|
УДК 552.14:661.7:551.73 (470.44/.47) |
Изменение дебитуминизированной части РОВ подсолевых отложений Прикаспийской впадины в процессе катагенеза
О. К. НАВРОЦКИЙ, И. Н. СИДОРОВ, Г. П. БЫЛИНКИН, И. В. ОРЕШКИН (НВНИИГГ)
Изучение нерастворимого органического вещества (НОВ) пород имеет важное значение для оценки нефтегазопроизводящих свойств пород, масштабов генерации газообразных и жидких УВ.
Нерастворимая часть РОВ изучалась многими исследователями [2, 4, 5 и др.]. По мнению одних [5, 6], в РОВ как сапропелевого, так и гумусового типа процессы катагенетических превращений идут в направлении карбонизации, снижения концентрации кислорода, азота, серы, роста степени ароматичности. Содержание водорода уменьшается незаметно, и только начиная со стадии МК4 это фиксируется четко.
С. Г. Неручев с соавторами [2] считают, что для РОВ сапропелевого типа при достижении им стадий MK1- МК3 (ГФН) происходит не увеличение, а заметное снижение доли углерода и накопление гетероэлементов.
Авторы настоящей статьи изучали НОВ различного генетического типа, полученного из подсолевых отложений Прикаспийской впадины.
Были выделены следующие классы РОВ.
1.Собственно сапропелиты, представленные преимущественно коллоальгинитом (Микрокомпонентный состав РОВ определялся Г. М. Парпаровой (ВНИГРИ).), обогащены липидными компонентами. Для молекулярной структуры дебитуминизированного РОВ, не измененного катагенетическими процессами, характерно высокое содержание водорода (7,3-7,7), выход летучих продуктов составляет 64-66%. Коэффициент F1 предложенный Н.Б. Вассоевичем и И.Е. Лейфманом [1], достигает 0,9, что свидетельствует о значительном нефтегазоматеринском потенциале.
Изменение химического состава нерастворимой части РОВ собственно сапропелевого типа в процессе катагенеза показано на рис. 1.
Нами были проанализированы результаты изучения сапропелевого РОВ карбонатно-терригенных пород девонско-нижнепермского возраста Прикаспийской впадины. Для характеристики начальных стадий катагенеза (ПК-MK1) были использованы данные о ке- рогене глин мезозойских отложений, содержащих также РОВ, обогащенное липидными компонентами.
На рис. 1 видно, что с ростом катагенетической превращенности РОВ в нерастворимой части увеличивается количество углерода, уменьшается содержание водорода и гетероэлементов.
Вместе с тем на стадиях MK1-МК3 происходит торможение процесса карбонизации РОВ.
По данным рентгеноструктурного анализа, отмечается рост фактора ароматичности. Изменение элементного состава керогена обусловлено процессами генерации летучих продуктов углефикации, на что указывает уменьшение выхода летучих в процессе катагенеза и снижение коэффициента F1
В инфракрасных спектрах НОВ на стадии ПК отчетливо выражены полосы кислородсодержащих соединений (1710 см-1), ароматические структуры содержатся в незначительных количествах, так как отсутствуют полосы замещенной ароматики (875 см-1, 815 см-1, 750 см-1). Поглощение в области 1610-1640 см-1, по-видимому, связано с гетероциклическими аналогами ароматики. В процессе катагенеза (МК3) образуются ароматические структуры (полоса 1610 см-1) и происходит поглощение в области 900- 700 см-1. Резко уменьшается количество кислородсодержащих соединений. Для фиксации катагенетических изменений предлагаются коэффициенты, отражающие соотношение ароматических и кислородсодержащих структур: I1610/I1710, I870/I1710, I750/I1710. Результаты исследования НОВ методом ИКС представлены в табл. 1.
2.Оксисорбосапропелевое РОВ, окисленное в процессе диагенеза. Для изучения его катагенетической эволюции были подобраны углепетрографически однородные образцы, отличающиеся степенью катагенетического преобразования, с концентрациями Сорг не более 0,15 %.
Изменение химического состава РОВ показано в табл. 2, где молекулярная структура исходного дебитуминизированного оксисорбосапропелевого РОВ отличается высоким содержанием углерода и низким водорода по сравнению с собственно сапропелевым. Невысокое значение коэффициента F1 (0,26-0,36) свидетельствует о низком нефтегазогенерационном потенциале.
Приведенные в табл. 2 данные указывают на то, что в процессе катагенеза содержание углерода увеличивается, а водорода уменьшается.
Инфракрасные спектры НОВ рассматриваемого типа характеризуются наличием полос поглощения групп С-O (1710 см-1) и ароматических структур.
По мере усиления воздействия факторов катагенеза на РОВ, по данным ИКС, отмечается усиление интенсивности полос поглощения ароматических структур и уменьшение кислородсодержащих.
3.Гумитовое (арконовое РОВ). Для изучения процессов его катагенетического преобразования были подобраны образцы, в микрокомпонентном составе которых кроме детритных форм (витринит 10-35 %, фюзинит 2-9%, лейптинит 1-4%) в значительном количестве присутствует сорбомикстинит.
По химическому составу дебитуминизированное гумитовое РОВ близко к РОВ оксисорбосапропелевому, в начале катагенеза содержание углерода составляет 68-70 %, водорода 4,6- 5%. Атомарное отношение F1 и потенциальный выход летучих продуктов не превышает соответственно 0,4 и 46 %.
Изменение элементного состава НОВ арконового типа на различных стадиях катагенеза представлено на рис. 2.
По мере увеличения катагенетической превращенное™ РОВ доля углерода в керогене возрастает, а гетероэлементов и водорода убывает. По данным рентгеноструктурного анализа, отмечается отчетливый рост фактора ароматичности. В отличие от гумусовых клареновых углей [3] темп нарастания обезуглероженности в рассеянном О В ниже.
По данным ИКС, в процессе катагенеза отмечается увеличение количества ароматических структур. При этом расстояние между полосами замещенной ароматики (область 900-700 см-1) остается постоянным в отличие от данных [7, 8].
Таким образом, для всех типов РОВ в процессе катагенеза зафиксирован единый процесс карбонизации РОВ. В то же время каждый тип РОВ имеет свою тенденцию изменения химического состава, определяющего масштабы нефтегазообразования. Для собственно сапропелевого типа на стадиях MK1-МК3 отмечается снижение темпа карбонизации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Вассоевич Н.Б., Лейфман И. Е. Об оценке доли водорода, определяющей нефтематеринский потенциал органического вещества. - В кн.: Нефтематеринские свиты и принципы их диагностики. М., 1979, с. 36-46.
2. Генерация углеводородов в процессе литогенеза осадков / Т. Э. Баранова, С. Н. Белецкая, С. Г. Неручев и др. Новосибирск, Наука, 1976.
3. Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. Под ред. И. А. Кузнецова и др. М„ Госгеолтехиздат. 1964, т. 1.
4. Конторович А.Э. Геохимические методы количественного прогноза нефтегазоносности. М., Недра, 1976.
5. Касаточкин В. И., Егорова О. И., Гаврилова О. И. Спектрохимическая характеристика метаморфизма каменных углей. - Изв. АН СССР. Сер. Металлургия и топливо, 1962, № 16, с. 192-195.
6. Нестеров И. И. Критерии прогнозов нефтегазоносности. М., Недра, 1969.
7. Четверикова О. П., Дубовик В. И., Пентина Т. Ю. Изменение строения рассеянного органического вещества при погружении вмещающих пород. - В кн.: Исследование органического вещества современных и ископаемых осадков. М., 1976, с. 217-223.
8. Шакс И. А., Файзуллина Е. М. Инфракрасные спектры ископаемого органического вещества. Л., Недра, 1974.
Поступила 13/IX 1982 г.
Таблица 1 Изменение структуры НОВ сапропелевого типа, по данным ИКС
|
Площадь, скважина |
Порода |
Глубина, м |
Микрокомпонентный состав |
Стадия катагенеза |
I610/I1710 |
I870/I1710 |
I750/I1710 |
|
Перелюб-Благодатская, 56 |
Сланец |
21,8-22,8 |
Коллоальгинит |
ПК |
0,7 |
- |
- |
|
Жулидовская, 1 |
Аргиллит |
5033-5035 |
« |
МК3-4 |
2,2 |
0,9 |
0,9 |
|
Астраханская, 1 |
» |
4093-4100 |
« |
МК3-4 |
2,2 |
1,1 |
1,1 |
Таблица 2 Геохимическая характеристика НОВ оксисорбосапропелевого РОВ карбонатных палеозойских пород Прикаспийской впадины
|
Площадь, скважина |
Глубина, м |
Возраст |
Стадия катагенеза |
Характеристика НОВ |
|||
|
С, % |
H, % |
|
Vг, % |
||||
|
Еланская, 63 |
239-465 |
С1m |
ПК (начало) |
69,61 |
4,54 |
25,85 |
0,26 |
|
Оренбургская, 96 |
1461-1653 |
Р1аr |
То же |
66,95 |
4,58 |
28,48 |
0,28 |
|
Краснокутская, 16 |
2438-2447 |
С2m |
МК2 (начало) |
73,2 |
4,26 |
22,54 |
0,31 |
|
Предуральская, 106 |
4050-4075 |
С2b |
То "же |
75,1 |
3,26 |
21,64 |
0,16 |
|
Южно-Ершовская, 3 |
4121-4160 |
D2gv |
МК3 (середина) |
79,30 |
3,85 |
16,85 |
0,22 |
|
Западно-Ровенская, 9 |
4475-4481 |
D3f |
МК3 (конец) |
82,38 |
3,30 |
14,32 |
0,26 |
|
Южно-Ершовская, 3 |
4626-4632 |
D2ef |
То же |
81,70 |
3,36 |
14,94 |
0,26 |
|
Астраханская, 1 |
4503-4545 |
C1v |
МК4 (начало) |
85,14 |
3,92 |
10,94 |
0,39 |
|
Жулидовская, 1 |
4783-4788 |
С1t |
То же |
86,52 |
3,62 |
9,86 |
0,36 |
Примечание. Сорг= 0,02 - 0,15 %.
Рис. 1. Изменение химического состава нерастворимой части РОВ собственно сапропелевого типа в процессе катагенеза
Рис. 2. Изменение химического состава нерастворимой части гумитового РОВ в процессе катагенеза
