Развитие представлений о закономерностях распространения нефти и газа

При систематизации материалов, характеризующих распространение скоплений нефти и газа на самых ранних этапах исследований, учитывались в основном географические структурно-геоморфологические признаки. Позднее все больше и больше внимания в распространении скоплений нефти и газа стало уделяться роли тектоники, палеогеографии и условиям седиментации, а также особенностям геологического развития. В последнее время при выделении нефтегазоносных территорий и их районирования важное значение приобретает региональный гидрогеологический анализ с учетом всех других геологических предпосылок.

Первые попытки осмысливания закономерностей пространственного распространения скоплений нефти и газа относятся еще к XIX в. Так, во второй половине прошлого столетия Лидс в США, Г. Романовский и С.О. Гулишамбаров в России предпринимали попытки районирования нефтегазоносных территорий на основании физико-географических признаков. В это же время Г. Абих, а несколько позже Д.И. Менделеев, констатируя линейное распространение нефтяных месторождений, высказали предположение об их приуроченности к зонам крупных разломов, по которым происходит приток углеводородов с больших глубин.

Представление о наличии в природе «нефтяных линий», приуроченных к глубинным разломам, получило широкое распространение не только в России, но также в США, Германии, Румынии и некоторых других странах. Отражением взглядов, связывающих распространение нефти и газа в основном с миграцией углеводородов из подкоровых масс, являются и современные представления Н.А. Кудрявцева, П.Н. Кропоткина, В.Б. Порфирьева и некоторых других исследователей.

В практике поисково-разведочных работ возможность связи залежей нефти с разломами учитывалась лишь на самых ранних этапах развития нефтегазодобывающей промышленности, когда предполагалось, что нефть добывается из скважин, пересекших трещину, по которой она поступает из глубоких недр. Эти представления были вскоре отвергнуты, так как бурение показало, что нефть залегает, насыщая поры и трещины хорошо проницаемых пород.

Начиная с конца XIX в., основное внимание в процессе поисков, разведки и разработки месторождений было обращено на выявление и изучение структурных изгибов горных пород, определяющих образование внутри природных резервуаров ловушек, в которых могло бы происходить накопление нефти и газа. Было выяснело, что природные резервуары насыщены на всем их протяжении водой, обладающей большим удельным весом по сравнению с нефтью и газом, что и определяет их выделение и накопление в ловушках. При изучении как условий образования ловушек, так и геологической обстановки, определяющей заполнение ловушек нефтью и газом, было установлено, что разрывы сплошности горных пород являются лишь частными элементами, играющими обычно относительно небольшую роль в общем процессе перемещения и дифференциации веществ внутри природных резервуаров.

Основным представлением о закономерности распространения скоплений нефти, определявшим долгое время направление их поисков и разведки, являлась, как это не раз отмечал И.М. Губкин, антиклинальная теория, впервые сформулированная Хантом и разработанная Уайтом. Исходя из положений антиклинальной теории, выделялись и группировались структурные элементы, с которыми связывалось распространение как известных месторождений, так и площадей, благоприятных для разведки.

Уже в начале XX в. Мразек рассматривает расположение нефтегазоносных зон в Румынии в связи с крупными стратиграфическими комплексами, входящими в состав толщ, образующих сложно построенные передовые складки Карпат. Геологическими исследованиями, направленными на выделение всевозможных антиклинальных поднятий, были покрыты обширные территории Северо-Американского континента. В России исследования с целью изучения распространения нефтяных месторождений на Кавказе, в Средней Азии и в Прикаспии были предприняты с начала XX в. Геологическим комитетом.

Геологический материал, полученный в процессе поисково-разведочных работ, был обобщен в классификациях, характеризующих как региональные, так и отдельные структурные поднятия, с которыми связаны скопления нефти и газа Наиболее известны: ранняя классификация Г. Гефера, классификация Ф. Клаппа, Е. Блюмера и И.М. Губкина, посвященные описанию и систематизации данных, характеризующих условия залегания нефти и газа и распространения их месторождений.

В 1910—1912 гг. И.М. Губкиным было обращено внимание на возможность образования разнообразных по форме залежей нефти и газа на моноклиналях, что нашло отражение в опубликованной им классификации структурных форм, характерных для нефтегазоносных площадей, в книге «Учение о нефти». А.И. Леворсен в речи, произнесенной им при избрании его президентом американской ассоциации геологов-нефтяников в 1936 г., сформулировал принцип закономерного зонального распространения скоплений нефти и газа на бортах крупных областей прогибания земной коры в связи со стратиграфическими и литологическими ловушками.

Рассматривая связь многих месторождений нефти и газа с антиклинальными зонами, И.М. Губкин назвал прилегающие к ним синклинальные участки нефтегазосборными площадями, т. е. площадями, из которых собираются углеводороды к залежам. Для характеристики закономерного распространения многих месторождений нефти и газа в связи с линейно-вытянутыми зонами несколько позже в литературу был введен термин зона нефтегазонакопления. Таким образом, была сформулирована ранее отмеченная связь многих залежей нефти и газа с зонами нефтегазонакопления, отделенными друг от друга питающими их нефтегазосборными площадями.

Рассмотрение условий формирования антиклинальных зон нефтегазонакопления показало, что они характеризуются обычно двусторонним питанием. В зонах нефтегазонакопления, объединяющих месторождения и залежи, возникшие в связи с выклиниванием и срезанием нефтегазоносных толщ, нефтегазосборными площадями служат прилегающие вниз но наклону части моно- и гомоклиналей. Изучение соотношения месторождений с питающими их нефтегазосборными площадями показывает, что-в платформенных условиях месторождения группируются часто в азональные площади нефтегазонакопления, питание которых происходит из окружающих их со всех сторон прогибов.

Работы по выяснению соотношения нефтегазоносных зон, с которыми связаны многочисленные месторождения друг с другом, начали появляться с 1919—1920 гг., когда накопился обширный материал, характеризующий геологическое строение крупных территорий Северо-Американского континента. К этому времени относится появление в геологической литературе термина нефтегазоносная провинция (petroliferous province, oil and gas province), примененного В. Вудрофом, Шухертом и Е. Р. Лиллеем. Е.Р. Лиллей на территории Северной Америки выделил 5 нефтегазоносных провинций, понимая под провинциями такие крупные территории, как Скалистые горы, Кордильеры, центральную часть Северо-Американского континента, побережье Мексиканского залива.

В составе провинций Лиллеем были выделены регионы (regions), переведенные на русский язык как нефтегазоносные области. В качестве последних в горных провинциях Лиллей рассматривал межгорные впадины и группы связанных друг с другом антиклинальных зон. На платформах им выделялись внутриплатформенные впадины и своды. В пределах нефтегазоносных областей он рассматривал нефтегазоносные районы (oil and gas district), объединяющие месторождения нефти и газа, приуроченные к единому структурному элементу.

Несколько позже Вер-Вибе предложил более дробное геолого-тектоническое районирование территории Северной Америки с точки зрения нефтегазоносности. Понятие «нефтегазоносная провинция» понимается им для структурных элементов, выделенных Лиллеем в качестве нефтегазоносных областей. В остальных элементах классификации нефтегазоносных территорий расхождений между Лиллеем и Вер-Вибе практически нет.

Общие принципы классификации нефтегазоносных провинций были сформулированы Н.Ю. Успенской. Так же, как и Вер-Вибе, она принимает в качестве нефтегазоносной провинции территорию распространения нефтяных и газовых скоплений, приуроченных к единому крупному геоструктурному элементу. Н.Ю. Успенская создала классификацию нефтегазоносных провинций, которую она применяла в дальнейшем сначала для районирования Североамериканской и Русской платформы, а затем и для других континентов.

В работе А.Я. Кремса и в совместной книге А.В. Ульянова и Г.А. Хельквиста в отличие от Н.Ю. Успенской под нефтегазоносной провинцией так же, как и у Лиллея, понимается территория распространения ряда нефтегазоносных областей, связанных с такими крупными геотектоническими элементами, как Крымско-Кавказское сооружение. Территории, выделяемые Н.Ю. Успенской в качестве провинций, рассматриваются упомянутыми авторами в качестве нефтегазоносных областей.

В последние годы вопрос о соотношении нефтегазоносных провинций и областей рассмотрен в ряде работ А.А. Бакирова, предложившего развернутую классификацию нефтегазоносных территорий. Применение этой классификации на практике проведено А.А. Бакировым в книге «Нефтегазоносные области Северной и Южной Америки». В данной книге, так же как и в предыдущих работах, А.А. Бакиров выделяет в качестве основных категорий районирования районы, области, провинции и пояса регионального нефтегазонакопления. При этом в качестве основного подразделения крупных территорий им взята нефтегазоносная область. Под этим термином им понимаются крупные геоструктурные элементы, рассматриваемые Н.Ю. Успенской в качестве нефтегазоносных провинций.

Исследования, проведенные с целью выявления закономерной связи в распространении месторождений нефти и газа с эпохами крупных подвижек земной коры, позволили Делонэ и К.И. Богдановичу еще во втором десятилетии XX в. сделать ряд крупных обобщений. В работах упомянутых исследователей выделяются крупные пояса распространения скоплений нефти и газа, формирование которых они связывали с основными эпохами крупных подвижек земной коры. Делонэ выделял территории преимущественно палеозойского, мезозойского и кайнозойского нефтегазонакопления. Аналогичным образом на новом большом материале пояса распространения скоплений нефти и газа на земном шаре в связи с третичными, мезозойскими и палеозойскими отложениями рассмотрены В.А, Успенским и О.А. Радченко.

Территории палеозойского, мезозойского и кайнозойского нефтегазонакопления упоминаются и в работе И.О. Брода, к которой сделана попытка придать понятию о нефтегазоносной провинции генетический смысл. Было предложено понимать под нефтегазоносной провинцией участок земной коры, представляющий собой в течение длительного геологического времени единый седиментационнып бассейн, характеризующийся общностью условий битумообразования и региональных процессов нефтегазонакопления. Предусматривалось, что на одном и том же крупном участке земной коры должны выделяться отдельно провинции палеозойского, мезозойского и кайнозойского нефтегазонакопления. Опыт применения на практике данного районирования показал, что подобные провинции очень часто накладываются друг на друга.

При накоплении осадочных пород, происходящем при преобладании погружения в процессе колебательных движений земной коры, значительную роль играют отложения, в которых рассеянное органическое вещество преобразовалось в восстановительной среде. Преобладание погружения благоприятствует захоронению углеводородов, а также образованию и сохранению залежей нефти и газа. Использование упомянутых выше генетических положений при изучении распространения нефтегазоносных площадей показало их вполне закономерную связь с современными прогибами земной коры, заполненными мощными толщами осадочных пород.

Замкнутые и частично замкнутые впадины, разнообразные по размерам, строению и истории геологического развития, содержащие в разрезе осадочной толщи свиты, заключающие залежи нефти и газа, были названы нефтегазоносными бассейнами. Было показано, что каждый нефтегазоносный бассейн может рассматриваться в качестве артезианского бассейна, состоящего из целого ряда водонапорных комплексов, среди которых имеются нефтегазоносные толщи. Распространение залежей нефти и газа в подобных бассейнах определяется тем, что составляющие их подвижные углеводороды находятся в определенных соотношениях с водой, насыщающей все поры и трещины горных пород. Поэтому выявление закономерностей распространения залежей нефти и газа непосредственно связано с изучением закономерностей в жизни водных растворов, насыщающих горные породы нефтегазоносных бассейнов.

Было показано, что закономерное изменение физико-химической обстановки в толще пород, слагающих каждый нефтегазоносный бассейн, позволяет судить и о некоторых особенностях распространения связанных с ним скоплений нефти и газа. Исходя из упомянутых положений, была сделана попытка выделения на земном шаре как всех известных, так и основных возможно нефтегазоносных бассейнов.

И.О. Брод и В.Г. Левинсон составили схематическую карту распространения известных и возможных нефтегазоносных бассейнов на земном шаре. Эта карта, неоднократно дополнявшаяся, была опубликована в различных советских и зарубежных изданиях. Критические замечания, касавшиеся различных упущений в выделении и наименовании тех или иных бассейнов, помогли внести в карту ряд изменений.

Из рассмотрения данных, характеризующих нефтегазоносные бассейны, был сделан вывод, что они в одних случаях представляют собой относительно просто построенные гомогенные в тектоническом отношении прогибы, а в других случаях — весьма сложные, гетерогенные по своему тектоническому строению участки прогибания земной коры.

В 1959—1962 гг. было опубликовано краткое описание многих нефтегазоносных бассейнов с их предварительным районированием как для России, так и для зарубежных территорий и др.

В опубликованных описаниях нефтегазоносных бассейнов при их районировании выделяются нефтегазоносные области, именуемые иногда нефтегазоносными районами, объединяющие целый ряд соседних зон и площадей нефтегазонакопления. Если принципы выделения нефтегазоносных бассейнов сформулированы в опубликованных работах достаточно определенно, то вопрос об их районировании требует дальнейшей разработки.

В 1960—1961 гг. было произведено группирование нефтегазоносных бассейнов, выделенных ранее на схематической карте земного шара. Соседние, родственные по геотектоническому положению, нефтегазоносные бассейны объединены в группы, в составе которых выделены подгруппы относительно сходных по их строению бассейнов. Большинство меж-горных и предгорных бассейнов приурочены к крупным поясам складчатых и глыбовых гор, обрамляющих Тихий океан с запада и востока, и к горному поясу, пересекающему все Восточное полушарие. Платформенные нефтегазоносные бассейны были сгруппированы на северном полушарии в связи с Североамериканской, Русской и Восточносибирской платформами и на южном полушарии в связи с Южноамериканской, Африкано-Аравийской, Индостанской и Австралийской платформами.

Проводящиеся в последние годы исследования, посвященные изучению отдельных бассейнов, их групп и подгрупп, направлены на выявление основных закономерностей в формировании и распространении скоплений нефти и газа на земном шаре.