Библиотека Дамирджана - Геология нефти и газа №2

УДК 550.4:552.578.2 © О.А.Шнип, 1997

УГЛЕВОДОРОДЫ ГАЗОВО-ЖИДКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ В МИНЕРАЛАХ ГРАНИТОИДОВ ФУНДАМЕНТА НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ ОБЛАСТЕЙ

О.А.Шнип (ГАНГ им.И.М.Губкина)

Первые определения состава и характера газово-жидких включений в минералах появились в начале 40-х гг. С тех пор опубликовано значительное число работ по исследованию флюидов включений, однако по породам фундамента нефтегазоносных областей проводились лишь единичные определения. В большинстве анализов в составе флюидов включений в минералах гранитоидов и других магматических пород были определены Н₂О, СО, CO₂, Н₂S, NaCI, KC1, CaCl₂ и т.д., часто отмечаются метан и изредка более тяжелые УВ. В единичных случаях в составе газово-жидких включений в минералах магматических пород преобладают УВ. Так, в породах Хибин газово-жидкие включения образованы УВ состава C₁-C₄, иногда более тяжелыми, а также Н₂, СО, CO₂ общим содержанием от 0,5 до 130,0 см3/кг породы [4 ].

В настоящей статье приводятся результаты определений состава включений в минералах гранитоидов фундамента Западно-Сибирской плиты (табл.1)и северной части Зондского шельфа (табл. 2). Геология и нефтегазоносность этих районов описаны во многих публикациях [1,2 ]. Отметим, что в фундаменте Межовской площади Западной Сибири и Зондского шельфа открыты промышленные скопления УВ, а на месторождении Белый Тигр (Вьетнам) ведется их промышленная разработка.

Аналитические определения проводились в лаборатории ВНИИгеосистем под руководством В.Д.Нартикоева. Как изве стно, флюиды (газы и жидкости) в магматических породах разделяются на две группы: открытых пустот (легкоизвлекаемые) и закрытых пустот (трудноизвлекаемые) . Последние можно выделить только путем механического разрушения образца в условиях глубокого вакуума. Обычно флюиды закрытых пустот в виде обособленных включений (вакуолей), не сообщающихся между собой, заключены в капиллярах, каналах роста минералов и пустотах специфических минеральных структур. В данном случае именно такие флюиды и анализировались.

Для извлечения флюидов использовалась методика В.Д.Нартикоева и Г.М.Гигашвили (1985). Образец дробился до размеров 0,25 мм и высушивался в потоке горячего воздуха. Затем отбиралась проба образца массой Зги помещалась в вакуумную низкофоновую ступку, где измельчалась до состояния пудры. В условиях глубокого вакуума (66,7 Па) жидкие фазы включений переходили в газообразное состояние. Выделенная газовая фаза анализировалась на хроматографах “Цвет-560”, “Цвет-100” и ХПМ4 со специальным метонатором. Таким образом определялось содержание H₂, O₂, N₂, СО, CO₂ и УВ состава C₁- C₆. Гелий анализировался с помощью модифицированного течеискателя ПТИ-7А.

Образцы пород изучались в шлифах с помощью люминесцентной микроскопии при увеличении в 500-600 раз. Во всех пробах отмечалось интенсивное насыщение кварцевых зерен включениями размером не более 0,01 мм. Наблюдалась самая разнообразная конфигурация включений:

прямоугольные, петельчатые при преобладании овальных и округлых. Отмечено расположение включений цепочками, иногда параллельными граням кристаллов.

Суммарное содержание флюидов во включениях колеблется в широких пределах — от 8 до 224 см³/кг породы. Среднее содержание УВ и водорода приведено в табл. 3.

Основные компоненты флюидов рассматриваемых пород — метан и водород в разных соотношениях. Количество тяжелых УВ наиболее велико в гранитах фундамента Зондского шельфа, и именно эти породы содержат наиболее богатые высокодебитные залежи нефти [ 1 ].

Из табл. 2 видно, что в ряде случаев анализировались породы из разных интервалов отбора керна в одной скважине. Обобщение результатов показывает, что обычно с ростом глубины отбора образца увеличивается содержание метана во включениях. Количество УВ состава C₂ – C₆от глубины в общем случае не зависит.

Весьма важен вопрос о способе капсулирования УВ-флюидов в породах фундамента. Возможны следующие пути захвата этих флюидов минералами гранитоидов:

1. УВ являются частью минералообразующей среды и захватываются минералами в процессе их магматической кристаллизации при понижении температуры. Для рассматриваемых пород такой вариант с нашей точки зрения маловероятен. Для его реализации надо допустить, что УВ состава C₂ – C₆, выдерживают температуру не менее 700 °С, в то же время эти УВ разлагаются по реакциям типа

изо- C₄H₁₀ а C₂H₆+ C₂H₄;

C₂H₆ а C₂H₄ + H₂;

C₂H₆ а С + CH₄ + H₂,

протекающим при температурах 500-700 °С [5 ]. Кроме того, известно, что в подвижной флюидной фазе остаточных магматических растворов преобладают галоидные, бикарбонатные, сульфатные соединения с силикатами, металлами, металлоидами [З], а во включениях изучаемых пород таких соединений не найдено.

2. УВ входят в состав пневматолитово-гидротермальных флюидов, куда они могли попасть путем вытяжки из нефтесодержащих вмещающих пород [3 ]. Пневматолитовые и гидротермальные процессы протекают в широком диапазоне температур — от 50 до 600 °С. Как указывает Н. П. Ермаков, “прилипая к граням растущих кристаллов, эмульсионные капли жидких УВ капсулируются в последних часто вместе с материнскими водными растворами” [3, с.27 ]. Такой вариант здесь тоже маловероятен, поскольку во включениях не найдено и следов пневматолитово-гидротермальных флюидов, характерных для гранодиоритов рассматриваемых районов. Постмагматические процессы привели здесь к образованию цеолита, кальцита, сульфидов и т.д. [1,2].

3. В случае образования магматических пород в результате регионального метаморфизма, сопровождаемого метасоматозом и анатексисом, первоисточником УВ могли оказаться первичные толщи, содержащие ОВ. В этом случае, как и в предыдущем, УВ вместе с флюидами другого состава могли капсулироваться в породах в процессе перекристаллизации и роста кристаллов.

4. Наиболее вероятен следующий механизм образования УВ-включений в породах фундамента Западной Сибири и Зондского шельфа. Первоначально газово-жидкие включения образовались синхронно с формированием гранитоидов или в результате проявления гидротермальных процессов, и тогда они могли иметь состав, типичный для таких пород. По терминологии Н.П.Ермакова (1978), это “нормальные” включения. Затем эти породы подвергались интенсивным тектоническим воздействиям [1,2 ], что привело к образованию системы микротрещин и разгерметизации вакуолей. Появлявшиеся в гранитоидах газово-нефтяные флюиды вытесняли флюиды “нормальных” включений и занимали их место. Возможность такого процесса описана Э.Рёддером (1987), С.В.Соколовым, Д.Н.Хитаровым и Н.И.Александровой (1986).

И.А.Петерсилье, Н.Г.Закржевская, С.В.Икорский и другие исследователи пород Хибин рассматривали генетическую связь УВ-включений с минералами магматических комплексов как доказательство их неорганического происхождения. Однако Л.Н.Когарко и Б.П.Романчев (1977) посчитали, что обогащенные углеводородами включения, которые они изучали в хибинских апатитах и нефелинах, следует считать вторичными, за исключением включений в поздних пегматитах. В рассматриваемых породах УВ-включения также, скорее всего, имеют вторичное происхождение. Что касается времени и способа появления в гранитоидах нефти и газа, то эти проблемы не решены окончательно ни для Западно-Сибирской плиты, ни для Зондского шельфа. Преобладающая точка зрения такова: УВ-флюиды перетекли в выступы фундамента путем латеральной миграции из прилегающих к ним продуктивных пород осадочного чехла.

ЛИТЕРАТУРА

1. Геология и нефтегазоносность фундамента шельфа Южного Вьетнама /В.П.Гаврилов, А.Д.Дзюбло, В.В.Поспелов, О.А.Шнип //Геология нефти и газа. - 1995. - № 4. - С.25-29.

2. Доплатформенные комплексы нефтегазоносных территорий СССР / М.Ю.Васильева, Е.Г.Журавлев, В.С.Князев и др. - М.: Недра, 1992.

3. Ермаков Н.П., Долгов Ю.А. Термобарогеохимия. - М.: Недра, 1979.

4. Петерсилье И.А. Геология и геохимия природных газов и дисперсных битумов некоторых геологических формаций Кольского полуострова. -М.-Л.: Наука, 1964.

5. Эрих В.Н. Химия нефти и газа. - М.-Л.: Химия, 1966.

ABSTRACT

The article presents the results of determinations of inclusions composition in granitoids of the West Siberian plate’s basement and the northern part of the Sunda shelf. The main components of the rocks discussed are methane and hydrogen in different proportions. Very large quantities of heavy hydrocarbons are contained in granites of the Sunda shelf s basement and just these rocks contain the richest high flow rate oil reservoirs. The most possible seems to be the following mechanism of hydrocarbon inclusions forming in rocks of the West Siberia and Sunda shelf s basement. Initially, gaseous-liquid inclusions were formed simultaneously with granitoids or as a result of hydrothermal processes manifestation. Then, these rocks were subjected to intensive tectonic effects resulted in formation of microflssures system and depressurization of vacuoles. Gas-oil fluids appeared in granitoids have displaced primary fluids and occupied their place. Thus, hydrocarbon inclusions are most probably of secondary origin.

Таблица 1

Состав газово-жидких включений в минералах гранитоидов фундамента Западно-Сибирской плиты, см3/кг породы

Образец	Порода	Скважина	Интервал глубин, м	Н₂	СO + +СO₂	СH₄	С₂H₆	С₂H₄	С₃H₈	С₃H₆	изо- С₄H₁₀	н - С₄H₁₀	С₄H₈	изо- С₅H₁₂	н- С₅H₁₂	изо- С₆H₁₄	н- С₆H₁₄
1	Мелкозернистый гранит	16 Деминская	1244-1246	2.830	2,260	15,9600	0,3400	Не опр	0.5100	Не опр	Не опр.	Не опр	Не опр.	Не опр	Не опр	Не опр.	Не опр-
2	Мелкозернистый плагиогранит	28 Деминская	1334-1337	2.430	1.820	2.4300	0.1800	“	0.5400	“	“	“	“	“	“	“	“
3	Мелкозернистый гранит	20 Деминская	1318-1319	0,610	0.740	7.7500	0.1500	“	0,2000	“”	“	“	“	“	“	“	“
4	Гранит	1 Михайловская	1884-1886	0.010	2,880	Сл	-	“	-	“	“	“	“”	“”	“	“	“
5	“	91 Приозерная	3105-3113	8,143	12.993	3.5513	0,1020	0.0527	0.0311	0,0105	0,0038	0.0216	0,0024	0,0038	0,0058	0,0048	0,0062
6	Гранит гидротермально измененный	92 Приозерная	3066-3080	5,291	1,443	0,7047	0,0544	0,0582	0.0241	0,0072	0,0077	0,0149	0.0024	0,0087	0,0048	—	—
7	Гранит микроклиновый	3 Межовская	2313-2318	7,200	1.728	0.8074	0.0610	0,0504	0,0259	0,0072	0,0038	0.0178	0,0014	0,0038	0.0058	-	-
8	Гранит	6 Межовская	2140	7,200	0.480	0.3254	0.0494	0.0336	0,0216	0.0043	0,0014	0.0154	0.0019	0,0290	0,0058	0.0125	0.0058

Примечание. Определения состава включений в гранитоидах фундамента Западно-Сибирской плиты (образцы 1-4) из работы [4].

Таблица 2

Состав газово-жидких включений в минералах гранитоидов фундамента Зондского шельфа, см³/кг породы
Порода	Скважина	Глубина, м	He	H₂	CH₄	C₂H₆	C₂H₄	C₃H₈	C₃H₆	изо-C₄H₁₀	н-C₄H₁₀	C₄H₈	изо- C₅H₁₂	н- C₅H₁₂	изо- C₆H₁₄	н- C₆H₁₄
Месторождение Белый Тигр
Гранит	БТ-2	3236,0	0,0008	21,340	22,7780	10,3903	—	5,5852	—	2,2350	2,9844	Не опр.	—	0,8596	1,1109	1,0404
	БТ-2	3267,5	0,0011	21,210	23,9807	55,7340	—	2,5802	—	2,6465	0,7931	“	0,4732	0,5083	0,3089	0,2603
“	405	3294,7	7,2	7,271	74,2050	11,1065	—	2,6347	0,1329	9,0695	6,6930	—	7,9055	8,3905	2,7500	2,6045
“	405	3991,0	Не опр.	15,380	109,4140	13,9780	—	4,4812	—	2,3753	4,5583	—	0,5095	0,6840	0,4401	0,3201
“	425	3650,8	“	18,629	7,0060	0,3120	0,0162	0,0676	0,0093	0,0152	0,0372	—	0,0029	0,0191	0,0323	0,0310
	425	4500,1	“	14,553	19,9238	2,8552	—	1,3958	0,0267	0,5350	0,6921	—	0,2498	0,3002	0,2575	0,2255
Гранодиорит	65	4103,78	“	7,277	5,2676	0,2557	0,0146	0,0403	0,0078	0,0112	0,0204	—	—	0,0024	—	—
“	65	4357,9	0,0008	4,290	8,0528	0,2920	—	0,0452	0,0028	0,0344	0,0257	Не опр.	—	0,0014	—	0,0061
“	65	4359,9	Не опр.	3,420	7,6772	0,4263	0,0091	0,0809	0,0069	0,0559	0,0502	0,0023	0,0165	0,0069	—	—
	901	3979,7	“	4,873	140,4995	16,3194		7,4594	0,0404	6,8014	7,5296	—	7,1365	6,5336	7,1141	6,1221
“	901	4253,2	“	4,780	93,9748	7,8057	—	2,8197	0,0421	1,7978	2,2975	—	2,3675	2,7627	—	0,9369
“	901	4413,0	0,0033	2,820	202,4515	10,3795	—	3,8475	—	1,5504	1,9406	Не опр.	0,5668	0,6118	0,2002	0,1669
“	504	4284,0	0,0024	10,310	17,7251	0,6502	—	0,0572	—	0,0295	0,0175	“	—	—	—	—
“	504	4378,4	0,0011	18,090	13,5393	0,3614	—	0,0242	0,0057	0,0324	0,0835		—	0,0011	—	—
Лейкодиорит	504	4379,1	0,0009	20,610	7,9985	0,2628	—	0,0347	0,0042	0,0323	0,0167	“	—	—	—	—
Месторождение Дракон
Гранит	ДР-6	3383,0	—	8,290	1,5583	0,0415	—	0,0099	0,0179	—	—	Не опр.	—	—	—	—
“	ДР-9	2631,8	0,0010	8,100	5,3709	0,1054	—	0,0196	0,0139	0,0125	0,0149	“	—	—	—	—
Гранодиорит	ДР-7	3698,1	0,0006	7,700	0,6091	0,0274	—	0,0085	0,0038	0,0011	0,0069	“	—	0,0046	—	0,0137
Диорит	ДР-2	2780,0	0,0004	12,490	0,3383	0,0095	. —	—	—	—	—	“	—	—	—	—
	ДР-14	2802,8	Не опр.	5,423	1,3784	0,0882	0,0863	0,0227	0,0044	0,001	0,0118	0,0015	0,0025	0,0049	—	—

Таблица 3

Среднее содержание флюидов во включениях в минералах пород фундамента Западной Сибири и Зондского шельфа

Порода	H₂	CH₄	C₂ – C₄	C₅ – C₆	Сумма
Гранит Западной Сибири (n=8)	4,21	3,94	0,37	0,02	8,54
Гранит Западной Сибири (n=8)	49,3	46,1	4,3	0,3	100
Гранит Зондского шельфа (n=8)	12,53	30,03 46,7	18,02 28,1	3,66 5,7	64,24 100
Гранит Зондского шельфа (n=8)	19,5	30,03 46,7	18,02 28,1	3,66 5,7	64,24 100
Гранодиорит Зондского шельфа (n=8)	7,06	54,42	8,15	3,84	73,47
Гранодиорит Зондского шельфа (n=8)	9,6	74,1	11,1	5,2	100
Диорит Зондского шельфа (n=3)	12,84	3,24	0,19	0,002	16,27
Диорит Зондского шельфа (n=3)	78,9	19,9	1,2	0.01	100

Примечания. 1. n- число определений. 2. Числитель - среднее содержание флюидов, см³/кг породы, знаменатель - содержание флюидов, %.

Сайт создан в системе uCoz