Происхождение нефти

Наконец, изучение четвертичных отложений (не древнее 1 млн лет) на дне современных морей показало, что в них происходят процессы газообразования. Новейшие данные о распределении углеводородных газов в молодых отложениях Каспийского моря приводятся в работах ученых ВНИИЯГГа. Они установили, что углеводороды представлены метаном, этаном, этиленом, пропаном и пропиленом. Преобладает метан, его доля в образцах колеблется от 50 до 100 %, а общее содержание в осадках изменяется от 10×10^-1 до 921×10^-4 см³/кг.

Таким образом, ученым удалось проследить закономерную и неразрывную цепочку преобразования жировых соединений животных и растительных организмов в микронефть и «созревание» последней до макронефти. Как справедливо замечал Н. Б. Вассоевич, предыстория нефти начинается еще в живом веществе, синтезирующем исходные для нее биохимические соединения, а история нефти — с фоссилизации (захоронения) биогенного органического вещества в осадках.

Преобразование рассеянного органического вещества в микронефть, а далее в макронефть тесно связано с общим процессом накопления в земной коре осадочных толщ. В настоящее время геологи-нефтяники рассматривают этот процесс как весьма длительный и многостадийный. Так, А. А. Трофимук и др. [1984] выделяют пять основных стадий осадконакопления (седиментагенеза) и преобразования органики в нефть.

Первая стадия: в осадок, образующийся в морском или озерном бассейне, вносятся биогенные органические вещества с содержанием небольшого количества углеводородов нефтяного ряда, синтезированных живыми организмами, а также липоидные и другие вещества.

Вторая стадия: накопленный на морском дне осадок преобразуется, уплотняется, частично обезвоживается. Происходит так называемый диагенез осадка, вместе с которым теряется и часть органического вещества вследствие бактериального разложения. Это сопровождается выделением углекислоты, сероводорода, аммиака и метана. Одновременно осадок пополняется углеводородами нефтяного ряда за счет биосинтеза их в телах бактерий и образования из липидных компонентов. На этой стадии, как следует из сказанного, очень важную роль играют бактерии, и прежде всего анаэробные, т. е. живущие в среде, обедненной кислородом. На это указывали академики И. М. Губкин и А. Д. Архангельский, но неоспоримые доказательства этому были получены сравнительно недавно, о чем будет сказано ниже.

Третья стадия (протокатагенез): биохимические процессы затухают, сравнительно небольшая температура недр (порядка 50 °C) определяет низкую скорость реакции термокатализа органического вещества. Концентрация битумов и нефтяных углеводородов возрастает слабо, в составе газовых компонентов преобладает углекислота. Конец стадии протокатагенеза является переломным моментом: усиливается образование метана, его гомологов, начинается генерация низкокипящих нефтяных углеводородов.

Кривые, составленные по различным нефтегазоносным районам мира, показывают, что, начиная с 2–2,5 км, резко увеличивается содержание углеводородов в породе

Четвертая стадия (мезокатагенез): осадок погружается на глубину 3–4 км, возрастают температуры до 150 °C. Органическое вещество испытывает активную термокаталитическую деструкцию, в результате в его составе уменьшается количество нефтяных углеводородов и гомологов метана, а содержание этих компонентов в осадках резко возрастает. Происходит своеобразная отгонка нефтяных углеводородов из рассеянного органического вещества в пласт горной породы — явление, хорошо изученное по различным нефтяным регионам мира, иллюстрацией чему служит рис. 8. Этот важнейший этап в преобразовании органического вещества в нефть Н. Б. Вассоевич в 1967 г. предложил рассматривать как главную фазу нефтеобразования, а интервал глубин, где она протекает, как главную зону нефтеобразования, или, как говорят геологи-нефтяники, «нефтяное окно».

Во время главной фазы нефтеобразования образуется и эмигрирует из материнских пород основная часть углеводородов. Количественная сторона этого процесса зависит от генетического типа органического вещества. В гумусовом (растительном) органическом веществе генерация битумоида (включая нефтяные углеводороды) не превышает 2–3 %, а в сапропелевом (животном) достигает 25–28 %.

В главной зоне нефтеобразования происходит также перемещение нефти в более пористые и рыхлые породы под действием возрастающего горного (геостатического) давления: поры в породе уменьшаются и могут вовсе исчезнуть, а нефть или газ, содержащиеся в них, выдавливаются. Если учесть еще, что горные породы гидрофильны, т. е. смачиваются водой, а не нефтью, то к горному давлению еще следует прибавить и капиллярные силы, которые усиливают отжатие нефти.