1.Этапы преобразования ов в литогенезе.

Согласно органической теории процесс нефте- и газообразования развивается периодично, стадийно, длительно и непрерывно, имеет региональный характер и прямо связан с тектогенезом и литогенезом.

Формирование месторождений происходит в течение двух следующих этапов: нефтегазообразования и нефтегазонакопления.

Этап нефтегазообразования изучается в основном геохимией нефти и газа и разделяется на следующие три стадии: седиментогенеза ОВ, диагенеза ОВ и катагенеза ОВ.

Исходное органическое вещество осадочных пород

Живое вещество поглощает химические элементы из биосферы избирательно. Из 70 химических элементов, входящих в состав растительных и животных организмов выделяются четыре: кислород, углерод, водород и азот, то есть те же элементы, которые входят в компонентный состав нефтей.

Исходное ОВ, поступающее в осадки на седиментационном цикле круговорота углерода, образуется на континентах и в акваториях, то есть в океанах и морях. На континентах ОВ представлено в основном высшей растительностью, а в акваториях фито- и зоопланктоном, а также бентосом.

Биопродукция Земли состоит из органических и неорганических соединений. Неорганические соединения в основном представлены водой.

Органические соединения разделяются на биополимеры и биолипиды. Биополимеры представлены белками, нуклеиновыми кислотами, углеводами и лигнином.

Лигнин – это биоорганическое высокополимерное соединение, которое состоит из фенил-пропениловых звеньев, типа С₆С₃, соединенных простыми эфирными связями. Лигнин образует каркасную или скелетную ткань высших растений и вызывает их одревеснение. Содержание лигнина в травах и мхах составляет от 8 до 20 %, в лиственных древесных породах достигает 20-30 %, а в хвойных породах - до 50 %.

К биолипидам относятся жиры или липиды, липоиды или жироподобные вещества и некоторые пигменты.

Пигменты – это окрашенные соединения, которые содержатся в живом веществе в небольшом количестве. С геохимических позиций интересны желтые пигменты - каротиноиды, зеленые – хлорофиллы, и красные гемоглобин. Эти пигменты сохраняют основные черты своей молекулярной структуры при преобразовании ОВ в процессе литогенеза и обнаруживаются в нефти. Таким образом, они представляют собой важные для геохимии нефти вещества - хемофоссилии, или бирмаркеры.

Седиментогенез и диагенез органического вещества

Преобразование биологической продукции биосферы или исходного ОВ начинается в седиментогенезе и завершается в диагенезе.

Диагенез – это процесс преобразования осадка в осадочную породу в результате литостатического уплотнения и физико-химического выравнивания среды. В зависимости от скорости осадконакопления зона диагенеза охватывает диапазон глубин от нескольких десятков до 200-500 м от поверхности осадка. В этом диапазоне глубин температура изменяется от 0-5 до 15-30 °С.

Подавляющая часть - 99,0-99,1 % ежегодной биопродукции Земли полностью минерализуется на путях транспортировки к областям седиментации, а также на аэробном этапе диагенеза.

!)Минерализация ОВ происходит в окислительных геохимических условиях. При этом образуется вода, углекислый газ и простые легко растворимы в воде вещества: сульфат-ионы (SО₄^2-), аммоний (NН₄⁺) и фосфат-ионы (РО₄^3-).

!)В восстановительных анаэробных условиях на стадии диагенеза одновременно с разложением исходного ОВ идут реакции синтеза, полимеризации и конденсации промежуточных продуктов его молекулярного распада. При этом ОВ сильно уменьшается в объеме и изменяется качественно.

В области континентальной седиментации анаэробные условия характерны для болот, озёр и речных долин. Здесь биологическая продукция, связанная как высшей растительностью, так и фито- и зоопланктоном накапливается среди минеральных осадков преимущественно в концентрированной форме.

В области морской седиментации анаэробные условия существуют в относительно закрытых заливах, эпиконтинентальных морях, на континентальных склонах и шельфах. Здесь исходное ОВ представлено в основном фитопланктоном и накапливается среди минеральных осадков преимущественно в рассеянной форме.

Катагенез органического вещества и его факторы

В широком понимании катагенез – это процесс изменения осадочных пород и отдельных их частей: рассеянного ОВ, минералов, флюидов и пустотного пространства после завершения диагенеза и до начала метаморфизма. Катагенез развивается при увеличении глубины погружения пород в осадочном бассейне (ОБ) и воздействии возрастающей температуры в интервале от 15-30 до 300 °С. На стадии катагенеза реализуется потенциальная возможность ОВ осадочных пород производить нефть и газ и начинается их эмиграция в породы-коллекторы.

Генерация УВ происходит в результате глубокой и закономерной внутримолекулярной перестройки ОВ, которая заключается в дальнейшей его конденсации, ароматизации и карбонизации при воздействии температуры и других факторов катагенеза. Эти преобразования сопровождаются потерей ОВ периферийных алкильных цепей, отдельных циклов и различных функциональных групп, содержащих гетероатомы. При этом образуются жидкие продукты в виде битумоидов и большое количество газообразных веществ: метана, углекислого газа, аммиака, азота и сероводорода.

Газы образуются в различных количествах на всех стадиях преобразования ОВ. Однако доля биохимического метана составляет всего около 10 % в объеме, который образуется из рассеянного ОВ при температурах до 200 °С (Дж. Хант, 1982).

Таким образом, в катагенезе происходит постепенное упорядочение молекулярной структуры керогена вплоть до образования в конце катагенеза – начале метаморфизма гексагонально-слоистой структуры графита. В результате масса ОВ значительно уменьшается и ОВ полностью реализует свой генерационный потенциал.

Главным фактором катагенеза ОВ является температура, включая его динамокатагенез, затем следуют каталитические свойства вмещающих пород, время и пластовое давление. Давление как фактор катагенеза оказывает противодействие температуре.