Условия залегания нефти и природного газа Распространение нефти и газа

Нефть и газ встречаются в осадочной земной коре в пяти основных формах.

1. В свободном состоянии, образуя в породах со сверхкапиллярными порами (трещинами, кавернами) скопления (залежи) нефти или газа или совместно нефти и газа, ограниченные снизу водой или (и) породами, не способными содержать нефть или газ (лишенными коллекторских свойств). Значительное количество природного газа заключено в локальных трещиноватых зонах угленосных толщ. Выделение нефти и газа в свободное состояние обязано гравитационным (архимедовым) силам, причем выделение газа в свободное состояние свойственно лишь углеводородным, углекисло-углеводородным и азотно-углеводородным газам. Как уже указывалось ранее, чисто углекислые и азотные свободные скопления весьма редки.

2. В неподвижном рассеянном капельно-жидком состоянии (пузырьки для газа) в субкапиллярных и капиллярных порах горных пород. Существование углеводородов в этой форме контролируется силами поверхностного натяжения.

3. В подвижном рассеянном капельно-жидком состоянии, проявляющиеся вместе с водой в многочисленных выходах нефти на поверхность или в газовых струях.

4. В растворенном состоянии в водах, насыщающих пористые породы. Эта форма нахождения нефти и газа наиболее значима для газа с его высокой растворимостью в воде и сравнительно незначительна для нефти, хотя растворенные в воде жидкие углеводороды играют существенную роль в образовании свободных скоплений. Значительное количество газа находится в растворенном состоянии в свободных нефтяных скоплениях.

5. В рассеянном состоянии, сорбированные, главным образом, пелитовыми, пелитоморфными породами, углями и рассеянным органическим веществом. Эта форма существования нефти и газа охватывает огромные, трудно учитываемые количества их, значительно превышающие количества, сконцентрированные в скоплениях.

За 100 с лишним лет поисков нефти и газа в капиталистических и развивающихся странах выявлено около 420 млрд т нефти (извлечено на поверхность около 50 млрд т) и газа (свободного и растворенного в нефти) 120 трлн м³ (извлечено 25 трлн м³). Это количество нефти и газа сконцентрировано в 20-22 тыс. нефтяных месторождений и приблизительно 10 тыс. газовых месторождений, что соответствует примерно 100 тыс. залежей нефти и 15 тыс. залежей газа.

Нефтяные и газовые месторождения выявлены (и ведется добыча нефти и газа) в 64 странах всех материков, кроме Антарктиды. Однако большая, преобладающая часть месторождений нефти и газа (более 24 тыс.) выявлена в Северной Америке.

Характерной особенностью современного распределения нефти и газа является неравномерность географического и геологического размещения их запасов. Так, свыше 45% всего выявленного количества нефти сконцентрировано на сравнительно небольшой территории пяти стран Ближнего и Среднего Востока – Саудовской Аравии, Кувейта, Ирана, Ирака, Абу-Даби.

Только один Кувейт, с территорией меньше 1% от территории всех стран Ближнего и Среднего Востока, содержит свыше 20% выявленного количества нефти этих стран.

В Южной Америке свыше 60% всего количества выявленной нефти (начальных геологических запасов) находится в Венесуэле, занимающей около 5% всей территории континента.

В Африке три страны – Ливия, Нигерия и Алжир располагают запасами, которые составляют более 70% всех запасов нефти континента.

Наиболее разительно неравномерность распределения нефти и газа в земной коре проявляется при сравнении запасов нефти отдельных месторождений. Из общего количества нефтяных месторождений только 4800 (23%) с геологическими запасами нефти более 3 млн т (извлекаемые запасы более 1 млн т); 236 месторождений с геологическими запасами более 205 млн т (извлекаемые запасы 68,5 млн т) содержат около 80% мировых запасов нефти; 15 месторождений имеют геологические запасы в пределах 1,5-3 млрд т (извлекаемые запасы – 0,5-1 млрд т) и 19 месторождений – более 3 млрд т. Среди последних геологические запасы двух месторождений – Гхавар (Саудовская Аравия) и Большой Бурган (Кувейт) – свыше 30 млрд т (извлекаемые запасы более 10 млрд т). Столь же неравномерно распределены запасы газа между месторождениями. Свыше 20% всех выявленных запасов газа сосредоточено лишь в 9 газовых месторождениях. Запасы таких крупнейших и крупных газовых месторождений меняются от 1 до 4 трлн м³.

Неравномерно распределено количество нефти и газа и по геологическим подразделениям. Наибольшее количество нефти сосредоточено в отложениях мезозойского возраста (свыше 50%), второе место (30%) занимают кайнозойские породы и, наконец, только около 10% запасов приходится на палеозойские образования. В мезозойских породах наибольшее количество нефти находится в меловых отложениях, оно почти равно количеству нефти, заключенному в кайнозойских отложениях; в юрских сосредоточено нефти почти в 2 раза больше, чем в палеозойских отложениях.

Основные запасы природного газа заключены в породах кайнозойского возраста (свыше 30%), второе место (свыше 25%) занимают пермские отложения, минимальное его количество находится в отложениях нижнего палеозоя.

Общий начальный потенциал осадочной оболочки земной коры, т. е. прогнозное, выявленное и извлеченное количество нефти и конденсата в залежах, оценивается по разному: М.К. Калинко (1964) – 2250 млрд т, Дж. Хант (1966) – 600 млрд т, В.С. Вышемирский, А.Э. Конторович, А.А. Трофимук (1971) – 700-800 млрд т.

Как уже указывалось ранее, значительное количество газа можно ожидать в угленосных толщах, где последний находится как в свободном, так и в сорбированном состояниях. По подсчетам В.И. Ермакова (1972) количество свободного газа, заключенного в угленосных толщах, составляет 240-260 трлн м³ (до глубины 1800 м), что, вероятно, занижено, так как при метаноносности углей 10 м³/т (515 м³/т) и при принятых для подсчетов В.И. Ермаковым мировых запасах угля в 38 трлн т количество только метана в углях составит 280 трлн м³.

М.К. Калинко (1964) считает, что количество газа, заключенное в угленосных толщах, составляет 1500 трлн м³. Запасы газосодержащих углей он оценивает в 50 трлн т со средней газонасыщенностью 30 м³/т.

Значительно большее количество газа содержится в растворенном виде в пластовых водах. По подсчетам Л. Уикса (1958) общий объем растворенных газов в водах составляет 1800 трлн м³, по М.К. Калинко (1964) – 2000 трлн м³. Эти цифры Л.М. Зорькин (1973) считает заниженными на 1-2 порядка, так как только в водах Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна содержится около 500 трлн м³ газа.

Количество жидких углеводородов, растворенных в воде, в соответствии с соотношением растворимостей должно быть не менее чем в 100 раз меньше количества растворенных газов, т. е. должно составлять минимально 20 трлн м³.

Количество рассеянных жидких углеводородов, находящихся в связанном состоянии в породах (извлекаемых органическими растворителями), оценивается различно. Так, Дж. Хант (1962) называет цифру 60 трлн т, М.К. Калинко (1964) – 140 трлн т (только для глинистых пород), Н.Б. Вассоевич и др. (1973) – 179,7 трлн т (включая и находящиеся в каменных углях).

Огромное количество газа находится в сорбированном (породами, рассеянным органическим веществом) состоянии. Если принять сорбционную емкость пород для углеводородного газа 400 см³/г (в Западно-Сибирском нефтегазоносном бассейне меняется от 223 до 661 см³/г; И.И. Нестеров, 1969), то общее количество газа, сорбированного глинистыми породами (масса глин 60*10¹⁶ т по Н.Б. Вассоевичу и др., 1973), составит 24*10¹⁶ м³. Весьма трудно оценить количество нефти и газа, непрерывно находящихся в движении, а также в капиллярных и субкапиллярных породах и защемленных в различного рода несообщающихся между собой пустотах. Общее количество нефти и жидких углеводородов, заключенное в осадочных породах, во всех формах его нахождения составит не менее n*10¹³ т, количество газа – на несколько порядков больше.