В процессе преобразования ОВ при погружении пластов горных пород, в зоны все более высоких температур и давлений нарастает генерация не только углеводородных соединении, но и сопутствующих им вод. Новообразование воды при разложении различных соединений ОВ известно давно. Нами различаются два типа вод. Воды, генерирующиеся в живых организмах в процессе их жизнедеятельности в горных породах, называются биогенными, а образующиеся при метаморфизации ОВ в горных породах - органогенными (имеются в виду только новообразованные воды, а не захваченные из окружающей среды).

Если суммировать все воды, прошедшие в истории Земли через живые организмы и образуемые в процессе их жизнедеятельности, а также генерируемые при распаде ОВ, то их общий объем, по высказываниям В.И. Вернадского, превысит объем всей гидросферы. Старая гипотеза [5] органического происхождения вод нефтяных месторождений основана на представлениях о богатстве водой планктона (до 99% воды в составе живого ОВ), которая в процессе преобразования ОВ выделяется и является основной составляющей вод вблизи залежей. В специально поставленных опытах определено, что в различных плах и песках, содержащих ОВ, через месяц при разложении ОВ увеличивается количество воды. Это особенно касается богатых ОВ пород [5]. Масштабы генерации биогенной и органогенной воды были неясны. Г.М. Сухарев (1959) считал, что из-за ее малых объемов вряд ли эти воды могут иметь существенное значение в формировании запасов подземных вод. Л.Н. Капченко (1972) полагал, что по той же причине образуемая из ОВ пресная вода незначительно влияет на уменьшение минерализации пластовых вод. А.Э. Конторович и др. (1972) пришли к выводу, что органогенная вода играет существенную роль в балансе продуктов углефикации. Е.А. Рогозина [7] отмечает, что в процессе преобразования углей до начала коксовой стадии динамика генерации метана и воды аналогична: максимумы интенсивности фиксируются на одних и тех же катагенетических уровнях.

Прямых определений количества образующейся органогенной воды на разных стадиях углефикацин ОВ не проводилось. Сравнительный анализ различных методик расчета образующихся летучих (Н₂О, СО₂, СН4, H₂S, NH₃)продуктов углефикации ОВ, проведенный А.Э. Конторовичем и др. (1972), показал, что наиболее обоснована методика В.А. Успенского [6]. Однако сам В.А. Успенский признавал, что его вычисления количества продуктов углефикации весьма приближенны (табл. 1). И все же для общей оценки роли органогенной воды в формировании нефтегазогидрохимических аномалий в зонах генерации УВ при поисках нефти и газа этими расчетами можно воспользоваться.

Мы исходили из того, что максимальное количество органогенной воды образуется в нефтегазоматеринских толщах при прохождении ими главных фаз нефте- и газообразования, когда породы значительно уплотнены и обезвожены, в результате чего новообразованные воды становятся максимально обогащенными растворенными нефтяными УВ, органическими кислотами и углеводородными газами.

Масштабы образования органогенной воды в процессе углефикации ОВ и ее влияния на гидрохимическую обстановку оцениваются нами на примере сравнительно хорошо изученных нижне-среднеюрских отложений Восточно-Кубанской впадины, с которыми связывается большая часть выявленных здесь запасов свободного газа. Объем ОВ в юрских породах рассчитан исходя из среднего содержания ОВ в породе, равного 1,65% [1]. Зная среднее количество продуктов углефикации (см. табл. 1), выделяющихся из 1 т ОВ, нами определены объемы образовавшейся воды на стадиях катагенеза (МК3, МК₄ и AK1), которые соответствуют нижней зоне конденсатообразования и главной (глубинной) зоне газообразования [Вассоевич Н. Б., 1979 г.]. Суммарный объем органогенной воды, выделившейся из ОВ горской материнской толщи Восточно-Кубанской впадины на этих градациях катагенеза, составляет около 12 км³ (табл. 2). При этом следует отметить, что в пласт-коллектор переходит не вся органогенная вода; часть ее остается в материнской толще. Если допустить, что средняя пористость коллекторов нижне-среднеюрской толщи составляет 5 %, то в общем объеме воды коллектора (600 км³), содержащейся в этих отложениях, примерно 2-3 % будет приходиться на долю органогенной воды.

Расчеты же показывают, что эта вода при данных термодинамических условиях может вынести в пласт-коллектор значительное количество газа. Нижне-среднеюрские отложения Восточно-Кубанской впадины характеризуются АВПД. На Юбилейной площади (глубина 4945 м) пластовое давление в породах средней юры составляло 97 МПа. Для расчетов мы взяли 80 МПа, а температуру 160 °С При этих условиях растворимость метана в 1 см³ пресной воды равна 10 см³. В 12 км³ органогенной воды может раствориться 120 млрд. м³ метана.

Полученный результат расчета растворимости метана по существу минимален. Ведь учтенные массы органогенной воды получаются тогда, когда из глин уже удалена легко отжимаемая вода и остались только полусвязанные поровые растворы. Образуемая из РОВ вода неминуемо частично сорбируется тонкодисперсными глинами и пополняет объем поровых растворов. При дальнейшем же росте нагрузки пород и пластового давления поровые растворы становятся подвижными и приобретают свойство агрессивной растворимости по отношению к углеводородным газам и ОВ [4]. Поэтому рассчитанные объемы растворимости можно повысить по крайней мере в 2 раза и более.

На наш взгляд, роль органогенной воды в процессе нефтегазообразования и формирования залежей УВ немаловажна (мы здесь не рассматриваем роль освобожденных сорбированных и возрожденных вод, которая очень велика). Вода, возникшая благодаря распаду ОВ, насыщается его продуктами и способствует эмиграции УВ в пласт-коллектор. В главных зонах нефте- и газообразования вода, обогащенная ОВ, повышает его фоновые концентрации в пластах-коллекторах. Органогенная вода способствует созданию повышенных аномалийных концентраций ОВ и пластовых водах зон генерации УВ. При этом она может оказывать некоторое опресняющее влияние на окружающую гидрохимическую обстановку недр.

Так, воды пластов-коллекторов нижне-среднеюрской толщи Восточно-Кубанской впадины характеризуются минерализацией от 13 до 55 г/л, чаще менее 35 г/л. Палеогидрогеологические условия юрских отложений были благоприятными для сохранения седиментогенных “од [Карцев А.А., 1969 г.]. Климат в нижне-среднеюрский период осадконакопления был гумидным, что способствовало широкому развитию растительности и накоплению в юрских породах углистых включений. Седиментация осадков происходила преимущественно в пресноводных водоемах озерно-болотного типа, и минерализация подземных вод нижне-среднеюрских осадков в целом была небольшой. Лишь на отдельных участках, где существовала ограниченная связь с океаном, вода могла достигать солености вод последнего. Охарактеризованные палеогеографические условия осадконакопления увязываются с современной минерализацией подземных вод этих комплексов. Однако наличие изолированных зон с пониженной минерализацией не в последнюю очередь обусловлено опресняющим влиянием органогенной воды, выделяемой при катагенезе РОВ. Определяющее влияние на пластовую воду могли одновременно оказывать возрожденные воды монтмориллонитовых и гидрослюдистых пород при достижении высоких стадий катагенеза.

Таким образом, получающиеся в процессе катагенетического изменения ОВ органогенные воды способствуют эмиграции УВ в пласты-коллекторы и могут участвовать в формировании залежей УВ. Они повышают концентрацию ОВ в пласте-коллекторе и влияют на гидрохимическую характеристику водоносных горизонтов, используемую в качестве поисковых критериев на нефть и газ.

1. Гладков В.И. Особенности условий газообразования и газонакопления в Западном Предкавказье. - Изв. АН СССР, сер. геол.,1978, № 9, с. 98-109.
2. Гуревич А.Е., Капченко Л.Н., Кругликов Н.М. Теоретические основы нефтяной гидрогеологии. Л., Недра, 1972.
3. Козлов В.П.. Токарев Л.В. Масштабы газообразования в осадочных толщах (на примере Донецкого бассейна). - Сов. геология,1961, № 7. с. 19-33.
4. Симоненко В.Ф. Роль поровых растворов в процессах нефтенакопления. - В кн.: Теоретические вопросы нефтегазовой геологии. Киев. 1980, с. 98-120.
5. Сулин В.А. Гидрогеология нефтяных месторождений. М., Гостоптехиздат, 1948.
6. Успенский В. А. Опыт материального баланса процессов, происходящих при метаморфизме угольных пластов. - Изв. АН СССР, сер. геол., № 6, 1954, с. 94-101.
7. Этапы газообразования и их влияние на распределение нефти и газа /Е.А. Рогозина, В.Д. Наливкин, С.Г. Неручев и др. - В кн.: Генезис углеводородных газов и формирование месторождений. М., 1977, с. 36-43.

Таблица 1

Таблица 2