Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 [ 103 ] 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139

Ншыскороаная

\ Ч -

г-п-

\ 73

-а- С,

«о

Рис. 6.21. Промежуточный интервал возможной аккумуляции углеводородов в низкоскоростных зонах коры при изоля1даи сверху

Рис. 6.22. Разломы Сахалина (а) и глубинные зоны низкого электросопротивления {Ь),(с) [2] на глубинах 15 км:1 - не({п-яные залежи с высоким начальным поровым давлением; 2 - нефтегазовые месторождения; 3 - газовые пласты с низким начальным поровым давлением

Ниже присутствует мощный слой дилатансионно-разрыхленного состояния, контактирующий с глубинным разломом, пересекающим границу Мохо.

В интервале разрыхления может происходить трансформация масс углеводородов, проникающих вниз вместе с осадочными породами (или сквозь них) или же снизу -в виде газов даже из астеносферы.

Промежуточный этап аккумуляции углеводородов в пористых массивах, выявленных под Каспийским морем и островом Сахалин (рис. 6.21, 6.22), считается необходимым в неорганической теории происхождения нефти [133].

Следует заметить, что пластические барьеры в литосфере приводят к возникновению аномально высоких поровых давлений внутри подстилающих пород. Вообще говоря, эти давления могут достигать уровня литостатических напряжений.

Это обеспечивает, например, возможность прорыва углеводородов и воды и приводит к появлению грязевых диапиров.

Конечно, такие процессы вполне реальны для мягких осадочных толщ. Диффузия углеводородных газов приводит к флюидизации глин [124] и играет ту же роль в грязевых вулканах, что и теплопроводность при магматическом диапи-ризме. Последний связан с высокой мобильностью жидкой магмы ниже границы Мохоровичича, где давление жидкостей также может быть аномально высоким.

Прорыв легких флюидов астеносферы в виде магмы внутрь земной коры можно также понимать как процесс гидроразрыва.

Месторождения неорганического метана были найдены вблизи вулканов Японии. Сверхглубокая шведская скважина Гравберг-1, пробуренная в метеоритном кратере Силиан, показала присутствие неорганического метана в листрических разломах гранитного массива. Большие массы гелия и даже свободного водорода были найдены вместе с метаном. Однако все они оказались корового (не мантийного) происхождения.

6.4.2. ФЛЮВДЫ МАНТИИ И ОСАДОЧНЫЕ БАССЕЙНЫ

Восходящие течения мантийных флюидов могут быть обнаружены в земной коре там, где разломы пересекают Мохо [189]. Подобные гидравлические каналы пересекают катакла-зированную нижнюю кору под осадочными бассейнами (рис. 6.23).

ГРАБЕН викинг

КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ - ~ ФУНДАМЕНТ

км ВЕРХНЯЯ МАНГИЯ РАЗЛОМЕ.

Рис. 6.23. Мантийный разлом, пересекающий границу Мохоровичича под осадочным бассейном (предоставлено Д.Х.Мэтьюзом)

в этих случаях только неорганические углеводороды могут проникать сквозь нижнюю кору и попадать в технически доступные глубины осадочных бассейнов. Прежде всего они аккумулируются в пористых и трещиноватых пластах, выявляемых сейсмическими методами как волноводы, а также методами магнитотеллурии (измерения электрических полей) - как зоны аномально низкого электросопротивления [22].

Действительно, насыщенные пористые породы часто имеют исключительно низкое электрическое сопротивление (10 Ом/м вместо 1000 Ом/м для сплошных пород). Причина этого кроется в свойствах расплава астеносферы или в присутствии тонких твердых пленок графита, создаваемых в ходе реакций между газами фильтрующихся потоков при дефиците кислорода.

Другое объяснение, подтверждаемое многими прямыми наблюдениями, - это присутствие в литосфере соленых вод [180] или углеводородных жидкостей (газоконденсата) в виде водной эмульсии. Подобные слои существуют под островом Сахалин на глубинах 10-15 км в форме изолированных пятен, которые, вероятно, соответствуют системе дискретных корней разломов (см. рис. 6.22) [2].

На таких глубинах аккумуляции углеводороды могут быть термодинамически устойчивыми в форме газоконденсата.

В верхних толщах смеси углеводородов разделяются на группы газовых и нефтяных месторождений.

При "быстрых" (см. раздел 7.5) изменениях тектонических напряжений или под воздействием сейсмических волн система разломов подвергается пульсирующему деформированию с ди-латантными приращениями порового пространства внутри тел разломов. Тем самым в дополнение к эффектам обычной гравитации возникают /ЗОНЫ временного уменьшения или возрастания порового давления, которые приводят к миграции флюидов в земной коре.

Без сомнения сейсмотектоническое деформирование меха-нохимически, равно как и высокие температуры, ускоряет миграцию и трансформирование углеводородных масс внутри разломов.

Преобразования углеводородов могут также инициироваться активностью бактерий на этих глубинах, поскольку тела бактерий упрощенно представляют собой оболочки, заполненные водой. (Бактерии погибают, если вода закипает, однако температура кипения зависит от давления. Вот почему бактерии 342