Походження нафти і газу

Перетворення вуглеводів, що входять до складу відмерлих організмів, починається ще у водяному середовищі. Гумусо-лігнінові речовини, принесені річками в морські басейни, багатьма розглядаються як одне з джерел материнської субстанції для нафти, однак самі вони, знаходячись у вигляді гумінових кислот і окиснених елементів рослин безпосередньо не здатні бути джерелом нафтових вуглеводнів. Вони можуть утворювати комплексні сполуки з високомолекулярними алканами нормальної побудови та ізопреноїдними вуглеводнями й у такий спосіб бути переносниками їх з суші у водойми. Білки легко засвоюються бактеріями і можуть служити джерелами азотистих і сірчистих сполук нафт.

Ліпіди за хімічним складом і молекулярною побудовою стоять близько до деяких вуглеводнів нафти. Розрізняють стадії:

а) діагенетичну - анаеробно-бактеріальні процеси;

б) катагенетичну - фізико-хімічні перетворення, обумовлені температурою і тиском у надрах.

Процес утворення нафти протікав на глибині, при 100-200 °С, можливо термічно каталітично під впливом глин, що є природними алюмосилікатними каталізаторами і стимулюють реакції дегідратації спиртів та декарбоксилювання кислот у вуглеводні, ізомеризації і полімеризації алкенів, деструкції і перерозподілу (диспропорціонування) водню й ін.. Нафта являє собою поєднання двох груп сполук: з успадкованою структурою молекул вихідної органічної речовини і сполук, що утворилися в результаті глибоких перетворень.

На сьогодні найбільше поширення одержала гіпотеза парагенезису горючих копалин, відповідно до якої шляхи перетворення органічних залишків обумовлюються материнською речовиною й умовами перетворення. Прийнято, що ОР гумусового ряду генерують переважно газ, у той час як ОР планктогенного (сапропелевого) типу генерують і нафту і газ, причому після того, як ОР планктогенного типу вичерпає свій нафтоматеринський потенціал (зона перетворення жирного і пісного вугілля), воно мало відрізняється за своїми властивостями від гумусового і при подальшому зануренні генерує газоподібні речовини. На стадії діагенезу ОР обох типів генерують багато біогенного метану. Звичайно цей метан розсіюється, але в умовах окраїнних шельфів, біля континентального рівня, на глибинах понад 250 м, у зоні низьких температур можуть утворюватися гідрати метану, здатні дати початок родовищам ПГ.

Нерівномірність процесу катагенетичного перетворення ОР дозволила виділити головну фазу нафтоутворення як етапу максимальної реалізації нафтоматеринського потенціалу порід, що відповідає певному ступеню метаморфізму (градації літогенезу) порід (Д, Г, Ж). У зв'язку з тим, що газоутворення супроводжує всі етапи перетворення ОР неясно, чи існує головна зона газоутворення. Деякі дослідники вважають, що гумусова органіка має єдиний ранній максимум, що припадає на торф'яну, буровугільну і початок довгополуменевої стадії катагенезу, інші відносять зону максимального газоутворення до великих глибин, тобто до більш жорстких термобаричних умов, ніж при нафтоутворенні, а треті думають, що при перетворенні ОР гумусового типу виявляється два максимуми газоутворення.

Розраховано масштаби газоутворення при катагенезі двох крайніх типів ОР - гумусового і сапропелевого й виявлені три фази збільшення виходу метану: 1) на стадії Б-Д - до 0,9 % від вихідної маси; 2) на стадії Ж-Т -- до 1,3-1,4 % від вихідної маси і 3) на стадії А1- А2 - до 0,9 % і два мінімуми метаноутворення: різкий посередині зони катагенезу Г і менш різкий у зоні Т. Доведено, що гумусова ОР генерує майже чистий метан, а сапропелеві - також його газоподібні і рідкі гомологи.

З огляду на поширеність процесу газоутворення, можна вважати, що були б пастки, а гази завжди знайдуться. Такі пастки практично відсутні у вугленосних басейнах, але коли вугленосні відклади перекриті надійними покришками, то у випадку досягнення вугленосними відкладами головної зони газоутворення (Т-А) утворюються великі скупчення газу (Гронінсен, Слохтерен у Північноморському регіоні, родовища півночі Тюменської області тощо).

Для збереження родовищ природного газу за інших однакових умов величезне значення має тривалість часу, що відокремлює етап його формування від наших днів, у зв'язку з чим, у древніх відкладеннях газові скупчення не збереглися - вуглеводні з них розсіялися внаслідок багатолітньої дифузії й ефузії, тобто геологічний час на збереженість газових скупчень впливає негативно.Утворення газу в процесі перетворення ОР відбувається безупинно у наслідок біохімічних, термолітичних, термокаталітичних і пірогідрогенізаційних процесів, кожний з який діє на різних рівнях у межах всієї осадової оболонки земної кори, у той час як нафта утворюється в чітко визначеному інтервалі, якому властива зміна порід і ОР довгополуменево-коксової стадії. Таким чином, нафту можна вважати лише бічним продуктом газоутворення й вуглефікації, більш строго обмеженим у своєму утворенні просторово й фізико-хімічно і потребуючим спеціальних умов стосовно первинної і вторинної міграцій.