В зонах совершенной тектонической активности (Альпы, Гималаи) характерные перспективы НГН за счет прогретости недр, нефть образуется на гл. 1-2 км. До вступления в ГЗН 10-20 млн.лет при условии интенсивного прогибания. В условиях низкой скорости погружения процесс созревания ОВ В НМТ может растягиваться на 100-300млн.лет.
Главная стадия очагов нефтеобразования
Увеличение Т и Р приводит дальнейшей трансформации минералов и органических составляющих НМТ. Минеральные компоненты особенно глины подвергаются уплотнению, дегидратации и различным минеральным превращением, меняются ЕФС, пластичность и минерализация вод, которые содержатся в породах.
Меняется хим. Состав ОВ, образуется УВ с более высоким содержанием Н. Отношение С к Н4 1:4, то отношение нефти 1,5-2.
В ГЗН из 1 тонны ОВ сапропелевого типа образуется 37 кг битумойдов, для гумусового – 16-19кг.
Нефтепроизводящие типы отложений с гумусовым типом вещества генерируется газ метанового состава. Генерация жидких УВ из гумусового вещ-ва образуется в огромном количестве.
Стадийность нефтегазообразования по разному протекает в глинистых и карб. породах. В карб. Протекает отлично, потому что карб. Осадок быстро превращается в породу. Генерация УВ в карб. Породах происходит при низкой Т и меньших глубинах, чем в глинистых. Миграция нефти затруднена поскольку в карб. Породах ЕФС малы и происходит значительно позже и на больших глубинах под действие Т и давления. Происходит процесс перекристаллицазии, доломитизации, сульфатизации, формирование трещенноватости и вторичной пористости.
Процессы генерации и миграции в карб. Породах разобщены во времени. Происходит консервация УВ в НМП. Главную зону нефтеобразования для образования в карб. породах возможна при более высоких Т.
Факторы катагенеза пород и органического вещества
Т, давление, геологическое время, тектонические движения – под действием всех этих факторов протекает катагенез. Протекает при Т от 30 до 200град. И давлении до 200 МПа, глубина от 100-5000м.
С катагенезом связаны наиболее благоприятные условия нефтеобразования, уплотнение глин приводящих к миграции УВ. А так же появляются наиболее оптимальные коллектора.
Температура
- ключевой фактор катагенеза.
Средняя величина геотермического градиента составляет 6,6 град. на 100м
-Тектонические процессы определяют силу
-Теплофизические св-ва
-Динамика подземных вод
-Геохимические особенности
-Магматическая активность
Величина теплового потока ни когда не остается во времени и пространстве.
Наибольшая величина геотермического градиента отличается во внутренних частях платформ. Наиболее высокие показатели – современные подвижные пояса. Степень прогрева в современных краевых прогибах и межсклонных впадин не большая Т=30 град. Чем выше Т прогрева тем быстрее толща попадает в ГЗН.
Существует разница в температурах толщ расположенных на одних глубинах в древних и молодых платформах.
В осадочном бассейне древних платформ на гл. 5км Т=100-120 град. На молодых платформах на той же глубине Т=170-210 град.
Распределение температур по глубине не соответствует степени преобразованности в породах ОВ. Если в бассейнах древних платформ степень преобразованности ОВ на больших глубинах может соответствовать апокатагенезу, то современна температура не высокая.
В молодых платформах с точностью наоборот температура недр не соответствует степени преобразованности ОВ пород.
В качестве дополнительного источника тепла в бассейнах молодых платформ, а так же межгорных складчатых поясов могут быть мощные толщи глинистых и тонкообломочных пород, которые находятся на стадии уплотнения. Процессы происходящие при уплотнении глин являются энзотермическими, температура удерживается и накапливается в глинах.
Низкая степень преобразования ОВ в условиях воздействия высоких температур может быть так же следствием высокой скорости накопления и погружения осадочных толщ.
Пример: Предкавказье майкопская свита
Быстрое накопление и погружение глинистых толщ привело к не соответствию степени катагенеза ОВ и глубин на которых они сейчас находятся. Такое быстрое погружение толщ приводит к газоносности, поскольку НМТ на определенной глубине не успевает реализовать свой потенциал.
В Предкавказье обнаружены на гл 5 км нефтяные залежи.
Пример: Чем позднее нефтегазоносные толщи вступают ГЗН, тем больше возможности для образования залежи нефти и газа для сохранности.
Особый интерес древние отложения которые вступали в ГЗН - MZ и KZ.
Существенную роль типа в осадочном бассейне играет эвапаритовая формация.
Эвапаритовая формация на больших глубинах играет роль холодильника. Она способствует понижению температуры на больших глубинах, температура соответствует не апокатагенезу, а катагенезу. Залежи могут быть глубже 5 км.
Если брать в учет степень температур и степень запасов нефти, то оказывается высокие температуры в большей степени способствую миграции и генерации УВ, чем влияют на коллектора.
Бассейны с низкой величиной геотермического градиента характеризуются низкой продуктивностью.
Высокая температура не способствует сохранности залежи нефти и газа. Под воздействие высоких температур ОВ начинает метаморфизироваться, температура может оказаться и отрицательным фактором.
Давление
Действует в прямой зависимости от температуры. Оно способствует в изменении пористости и плотности пород. Минерального преобразования, текстурной особенности и др. факторов.
Средняя плотность пород ЗК - 2,7 г/см3.
Давление на каждый км увеличивается на 27МПа. Изменение пористости нужно учитывать.
На поверхности пористость 50%, то общая пористость на больших глубинах 1-3%, на гл 9 км давление составляет 237МПа.
Глинистые породы наиболее изменчивы под давлением. Глины уплотняются происходит перестройка кристаллической решетки. Происходит отжим седементационной воды и происходит отток микронефти.Процесс дегидротации - основная причина миграции из нефтепроизводящих толщ. Существует определенная зональность в глинистых породах.
Зона изменения состава глин
1) Соответствует диагенезу и располагается на гл 300м
В самой верхней части (первые 10 м) происходит резкое изменение влажности за счет удаления свободной воды (до 30%). В инт от 10 до 300м в глинах присутствует адсорбционная связанная вода Т – 20-25 град., Р – 3МПа – сохранение адсорбционной воды.
2)Состоит из 2-х под зон
- верхняя на гл. 300м
- нижняя на гл 600-1000м
Вторая зона соответствует раннему катагенезу. В верхней под зоне происходит удаление воды. Отжим воды связан с увеличением температуры до 40 градусов, влажность не более 12%.
В нижней под зоне температура 40-60 градусов, давление 20 МПа, не достаточного для отжима.
3)Находится на глубинах 1100-2000 метров. Происходит изменение свойств, адсорбционной связанной воды. Происходит уплотнение глин, пористость снижается до 10%, присутствует гидрослюда.
В третей зоне выделяются 2 аномальных горизонта:
1) 60-70 градусов, 20-36 МПа,
2) 90-120 градусов, давление 50-60 МПа.
В этих горизонтах увеличилась общая пористость и влажность. Растет кол-во растворимых солей. Происходит разуплотнение и увеличился отток воды. Эти горизонты имеют очень большое значение эвакуации нефти из НМТ. В случае, если на пути миграции нефти отсутствуют резервуары, то зоны разуплотнения в НМТ могут оказаться резервуаром.
4)Отвечает позднему катагенезу (апокатогенезу).
Начинается с глубины, где 1 градус выше 120 градусов, заключительный этап удаление влаги из глин. Влажность не превышает 2-х процентов и остается постоянной. Глины превращаются в аргиллиты.
Стадийность изменения глин носит необратимый характер и наиболее четко связаны процессы со стадийностью нефтегазообразования.
Геологическое время
Существуют 2 точки зрения о роли геологического времени в катагенезе.
1) ГВ в катагенезе роли не играет поскольку при очередном повышении температуры процесс преобразования ОВ успевает завершиться за 100 или 1000 лет.
2) ГВ играет определенную роль при катагенезе. Оно компенсирует в разной степени дефицит температуры, необходимый для перехода одной степени катогенеза к другой, в роли коллектора.
Динамический катагенез
При статическом катагенезе происходит последующее изменение свойств пород, обусловленное воздействием температуры и давления. Если бассейн, находящийся в тектонически активном регионе, где более высокие тектонические движения воздействия сейсмичности, процессом магматизма и метомарфизма и другими процессами, способствует прогреву толщ и их уплотнений. Такой процесс наз-ся динамическим категенезом.
Еще в 19в. США нефтеностность Предпалагского прогиба была связана с воздействием высоких температур и давлений, обусловленного образованием апполаги.
Пример: угольная толща в районе Алдана преобразование углей, понятие динамического катогенеза были использованы для объяснения, преобразования углей, никогда не погружаются на значительные глубины. Это объясняется условием тангенсального сжатия и воздействием позднее-мезозойского магматизма.
Пример: Предверхоянский прогиб.
Борт прогиба, который примыкает к складчатой области, то здесь ступень преобразования ОВ на 1-2 градации выше, чем на платформенном борту.
Все крупнейшие нефтегазаностные бассейны мира шли по динамическому пути.
Вывод: развитие НГ бассейнов шло по пути статического-динамического катагенеза. Раздельно они встречаются редко. Бассейны платформенного типа по большей степени развивались по статическому катагенезу, а бассейны складчатых – по динамическому пути.
Динамические факторы нефтеобразования
Положение зоны ГФМ изменяется по глубине и протяженности. Они связаны с факторами статическими и динамическими.