Седиментационная и переотложенная нефть

Еще одним способом передвижения нефти на большие расстояния является перенос ее вместе с породой. Источниками такой нефти могут быть: 1) эродированные нефтяные залежи, 2) эродированные глинистые породы и известняки, не являющиеся коллекторами. Такие участки приурочены, как правило, к орографически наиболее приподнятым районам, в которых интенсивная эрозия приводит к быстрому высвобождению нефти. Необходимым условием этого процесса должно быть совпадение нефтеносных участков с более высокими участками рельефа. Подобные случаи встречаются очень часто. Нефтенакопление, связанное с огромными потенциальными возможностями такого источника нефти, заслуживает внимательного изучения.

Ниже рассматриваются три района в США из многих других, удовлетворяющих указанным условиям.

В позднемеловое и раннетретичное время район Скалистых гор был приподнят и представлял собой серию крупных куполов и антиклиналей. Эрозия, начавшаяся в тот период, продолжается до настоящего времени. Продукты разрушения сносились главным образом в Мексиканский залив, где они были переотложены и образовали третичную нефтеносную формацию провинции Галф-Кост. По всей вероятности, эти приподнятые осадочные горы, простирающиеся от Мексики до Монтаны, некогда содержали большое количество крупных нефтяных месторождений (в настоящее время здесь обнаружено много складок со следами бывших нефтяных залежей) и многие тысячи кубических миль нефтеносных сланцев. Вполне возможно, что десятки и даже сотни миллиардов тонн нефти, заключенной в этих залежах и сланцах, позднее были эродированы и унесены вместе с осадками. Что стало с этой нефтью? Не могла ли хотя бы часть ее попасть в осадок и способствовать впоследствии образованию протонефти провинции Галф-Кост?

В пределах шельфовой зоны юго-восточного Канзаса п северо-восточной Оклахомы [19] встречается большое количество нефтяных залежей в формации Чероки (пенсильваний), образовавшейся за счет эрозии гор Немаха. Эти горы представляют собой спльнонарушенное антиклинальное поднятие, простирающееся через весь Канзас в Небраску и сложенное раннепалеозойскими и докембрийскими породами, в настоящее время погребенными под пенсильванскими отложениями. Девонские, силурийские и ордовикские отложения, эквивалентные тем породам, которые были снесены с верхней части гор в черокское время, широко распространены к югу от этого района, в Оклахоме, где в них обнаружены многочисленные богатые месторождения нефти (см. фиг. 13-13 и 14-6). Поднятие Немаха, до того как началась эрозия, было достаточно большим, чтобы содержать огромные скопления нефти.

Зона поднятий Уичито - Амарильо, простирающаяся на несколько сот миль в западной Оклахоме и Техасе, в пенсильванское время была эродирована до докембрийского гранитного фундамента. Продукты разрушения отлагались вдоль северного окончания этой зоны (см. фиг. 3-8). В настоящее время в этих отложениях обнаружено много нефтяных месторождений. Вполне возможно, что нефть мигрировала сюда вместе с размытыми породами.

Возможность образования нефтяных залежей за счет нефти, принесенной с осадками, впервые рассмотрена Мерреем [20]. Он обратил внимание на радужные пленки нефти, которые переносились вместе с водами реки Иравади на 1-2 мили от места высачивания нефти. Проделав опыты с речной водой, загрязненной нефтью и илом, Меррей установил, что пленки нефти осаждаются на дно вместе с глинистыми частицами. Это позволило ему сделать вывод, что осаждению нефти в смеси с глиной способствует разрушение ее на отдельные частицы и образование сферических капель благодаря межфазному натяжению между нефтью и несмешивающейся с ней водой. Эта смесь представляет собой водонефтяную эмульсию, тогда как частицы пород остаются гидрофильными. Капли нефти не могут объединиться, так как они разделяются мелкими частицами глины и в таком виде переносятся и осаждаются вместе с этими частицами.

Позднее Пуарье и Тиль [21] изучили возможность осаждения нефти вместе с различными типами глин в искусственно минерализованной воде. Оказалось, что объем осаждающейся нефти зависит от природы этих глин и обратно пропорционален размеру минеральных зерен. Полученные этими исследователями результаты приведены в табл. 12-1. Пуарье и Тиль в отличие от Меррея пришли к заключению, что причиной осаждения нефти является не механическая смесь, а скорее увеличившийся вес нефтяных капель вследствие прилипания к ним глинистых частиц. Они обнаружили, что капли нефти находятся в свободном состоянии, в то время как глинистые частицы обычно прилипают к ним. Присутствие в воде органических кислот уменьшает возможность осаждения, по-видимому, вследствие снижения межфазного натяжения между гидрофильными поверхностями.

Таблица 12-1

Распределение различных видов осадков в порядке убывания объема осаждающейся нефти (в каждом случае использована эмульсия воды и 1 г осадка) [21]

В геологическом прошлом благодаря эрозии, несомненно, высвобождались огромные объемы нефти. Что стало с этой нефтью? Может быть, она была разрушена вследствие окисления и деятельности бактерий или какая-то часть ее была унесена реками в океаны? Пока не будет изучено детально это явление, мы не можем отказаться от концепции переноса нефти глинистыми частицами [однако эта концепция не может серьезно приниматься во внимание].

Кроме эрозии нефтяных залежей, источниками поступления нефтяных углеводородов в океаны могут быть: 1) подводные выходы нефти и 2) раннее преобразование части органического вещества морского дна в нефть и газ еще в процессе диагенетического превращения илов в глинистые сланцы и выделение этих углеводородов в океанские воды. Высокая концентрация УВ в самой верхней части почвы (см. стр. 476) свидетельствует о возможности возникновения их в субаэральных условиях на поверхностях несогласий и дальнейшем переносе (в результате эрозии приповерхностных образований) водными потоками в океаны. Большая часть нефти, тем или иным путем попавшей в океан, поднимается на поверхность воды и сносится волнами и течениями в пределы прибрежных баров и пляжей, а также в зоны развития органогенных рифов. Иногда потенциально продуктивные пласты, содержащие даже незначительное количество нефти, могут иметь большее значение как исходный нефтепроизводящий материал, чем илы и глины, заключающие огромные массы органического вещества. [Заключение чисто умозрительное, не подтверждаемое многочисленными битуминологическими анализами современных осадков.]

Вторичная миграция

При рассмотрении вторичной миграции нефти и газа через коллекторы и аккумуляции их в залежи, так же как при изучении первичной миграции, возникает множество разнообразных проблем. Эти проблемы касаются: 1) переноса нефти и газа водой в процессе вторичной миграции, 2) явлений, связанных с капиллярным давлением и давлением вытеснения, 3) плавучести нефти и газа, 4) влияния растворенного газа на миграцию нефти, 5) аккумуляции нефти и газа в залежи, 6) наклонных водо-нефтяных контактов, 7) стратиграфических барьеров, 8) вертикальной миграции, 9) времени аккумуляции. Некоторые из этих вопросов рассматриваются ниже.