Организация эксплуатации и ремонта установок электроцентробежных насосов в нефтедобывающей отрасли. Том 1. Эксплуатация

Несмотря на многочисленные противоречия в теории образования нефти и углеводородов, начиная с 1963 г. на международных нефтяных конгрессах не обсуждались вопросы о неорганическом происхождении нефти. Но новые исследования позволили получить качественно новую информацию и выявить многие детали процессов нефтегазообразования.

1.4. Современная осадочно-миграционная теория образования нефти и природных горючих газов

Обобщивший обширную информацию и научные разработки многих поколений советских ученых, особенно академиков В. И. Вернадского, И. М. Губкина, а также зарубежных исследователей, член-корреспондент Академии наук СССР, профессор МГУ Н. Б. Вассоевич назвал теорию происхождения нефти теорией осадочно-миграционного происхождения нефти и углеводородных газов. Интервал глубин, в котором из органического вещества образуется максимальное количество жидких углеводородов, Н. Б. Вассоевич предложил называть главной зоной нефтеобразования. Эта зона располагается на глубине порядка 1500–4000 м (в разных регионах по-разному). Образование газов из остатков наземной растительности в процессе формирования ископаемых углей изучено достаточно хорошо, как на природном материале, так и экспериментально. Уже на первой стадии при образовании торфа в болотах выделяется значительное количество метана. В дальнейшем при переходе торфа в бурый уголь, который при повышении температуры превращается, в свою очередь, в каменный уголь, а последний – в полуантрацит и антрацит, продолжается выделение метана и других газообразных, жидких и твердых углеводородов и т. д. Так описан процесс превращения органического вещества: из твердого вещества образуется полужидкое и газообразное. Это сразу нарушает создавшееся в природе равновесие и вызывает увеличение давления флюидов в порах, до этого заполненных водой и, возможно, некоторым количеством газа, выделяющегося на микробиальной стадии. На жидкие и газообразные вещества начинают действовать иные силы – поверхностного или молекулярного притяжения, гравитационные и др. В результате этого начинается миграция – перемещение жидких битумов и образовавшегося газа из глинистых или других тонкозернистых пород (где содержание органического вещества выше и образовалось больше этих веществ) в песчаные или другие крупнопористые породы, где меньше органического вещества и давление флюидов (воды и газа), как правило, ниже. Однако не все так однозначно, поэтому появляются вопросы:

– во-первых, это давление когда-то должно выровняться, т. е. движение прекратится;

– во-вторых, каким образом эти органические вещества попали на глубину до 4000 м и более, или каким образом эти органические вещества (или углеводороды) мигрируют в глубь Земли, где давление всегда больше, чем в вышележащих пластах???

Движение жидких битумов под влиянием сил молекулярного притяжения очень хорошо видно под люминесцентным микроскопом: более легкий битум, как правило, продвигается дальше от источника, из которого он образовался. По мере того, как в битуме увеличивается количество жидких компонентов, он становится все более подвижным и переходит в нефть. Как отмечено ранее, поверхностное натяжение нефти в 3 раза меньше, чем воды. В связи с эти вода вытесняет нефть из более мелких пор в крупные, что подтверждается большим количеством экспериментов и практикой добычи нефти из трещиновато-пористых пород. Попав в проницаемую породу, по которой возможно более или менее свободное передвижение (например, в хорошо выдержанный пласт песка), нефть и газ под влиянием гравитационных сил весьма медленно продвигаются вверх до упора, которым может оказаться глинистая либо соляная, либо гипсовая или другая плохо проницаемая порода, и таким образом заполняют повышенную часть пласта. Этому процессу может способствовать движение подземных вод, благодаря которому накопление жидких и газообразных углеводородов в повышенных участках пластов развивается быстрее, подобно тому, как образуются "газовые пузыри" в повышенных частях водопроводов, водоводов и т. д. Вот таким путем и образуются залежи нефти и газа в ловушках различных типов в осадочных породах. Процесс формирования газовых залежей сопровождается значительным повышением давления газа в пластах, если оно превышает давление вышележащих пород, происходит разрыв последних и образуются грязевые вулканы.