«Газовые факелы» Черного моря и нефтяные ловушки Поволжья

Абиогенная (неорганическая) теория происхождения углеводородов имеет новые подтверждения. Об этом пишет заведующая отделом литологических и тектонических методов прогноза нефтегазоносности Всероссийского нефтяного научно-исследовательского геологоразведочного института (АО «ВНИГРИ», Санкт-Петербург), Нина ОКНОВА. Доклад был подготовлен к прошедшей в Казани конференции «О новой парадигме развития нефтегазовой геологии» (Казань). Информагентство «Девон» приводит этот материал с некоторыми сокращениями.

Родоначальником теории абиогенного происхождения углеводородов является профессор Николай КУДРЯВЦЕВ, который разработал ее во ВНИГРИ. Кудрявцев считал, что углеводороды образуются из небиологических источников углевода и водорода, находящихся в глубине земной коры и мантии.

С этой теорией согласен и профессор Ренат МУСЛИМОВ, писал ранее  ИА «Девон». Ряд нефтяных и нефтегазовых месторождений может восполняться за счет подпитки их глубинными углеводородами (УВ), считает он. Это возможно благодаря нефтеподводящим каналам, связывающими глубинный источник УВ с залежами осадочного чехла.

«МЕТАНОВОЕ» МОРЕ

В 1990-х годах на дне Баренцева моря были обнаружены кратеры разных размеров, многие диаметром более километра. Норвежские ученые, исследовавшие кратеры с помощью комплекса геохимических методов, пришли к выводу, что их формирование связано с процессом освобождения метана из залежей газогидратов на шельфе арктических морей.

В арктической зоне сосредоточены огромные запасы метана, заключенного в газовых гидратах. При повышении температуры и уменьшении давления гидраты разлагаются на газ и воду. Образование газа может приводить не только к освобождению метана вверх по системам разломов, но и к взрывным процессам. Объемы выбросов метана в атмосферу над шельфом арктических морей сопоставимы с объемами метана, выделяемыми всей остальной поверхностью Мирового океана.

Метан – горючий газ, выбросы которого могут приводить к взрывам и возгораниям, представляющим серьезную опасность для сооружений. Пожары на нефтяных скважинах обычно связаны с выбросами метана. На полуостровах Ямал и Гыдан было зафиксировано образование нескольких взрывных кратеров значительных размеров.

Норвежские ученые под руководством К. АНДРЕАССЕН из Арктического университета Норвегии в качестве объектов для изучения выбрали зону крупных кратеров на дне Баренцева моря к северу от острова Медвежий. Там на сравнительно небольшой площади 440 кв. км сосредоточено более 100 кратеров диаметром от 300 до 1000 м и глубиной до 30 м. Многие из них обладают крутыми стенками. На дне кратеров обнаружены неуплотненные обломочные отложения мощностью до 2 м, которые образовались в результате взрывов.

По флангам кратеров часто располагаются бугры пучения до 1100 м в диаметре и до 20 м высотой. В основном у них округлая или овальная форма с крутыми склонами и часто – плоская срезанная вершина. В зоне гигантских кратеров находятся многочисленные мелкие кратеры диаметром от 50 до 200 м.

О ЧЕМ НАПОМИНАЕТ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ В ЯЛТЕ

Акустическими методами в районе зафиксированы также более 600 газовых «факелов». Это струи пузырьков газа шириной 50–00 м, поднимающихся в толще воды на расстояние до 200 м от морского дна. Смесь выбросов «факелов» на 97% состоит из метана. По оценкам авторов, площадь таких провинций только на шельфе арктических морей у берегов США, Канады, России и Северной Европы составляет 33 млн кв. км.

В Черном море есть зоны, обогащенные газами, постоянно находящиеся в движении, вспучивающиеся, прорывающиеся вверх. Это является иногда причиной возникновения на Черном море аномально высоких волн. В 1927 году мощный прорыв газа возник во время землетрясения в районе Ялты. Кроме разрушенных построек на южном берегу Крыма, наблюдались многочисленные пожары, охватившие море площадью несколько десятков километров, высотой около 600 метров. Пожар был связан с проходящей в момент землетрясения грозой. Возгорание метана в Черном море происходило от ударов молнии.

Метановые выделения наблюдались преимущественно в районе разломов дна. Они обнаружены в украинской, румынской, болгарской, российской и грузинской зонах Черного моря. У побережья Грузии местами на одном квадратном метре морского дна в сутки выделялось около 170 тысяч кубометров газа. Поля метановых газовыделений сейчас в Черном море в некоторых местах растягиваются почти на два километра. Газовые гидраты лежат на дне слоем мощностью до 6 метров.

Большая часть дна Мирового океана покрыта залежами газогидратов, связанными с выходами глубинных газовых струй метана. Эти многометровые слои содержат около 37% земных запасов природного газа. Общие ресурсы газогидратов оцениваются на два порядка больше открытых запасов газа традиционных месторождений.

КАК МИГРИРУЮТ УГЛЕВОДОРОДЫ

Месторождения нефти и газа формируются на окраинах океанов и палеоокеанов. Волго-Уральская провинция находится на окраине Уральского палеоокеана. По данным В.Е. ХАИНА и Б.А. СОКОЛОВА, окраины континентов – главные нефтегазоносные зоны Земли. Миграция залежей нефти и газа тесно связана с движением воды. Углеводороды практически всегда стремятся идти вверх. При наличии вверх по разрезу непрерывной пористой и проницаемой среды она осуществляется субвертикально.

Газ метан переходит из формы газогидратов, которые, по сути, представляют собой переходную фазу от газообразного метана в жидкую нефть. Подобные процессы обусловлены дросселяцией газового потока, по-другому – проявлением дроссельного эффекта Джоуля – Томпсона. Он заключается в понижении давления газа при протекании через сужение проходного канала. В случае наличия непроницаемой покрышки перемещение нефти и газа будет приобретать сублатеральный характер.

Чаще миграция носит смешанный характер, когда зоны вертикальной и латеральной миграции ступенчато чередуются в разрезе. Максимальные расстояния, на которые мигрирует газ вместе с пластовыми водами, соизмеримы с протяженностью артезианских бассейнов и могут достигать нескольких сот километров (Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн).

ДО ПЕРВОЙ ЛОВУШКИ

На платформенных территориях преобладает латеральная миграция нефти. В среднем она составляет около 150 км, иногда до 380 км, газа – до 340 км. Таким образом, по-видимому, метан из глубины бассейна при миграции перемещается в пласте-коллекторе в направлении максимального угла восстания пласта. В первой ловушке, встреченной мигрирующим газом, будет происходить его аккумуляция и в результате образуется залежь.

Первая ловушка заполнится газом, вторая может быть заполнена нефтью и газом, третья – только нефтью. Дальше по латерали изменяется плотность нефти. Например, в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции в нижневизейском комплексе легкие нефти распространены в Средне-Предуральской, Бузулукской и Нижне-Волжской нефтегазоносной области (НГО). Нефти с плотностью средней тяжести отмечаются на северном склоне Жигулевско-Пугачевского палеосвода (0,82–0,87 г/куб. см).

Среднетяжелые и тяжелые нефти образуют ареал распространения на юго-восточных склонах Татарского и Пермско-Башкирского палеосводов. Они занимают большую часть Южно-Татарской, Уфимской и Пермско-Башкирской НГО (0,87–0,90 г/куб. см). В северо-западной части Волго-Уральской антеклизы, на юго-востоке Верхне-Камской, северо-западе Южно-Татарской и юго-востоке Мелекесской НГО преобладают тяжелые нефти с плотностью более 0,90 г/куб.см. Возможно, углеводороды имеют абиогенное происхождение, если метан образовался в результате геологических процессов на больших глубинах в океане.