Гидрогеологические основы теории нефтегазонакопления
(Капченко Л. Н. Гидрогеологические основы теории нефтегазонакопления. Л., Недра, 1983, 263 с., 1350 экз., 3 р.)
Е.Ф. СТАНКЕВИЧ (ВНИИгеолнеруд)
Месторождения полезных ископаемых в осадочных толщах Земли формируются при участии подземных вод. В первую очередь это относится к нефтяным и газовым залежам. Поэтому не случайно, что гидрогеологи уделяют огромное внимание их происхождению. Этой проблеме посвящено много публикаций. В рецензируемой книге рассматриваются гидрогеологические условия нефтегазонакопления. Л.Н. Капченко давно занимается этим вопросом, он выдвинул новые оригинальные положения. В монографии обобщен обширный фактический материал, использованы многочисленные литературные источники и сделаны важные выводы.
Книга состоит из десяти глав. В I главе очень кратко изложены взгляды автора на строение и эволюцию гидросферы. Этот вопрос рассматривается в IV главе, где показаны особенности движения подземных вод нижнего гидрогеологического этажа, и в IX главе, где приводятся особенности поведения основных компонентов подземных вод по отношению к нефти и газу и общие гидрогеохимические закономерности древних и молодых платформ. Коллекторские свойства вмещающих пород и их эволюция охарактеризованы в IV главе. Вопросы накопления, преобразования ОВ и последующая генерация У В изложены во II главе, а также в главах V-VIII, которые посвящены взаимоотношениям подземных вод с нефтью и газом, аккумуляции, переформированию и разрушению нефтяных и газовых скоплений. Завершает книгу глава X о гидрогеологической составляющей прогноза нефтегазоносности.
Л.Н. Капченко разделяет взгляды той группы геологов, которые считают, что первичная миграция и аккумуляция нефти осуществляются в самостоятельной фазе. Развивая эти представления, он приводит много экспериментальных и расчетных данных. Его концепция такова: а) наиболее благоприятна для нефтегазонакопления верхняя часть нижнего яруса нижнего гидрогеологического этажа; б) движение флюидов носит непрерывно-прерывный характер. Первичная и вторичная миграция нефти в основном осуществляется самостоятельно, не в водном растворе. В сжатом газе она также маловероятна. Газ мигрирует преимущественно пассивно в составе нефти и воды, но может мигрировать и самостоятельно. Состав углеводородных газов зависит от состава РОВ нефтегазоматеринских толщ и углеводородных залежей региона. Подземные воды оказывают существенное влияние на эволюцию геологической среды и в большей мере определяют коллекторские свойства вмещающих горных пород.
Книга Л.Н. Капченко многопланова, представляет большой интерес для гидрогеологов и геологов нефтяного профиля, она во многом дискуссионна, что придает ей большую ценность. Тем не менее необходимо сделать ряд замечаний. Главы недостаточно связаны между собой и почти не чувствуется общей идеи. При обилии приведенных фактов иногда трудно выделить взгляды самого автора на тот или иной предмет. Лаконичность изложения, обилие информации и частые ссылки на литературу затрудняют понимание многих положений. Вероятно, малый объем книги не позволил Л.Н. Капченко остановиться на взглядах многих своих предшественников, которые освещали гидрогеологические, особенно гидрогеохимические вопросы нефтегазонакопления (А.А. Архангельский, В.А. Сулин, М.П. Толстой, К.В. Филатов и др.).
Создание теории нефтегазонакопления трудно переоценить. Гидрогеологическая часть ее имеет особое значение, так как все процессы превращения ОВ, генерация и миграция нефти и газа происходят не только в водной среде, но и непосредственно с участием воды. Объем гидросферы по сравнению с таковым нефти и газа несоизмеримо велик. В то же время в подземных водах постоянно содержится РОВ. Химический состав, степень окисляемости и количество последнего, а также водорастворенные газы во многом определяют свойства воды и направление ее метаморфизации. Сведения о них необходимы при прогнозных, поисковых и разведочных работах на нефть и природный газ. Поэтому изучение гидрогеологических и гидрохимических особенностей отложений, перспективных на нефть и газ, - одна из главных задач гидрогеологии. В связи с этим гидрогеологические исследования нефтегазоносных пород необходимо вести параллельно с изучением общих закономерностей формирования подземных вод в земной коре, в первую очередь в осадочной оболочке Земли. В этом случае нельзя ограничиваться изучением только нефтегазоносных бассейнов. Необходим учет условий формирования подземных вод и их химического состава в заведомо ненефтегазоносных отложениях.
По нашему мнению, наиболее спорной является первая глава рецензируемой книги «Строение и эволюция подземной гидросферы». В ней нет обоснования строения подземной гидросферы осадочных бассейнов, не делается сравнений с подобными схемами других авторов. Поэтому желательно было бы привести, данные о естественных границах между выделяемыми верхними и нижними гидрогеологическими этажами, а также ярусами. Неясно, как определять верхнюю и нижнюю границы зоны перехода (зоны замедленного водообмена). С ними следовало бы увязать тектонику, возраст горных пород, выполняющих нефтегазоносный бассейн, геологическую и гидрогеологическую историю. Гидродинамические зоны необходимо выделять для всей подземной гидросферы, независимо от ее локальной нефтегазоносности. При таком подходе гидрогеологическое районирование с выделением перспективных на нефть и газ бассейнов или их частей будет более обосновано.
Для древних платформ, особенно тех, где развиты соленосные отложения, скачки в минерализации подземных вод, как правило, очень резки и происходят в небольшом интервале глубин - от первых десятков до ста метров (Сибирская платформа, Волго-Уральская область и др.). Важно отметить, что этот интервал далеко не всегда приурочен к водоупорам в разных областях. Он находится на разной глубине в зависимости от геоморфологических и тектонических условий. Скорее всего, этот интервал и маркирует одну из границ гидродинамических зон (этажей, ярусов).
Гидрохимическая типизация подземных вод, как это показал в свое время В.А. Сулин, имеет большое значение при изучении нефтегазоносности. В книге Л.Н. Капченко этому уделено недостаточное внимание.
В одних случаях Л.Н. Капченко классифицирует воду по содержанию главных ионов, в других - оперирует солевым составом вод и отношениями между главными ионами, характеризующими степень метаморфизации. Четкое выделение гидрохимических типов вод, прослеживание их эволюции в процессах диагенеза и катагенеза, связь типов с растворимостью УВ - все это, по нашему мнению, позволило бы детальнее изучить взаимодействие подземных вод с ОВ и УВ.
Характеризуя гидрохимическую обстановку седиментогенеза, Л. Н. Капченко считает, что в бассейнах седиментации нефтегазопроизводящих толщ развиты воды морского типа. Это бывает не всегда. М.П. Толстой (1958 г.) предполагал, что в первую половину эпохи, когда отлагались породы нижнего отдела продуктивной толщи, на Апшеронском полуострове воды бассейна седиментации относились к сульфатно-натриевому типу, т.е. содержали сульфаты натрия. Восстановление последних и привело к появлению щелочных (содовых) вод в этих отложениях.
Приуроченность щелочных (содовых) подземных вод к продуктивным отложениям молодых нефтеносных бассейнов, наибольшая растворимость ОВ в водах этого типа, а также возможность их формирования за счет нормальной морской воды в глинистых осадках, богатых ОВ на первых стадиях диагенеза, еще в 1971 г. дали мне возможность сделать вывод о связи нефтегазообразования с этапом формирования подземных вод содового (гидрокарбонатно-натриевого) типа. Думается, что связь нефтегазообразования с водами определенного гидрохимического типа может быть подтверждена при изучении литологии нефтеносных отложений. Сейчас уже установлено, что определенным гидрохимическим типам вод отвечают парагенезисы не только хемогенных солей, но и некоторых глинистых минералов. Например, по данным В.И. Муравьева, под влиянием содовых вод, мигрировавших вместе с нефтью из подсолевых пород Прикаспийской впадины, в алевролитах татарского и мезозойского возраста гидрослюда заместилась монтмориллонитом, а в песчаниках появился давсонит. В нефтенасыщенной части, так же, как и в межкупольной, никаких минералогических изменений в водоносных породах не отмечено. Эти данные показывают, что гидрохимическую типизацию вод, характер взаимодействия их с вмещающими породами и ОВ всегда следует учитывать.
При восстановлении условий нефтегазонакопления до сих пор обращается недостаточное внимание на процессы седиментации и литогенеза в крупных депрессиях, занятых солеными озерами-морями типа Каспия и его предшественников, а также на роль трофических уровней в накоплении ОВ. Вероятно, постоянно переоценивается роль водоупоров и стратификации подземных вод по их плотности.
Не останавливаясь на мелких недостатках книги, следует отметить, что она интересна и вызвала много положительных откликов.
Поступила 10/1 1984 г.