УДК 553.982.556

Нефти ранних этапов генерации

АЛ.А. ПЕТРОВ (ИГиРГИ)

Вопрос о возможности существования катагенно-незрелых нефтей, образование которых протекало при степени катагенеза равной ПК₂-ПК₃, или при величине отражательной способности витринита <0,5 R° [2-4] обсуждался неоднократно. Определенный интерес вызывает химический состав нефтей, так как предполагали, что они должны быть нафтеновыми, т. е. близкими по составу к нефтям, подвергшимся биодеградации. Однако экспериментальных данных действительно ранних этапов генерации нефти до сих пор получено мало.

Рассмотрим две нефти, добытые из межсолевых отложений верхнего девона (фаменский ярус, задонско-елецкий горизонт) Припятской впадины. Для межсолевых отложений этого района было установлено, что степень катагенного преобразования органического вещества не превышала значений R°=0,43, что соответствует буроугольной стадии Б₂ [4].

Обе нефти Восточно-Выступовичского (скв. 3) и Западно-Славаньского (скв. 66) месторождений были тяжелыми, высокосмолистыми (так, первая из них содержала 32 % насыщенных, 30 % ароматических УВ и 37 % смол). Детальный химический состав нефтей изучен с помощью высокоэффективной газовой хроматографии, а также хроматомасс-спектрометрии [3].

На рисунке приведены хроматограммы насыщенных УВ рассматриваемых нефтей. Следует сразу отметить, что обе нефти исключительно богаты реликтовыми УВ (биомаркерами). В то же время нефти эти генерированы двумя различными источниками, поскольку первая из них (а) имеет высокую концентрацию стеранов, вторая (б) характерна большой концентрацией гопанов. В межсолевых нефтях Припяти (месторождения: Золотухинское, Мормовичи и др.) часто встречаются нефти смешанные, генерированные двумя источниками, т. е. стерано-гопановые.

При более подробном изучении УВ состава нефтей первое, что обращает на себя внимание, обе нефти содержат заметные количества н-алканов, что отличает их от сильно биодеградированных образцов [1]. В распределении н-алканов хорошо видны закономерности, свойственные нефтям, образованным из морской органики. Так, соотношение для нефтей (n-C₁₅+n-C₁₇)/2C₁₆=2,76 (см. рисунок, а) и 1,5 (см. рисунок, б). В то же время соотношение (n-С₂₂+n-С₂₄)/2n-С₂₃ составляет соответственно 1,18 и 1,15. Таким образом, показатели, характерные для распределения н-алканов в «морских» нефтях (нечетность для н-алканов <С₂₀ и четность для н-алканов >С₂₀), проявляются в данном случае особенно ярко. «Морской» генезис рассматриваемых нефтей виден также по соотношению пристан/фитан, соответственно 0,5 и 0,69.

Для нефти Западно-Славаньского месторождения следует отметить исключительно высокую концентрацию УВ ряда гопана состава С₂₇-С₃₅. Кроме того, обе нефти содержат заметные концентрации гамма-церана. Интересна также пиковая концентрация гопанов С₃₄, сумма 22S и 22R эпимеров которого превышает концентрацию гопана С₃₀. Ранее [3] нами была замечена столь же высокая концентрация гопанов С₃₄ для межсолевой нефти месторождения Осташковичи (скв. 90).

Особенно «незрелой» нефтью является нефть Восточно-Выступовичского месторождения, богатая стеранами. Характерно, что она содержит главным образом стераны с биологической конфигурацией (5a,20R), с резким преобладанием 5a-холестана, что обычно для морского планктона. Соотношение 5a-стеранов С₂₇:С₂₈:С₂₉=1:0,4:0,6. Содержание изо (14b) стеранов невелико, что свидетельствует о ранних этапах катагенеза. В то же время данная нефть содержит заметные количества перегруппированных стеранов (ba-диастераны), образование которых идет, главным образом, в условиях диагенеза и связано с каталитическим воздействием глинистых пород на исходные биомолекулы, содержащие кратные связи. Интересно также, что в этой нефти очень незначительна концентрация гопанов >С₃₀.

В таблице приведены некоторые данные соотношения различных биомаркеров. Для сопоставления взяты межсолевые нефти севера Припяти. В отличие от первых двух, эти нефти представлены чаще всего смешанными разностями, содержащими высокие концентрации как гопанов, так и стеранов.

Подводя итоги, можно сказать, что катагенно-незрелые нефти (вернее нефти ранних этапов генерации), как и ожидалось [2-4], содержат очень высокую концентрацию биомаркеров. Однако вместе с тем нефти эти характерны заметным количеством н-алканов, что позволяет отличать их от биодеградированных нефтей. Термин нефти ранних этапов генерации на наш взгляд, следует признать более удачным, чем обычно используемое название незрелые нефти. Дело в том, что несмотря на относительно невысокую степень катагенного преобразования ОВ рассматриваемых районов (стадия Б₂ или ПК₂), в самих нефтях отсутствуют явные признаки «незрелости», характерные, например, для бурых углей. В частности нет преобладания нечетных н-алканов С₂₅-С₂₇-С₂₉, отсутствуют непредельные УВ (алкены или циклены), отсутствуют также 17b н-гопаны (биогопаны).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гречишников Н.П. Причины избирательного размещения нефтяных залежей Припятской впадины с позиций витринитовой термометрии // Геология нефти и газа.- 1985.- № 2.-С. 11 - 14.

2. Конторович А.Э., Полякова И.Д., Стасова О.Ф. Органическая химия мезозойских нефтегазоносных отложений Сибири.- М.: Недра.- 1974.- С. 179-180.

3. Петров А.А. Углеводороды нефти.- М.: Наука.- 1984.

4. Curial J., Cameron D., Davis D. Biological marker distribution and significance in oil and rocks of the Monterey Formation California. Geohim. et Cosmohim. Acta, 1985. vol. 49. PP. 271-282.

Таблица Распределение биомаркеров в нефтях Припяти

Месторождения	R°	Пристан/ фитан	Изо/a-стераны	Перегруппированные регулярные стераны	Фитан/n-C₁₈
Восточно-Выступовичское	0,41	0,15	0,2	0,7	3,8
Западно-Славаньское	0,43	0,7	-	-	1,5
Золотухинское (скв. 60)	0,48	0,64	0,9	1,8	1,5
Мормовичи (скв. 17)	0,57	0,75	5,0	1,0	1,2

k созревания =14b, 17b, 20R и 20 S/5a 20R

Рисунок Хроматограммы насыщенных УВ нефтей Восточно-Выступовичского (а) и Западно-Славаньского (б) месторождений (капиллярная колонка, апиезон, программирование температуры - 80°С 6°/мин, конец программы 320 °С).

n-С - нормальные алканы, i-С - изопреноидные алканы, PC - регулярные стераны; ПС - перегруппированные стераны; X - гамма-церан, Г - гопаны