Припускається, що ці перетворення відбуваються в роздроблених глибинними розломами ділянках літосфери, де проходять процеси накопичення та перетворення реакційної суміші й утворюється надлишковий тиск по відношенню до енергетичних потенціалів порових і пластових тисків. При певних надвисоких тисках в осередку продукти реакції можуть з нього виділятись і нагромаджуватись в пастках.

Міграція нафти і газу

Міграцією нафти і газу називаються різні переміщення цих флюїдів в товщі гірських порід.

Доказом міграції нафти і газу служать численні нафтогазові прояви і виходи нафти газу на земну поверхню, припливи нафти і газу в свердловинах і т. п.

Шляхами міграції служать пори і тріщини в гірських породах, а також поверхні нашарувань розривних порушень і стратиграфічних незгідностей, по яких нафта і газ не тільки мігрують в земній корі, але і можуть виходити на поверхню.

Розрізняють первинну і вторинну міграцію. Первинною називають переміщення флюїдів і нафтогазопродукуючих товщ в породу–колектор. Переміщення нафти і газу по колектору називають вторинною міграцією. Акумуляція нафти і газу в пастках і утворення покладів пов’язано переважно з вторинною міграцією.

За напрямком переміщення флюїдів виділяють вертикальну міграцію — нормально до нашарування через товщу порід і латеральну (бокову) — повздовж нашарування.

Основними факторами міграції нафти і газу є сила тяжіння, градієнти тиску, температури і концентрації вуглеводнів.

Виділяються три основні форми міграції. Вуглеводні можуть переміщуватись:

– разом з водою в водорозчиненому стані, в істинному, колоїдному розчинах або емульсіях (пасивна міграція);

– в фозово–відокремленому, вільному стані і шляхом дифузії (активна міграція);

– в стані газоконденсатних розчинів (комбінована міграція).

В ході міграції ці форми в залежності від умов змінюються, переходячи одна в одну.

Оскільки головний фактор міграції — сила тяжіння, міграція в основному є висхідною, причому при наявності вверх по розрізу непевного проникного середовища вона здійснюється в цьому середовищі субвертикально, при надійній ізоляції покришкою — по проникним породам під покришкою сублатерально. Звичайно же міграція нафти і газу носить змішаний, ступінчастий характер і вертикально чергується. Для газу, здатного переміщатися по менш проникним породам, і у якого менша густина, вертикальна складова ступінчастої міграції в одних і тих же умовах буде більшою, ніж для нафти.