НЕФТЕГАЗОМАТЕРИ́НСКИЕ ПОРО́ДЫ

НЕФТЕГАЗОМАТЕРИ́НСКИЕ ПОРО́ДЫ, тон­ко­зер­ни­стые оса­доч­ные по­ро­ды, со­дер­жа­щие ор­га­ни­че­ское ве­ще­ст­во, спо­соб­ные ге­не­ри­ро­вать и вы­де­лять жид­кие и га­зо­об­раз­ные уг­ле­во­до­ро­ды в ко­ли­че­ст­вах, дос­та­точ­ных для фор­ми­ро­ва­ния про­мыш­лен­ных ско­п­ле­ний. Поч­ти все ли­то­фа­ци­аль­ные ти­пы совр. и ис­ко­пае­мых осад­ков со­дер­жат ор­га­нич. ве­ще­ст­во, по­это­му ма­ло­про­дук­тив­ны­ми H. п. мо­гут быть поч­ти все ли­то­ло­гич. ти­пы суб­ак­валь­ных оса­доч­ных по­род сла­бо­вос­ста­но­вит. и вос­ста­но­вит. гео­хи­мич. фа­ций. Ниж­ний пре­дел со­дер­жа­ния ор­га­ни­ки в по­тен­ци­аль­но Н. п. за­ви­сит от ти­па ор­га­нич. ве­ще­ст­ва (са­про­пе­ле­вое или гу­му­со­вое), ли­то­ло­гич. ха­рак­те­ри­сти­ки по­род и др.

Ка­че­ст­вен­ная оцен­ка ти­па ор­га­нич. ве­ще­ст­ва и его неф­те­га­зо­ма­те­рин­ско­го по­тен­циа­ла про­во­дит­ся на ос­но­ва­нии изу­че­ния его ве­ще­ст­вен­но­го и хи­мич. со­ста­ва, фа­ци­аль­ных ус­ло­вий на­ко­п­ле­ния; ко­ли­че­ст­вен­ная оцен­ка – пря­мым из­ме­ре­ни­ем при пи­ро­ли­зе. По со­дер­жа­нию осн. мик­ро­ком­по­нен­тов вы­де­ля­ют гу­му­со­вое (фор­ми­ру­ет­ся из ос­тат­ков выс­ших рас­те­ний, пред­став­лен­ных в осн. лиг­ни­ном и цел­лю­ло­зой), са­про­пе­ле­вое (об­ра­зу­ет­ся пре­им. из про­дук­тов рас­па­да и по­ли­ме­ри­за­ции ли­пид­но­го ма­те­риа­ла планк­тон­ных во­до­рос­лей) и сме­шан­ное ор­га­нич. ве­ще­ст­во. B од­них и тех же ус­ло­ви­ях са­про­пе­ле­вое ор­га­нич. ве­ще­ст­во ге­не­ри­ру­ет в 2–3 раза боль­ше жид­ких уг­ле­во­до­ро­дов, чем гу­му­со­вое, пре­им. ге­не­ри­рую­щее ме­тан и его низ­шие го­мо­ло­ги. Пo до­ми­ни­рую­ще­му ти­пу ор­га­нич. ве­ще­ст­ва по­ро­ды под­раз­де­ля­ют на пре­им. неф­те­ма­те­рин­ские, со­дер­жа­щие ор­га­ни­ку в осн. са­про­пе­ле­во­го и гу­му­со­во-са­про­пе­ле­во­го ти­пов, и га­зо­ма­те­рин­ские c са­про­пе­ле­во-гу­му­со­вым и гу­му­со­вым ор­га­нич. ве­ще­ст­вом. Вы­со­ко­про­дук­тив­ны­ми неф­те­ма­те­рин­ски­ми по­ро­да­ми яв­ля­ют­ся гли­ни­стые, гли­ни­сто-кар­бо­нат­ные и кар­бо­нат­но-гли­ни­стые по­ро­ды вос­ста­но­вит. гео­хи­мич. фа­ций; вы­со­ко­про­дук­тив­ны­ми га­зо­ма­те­рин­ски­ми – гли­ни­стые, алев­ри­то-гли­ни­стые и гли­ни­сто-алев­ри­то­вые по­ро­ды сла­бо­вос­ста­но­ви­тель­ных и вос­ста­но­ви­тель­ных фа­ций.

В тер­ри­ген­ных по­ро­дах со­дер­жа­ние ор­га­нич. ве­ще­ст­ва воз­рас­та­ет от гру­бо­зер­ни­стых (конг­ло­ме­ра­ты, пес­ча­ни­ки) до гли­ни­стых (силь­но гли­ни­стые алев­ро­ли­ты, ар­гил­ли­ты, гли­ны). В кар­бо­нат­ных (хе­мо­ген­ных и фи­то­ген­ных), кремни­стых и др. оса­доч­ных по­ро­дах со­дер­жа­ние ор­га­ни­ки прак­ти­че­ски все­гда за­ви­сит от гли­ни­стой при­ме­си. В по­ро­дах оп­ре­де­ля­ет­ся ор­га­нич. уг­ле­род ($\ce{C_{орг}}$), а не всё ор­га­нич. ве­ще­ст­во, со­дер­жа­щее так­же во­до­род, ки­сло­род, се­ру, азот и др. эле­мен­ты. Сред­нее (клар­ко­вое) со­дер­жа­ние $\ce{C_{орг}}$ для по­тен­ци­аль­но Н. п. со­став­ля­ет в пес­ча­ни­ках и кар­бо­на­тах 0,2%, алев­ро­ли­тах – 0,4%, гли­ни­стых по­ро­дах – 0,9%. Для по­род, со­дер­жа­щих ор­га­нич. ве­ще­ст­во са­про­пе­ле­во­го со­ста­ва, ус­та­нов­ле­ны бо­лее низ­кие зна­че­ния $\ce{C_{орг}}$, раз­гра­ни­чи­ваю­щие не­неф­те­га­зо­ма­те­рин­ские и неф­те­га­зо­ма­те­рин­ские по­ро­ды: 0,1% для кар­бо­нат­ных по­род и 0,2% для тер­ри­ген­ных по­род (т. к. ор­га­нич. ве­ще­ст­во в них бо­лее окис­ле­но в ана­эроб­ном диа­ге­не­зе из-за на­ли­чия в си­ли­кат­ных по­ро­дах боль­ше­го ко­ли­че­ст­ва ок­сид­но­го же­ле­за и др. ми­нер. окис­ли­те­лей, сни­жаю­щих его неф­те­га­зо­ма­те­рин­ский по­тен­ци­ал). В за­ру­беж­ной лит-ре за ниж­ний пре­дел со­дер­жа­ния $\ce{C_{орг}}$ в кар­бо­нат­ных Н. п. при­ня­то счи­тать 0,3%, в гли­нах – 0,5%. Со­дер­жа­ние ор­га­нич. ве­ще­ст­ва в по­ро­де не ос­та­ёт­ся по­сто­ян­ным. Рас­ход его в про­цес­се ка­та­ге­не­за на ге­не­ра­цию уг­ле­во­до­род­ных (нефть, газ) и не­уг­ле­во­до­род­ных (во­да, се­ро­во­до­род, азот­ные га­зы и др.) про­дук­тов при­во­дит к сни­же­нию кон­цен­тра­ции $\ce{C_{орг}}$ в по­ро­дах бо­лее чем в 2 раза. По­это­му, ко­гда го­во­рят о со­дер­жа­нии ор­га­нич. ве­ще­ст­ва, все­гда ука­зы­ва­ют ста­дию пре­об­ра­зо­ва­ния по­род.

Бо­лее точ­ную ха­рак­те­ри­сти­ку воз­мож­но­стей Н. п. да­ёт ге­не­ра­ци­он­ный по­тен­ци­ал (сум­ма уг­ле­во­до­ро­дов, уже вы­де­лив­ших­ся из по­ро­ды, и тех, ко­то­рые мо­гут быть об­ра­зо­ва­ны в про­цес­се даль­ней­ше­го ли­то­ге­не­за), оп­ре­де­ляе­мый ме­то­дом пи­ро­ли­за. На ран­них ста­ди­ях пре­об­ра­зо­ва­ния по­ро­ды, ге­не­ра­ци­он­ный по­тен­ци­ал ко­то­рых мень­ше 2 кг уг­ле­во­до­ро­дов (УВ)/т по­ро­ды, не яв­ля­ют­ся неф­те­ма­те­рин­ски­ми, при ге­не­рац. по­тен­циа­ле 2–6 кг УВ/т – сред­ние и хо­ро­шие неф­те­ма­те­рин­ские по­ро­ды, св. 6 кг УВ/т – пре­вос­ход­ные (для га­зо­ма­те­рин­ских по­род та­ких чёт­ких гра­ниц не вы­яв­ле­но). Для вы­со­ко­по­тен­ци­аль­ных неф­те­ма­те­рин­ских от­ло­же­ний зна­че­ния ге­не­рац. по­тен­циа­ла мо­гут дос­ти­гать 100–200 кг УВ/т по­ро­ды.

Изу­че­ние Н. п. ве­дёт­ся с учё­том их ста­ди­аль­но­го пре­об­ра­зо­ва­ния, в про­цес­се ко­то­ро­го мно­гие их свой­ст­ва пре­тер­пе­ва­ют су­ще­ст­вен­ные из­ме­не­ния. На ста­дии се­ди­мен­то­ге­не­за и диа­ге­не­за фор­ми­ру­ет­ся ге­не­тич. тип ор­га­нич. ве­ще­ст­ва и за­кла­ды­ва­ет­ся неф­те­га­зо­ма­те­рин­ский по­тен­ци­ал по­ро­ды, на ста­дии ка­та­ге­не­за про­ис­хо­дят ос­нов­ная ге­не­ра­ция уг­ле­во­до­ро­дов и реа­ли­за­ция неф­те­га­зо­ма­те­рин­ско­го по­тен­циа­ла. Вы­де­ля­ют­ся 4 осн. эта­па раз­ви­тия Н. п.: по­тен­ци­аль­но неф­те­ма­те­рин­ских по­род, неф­те­про­из­во­дя­щих, неф­те­про­из­во­див­ших, быв­ших неф­те­ма­те­рин­ских. На 1-м эта­пе по­тен­ци­ал по­род толь­ко сло­жил­ся, про­ис­хо­дит обо­га­ще­ние по­род мик­ро­неф­тью (смесь уг­ле­во­до­ро­дов и рас­тво­рён­ных в ней низ­ко­мо­ле­ку­ляр­ных смол) в ре­зуль­та­те вы­де­ле­ния ле­ту­чих га­зо­об­раз­ных про­дук­тов ($\ce{CO2, N2, H2S, CH4}$, ам­ми­ак), $\ce{H2O}$ и мяг­ко­го тер­мо­ли­за ор­га­нич. ве­ще­ст­ва; ми­грац. про­цес­сы сла­бо раз­ви­ты. На 2-м эта­пе об­ра­зу­ют­ся прак­ти­че­ски все уг­ле­во­до­ро­ды, вхо­дя­щие в даль­ней­шем в нефть (мак­ро­нефть). Во вре­ме­ни он свя­зан с гл. фа­зой неф­те­об­ра­зо­ва­ния, в про­стран­стве – с гл. зо­ной неф­те­об­ра­зо­ва­ния и со­от­вет­ст­ву­ет гра­да­ци­ям ка­та­ге­не­за рас­се­ян­но­го ор­га­ни­че­ско­го ве­ще­ст­ва от МК₁ до МК₃ (пре­об­ра­зо­ва­ни­ям ор­га­нич. ве­ще­ст­ва от на­ча­ла до се­ре­ди­ны ме­зо­ка­та­ге­не­за в ин­тер­ва­ле тем­пе­ра­тур от 60–80 до 180–200 °С). По­ро­ды, на­хо­дя­щие­ся в гл. зо­не неф­те­об­ра­зо­ва­ния, кар­ти­ру­ют­ся как очаг неф­те­об­ра­зо­ва­ния. На этом эта­пе уси­ли­ва­ет­ся и ско­рость пер­вич­но-ми­грац. про­цес­сов: ес­ли сна­ча­ла она мень­ше ско­ро­сти ге­не­ра­ции уг­ле­во­до­ро­дов, то в кон­це гл. фа­зы неф­те­об­ра­зо­ва­ния ско­рость эмиг­ра­ции за­мет­но пе­ре­кры­ва­ет про­цесс ге­не­ра­ции, неф­те­ма­те­рин­ский по­тен­ци­ал ор­га­нич. ве­ще­ст­ва прак­ти­че­ски ис­чер­пы­ва­ет­ся и гл. фа­за неф­те­об­ра­зо­ва­ния за­ту­ха­ет. При­зна­ка­ми неф­те­про­из­во­дя­щих от­ло­же­ний яв­ля­ют­ся ре­гио­наль­но рас­про­стра­нён­ные сле­ды ми­гра­ции мик­ро­неф­ти и за­ко­но­мер­но на­прав­лен­ные из­ме­не­ния со­ста­ва ор­га­нич. ве­ще­ст­ва и его ком­по­нен­тов, сви­де­тель­ст­вую­щие о со­вер­шив­шей­ся от­да­че уг­ле­во­до­ро­дов. 3-й этап со­от­вет­ст­ву­ет кон­цу ме­зо­ка­та­ге­не­за – се­ре­ди­не апо­ка­та­ге­не­за, и ему от­ве­ча­ет гл. фа­за га­зо­об­ра­зо­ва­ния. Неф­те­про­из­во­див­шие от­ло­же­ния об­ла­да­ют ну­ле­вым неф­те­ма­те­рин­ским, но зна­чит. га­зо­ма­те­рин­ским по­тен­циа­лом. В гл. зо­не га­зо­об­ра­зо­ва­ния (ко­нец ме­зо­ка­та­ге­не­за – се­ре­ди­на апо­ка­та­ге­не­за, темп-ры от 180–200 до 250 °С) об­ра­зу­ют­ся в осн. уг­ле­во­до­род­ные га­зы, сре­ди ко­то­рых ве­ду­щая роль при­над­ле­жит ме­та­ну. По­ро­ды и ор­га­нич. ве­ще­ст­во 2-го и 3-го эта­пов об­ла­да­ют про­ме­жу­точ­ным (ме­ж­ду те­ми или ины­ми эта­па­ми или гра­да­ция­ми ка­та­ге­не­за) и ос­та­точ­ным (ко­ли­че­ст­во мик­ро­неф­ти, ко­то­рое по­ро­да мо­жет ге­не­ри­ро­вать сверх то­го, что уже об­ра­зо­ва­лось) по­тен­циа­лами. Ре­ко­мен­ду­ет­ся ука­зы­вать, по­сле ка­кой гра­да­ции ка­та­ге­не­за ос­тал­ся дан­ный по­тен­ци­ал. На по­след­нем эта­пе по­ро­ды об­ла­да­ют очень низ­ким га­зома­те­рин­ским по­тен­циа­лом, в осн. об­ра­зу­ет­ся боль­шое ко­ли­че­ст­во ди­ок­си­да уг­ле­ро­да.

Этап­ность раз­ви­тия Н. п. со­гла­су­ет­ся с вер­ти­каль­ной зо­наль­но­стью рас­пре­де­ле­ния уг­ле­во­до­ро­дов в не­ин­вер­си­он­ном неф­те­га­зо­нос­ном бас­сей­не (свер­ху вниз): газ→нефть→га­зо­кон­ден­сат→газ, т. е. про­цесс га­зо­об­ра­зо­ва­ния на­чи­на­ет, со­пут­ст­ву­ет и за­вер­ша­ет неф­те­об­ра­зо­ва­ние. Вы­де­ле­ние гл. эта­па в эво­лю­ции Н. п. яв­ля­ет­ся ос­но­вой для оцен­ки ре­сур­сов уг­ле­во­до­ро­дов неф­те­га­зо­нос­ных бас­сей­нов и на­уч. обос­но­ва­ния неф­те­по­ис­ко­вых ра­бот.