Тайны образования нефти и горючих газов - Калинко Михаил Кузьмич (читать книги без .txt) 📗
Создание моделей образования залежей нефти и конденсата может оказать существенную помощь и при решении другой важнейшей научно-технической проблемы - повышения коэффициента нефте- и конденсатоотдачи пластов. Дело в том, что существующими методами добычи из недр извлекается обычно не более 25 % содержащейся в них нефти, а нередко и меньше. Реже эта величина повышается до 33-35 % и лишь в очень редких случаях превышает 50%, Остальная нефть остается в пластах не извлеченной.
Актуальность решения этой проблемы очевидна и не нуждается в комментариях. Повышение коэффициента нефтеотдачи равносильно открытию новых месторождений. При этом "открытие" таких месторождений в технико-экономическом плане несоизмеримо более выгодно, чем открытие новых месторождений: ведь отпадает необходимость в проведении дорогостоящих геологоразведочных работ, бурении эксплуатационных скважин, обустройстве промыслов и т. д.
Исследования, связанные с выявлением условий образования нефти и углеводородных газов, необходимо проводить еще в одном направлении - изучении распределения углеводородных газов, растворенных в подземных водах.
По подсчетам многих специалистов, количество таких газов поистине огромно, исчисляется сотнями триллионов кубических метров. Так, только в Западной Сибири в подземных водах растворено на два порядка больше углеводородных газов, чем их содержится в залежах. Совершенно очевидно, что по мере завершения разработки газовых месторождений возникнет потребность в извлечении и растворенных в воде газов. Правда, пока еще не разработан достаточно экономичный метод извлечения этих газов, хотя в небольших количествах они добывались в Японии и некоторых других странах.
Можно не сомневаться в том, что в случае необходимости такой метод будет разработан, и растворенные в воде газы станут такими же полезными ископаемыми, как и газы газовых месторождений. Следовательно, уже сейчас необходимо достаточно уверенно установить закономерности распространения таких газов, условия их накопления, методы поисков, которые могут быть наиболее эффективными, лишь если условия их образования будут надежно теоретически обоснованы. Исходя из современной осадочно-миграционной теории, можно рассчитать, сколько и каких газов образовывалось на разных стадиях геологического развития той или иной теории или акватории и, располагая информацией о термодинамических условиях, определить, какая часть этих газов растворялась в подземных водах.
На газонасыщенность подземных вод влияет и их соленость, т. е. количество содержащихся в них солей: как правило, с увеличением солености вод количество содержащихся в них газов резко снижается. По этой причине для прогнозирования количества содержащихся в водах газов необходимо знать не только "историю" движения подземных вод, но и историю изменения их состава.
В настоящее время поисковые работы и разработка залежей нефти и газа ведутся только в пределах шельфа, на глубинах водных бассейнов до 100, редко до 150-200 м, хотя отдельные скажины пробурены и на глубине 1204 м (у берегов Суринама в 1977 году). Совершенно очевидно, что в ближайшее время возникнет необходимость в поисках нефти и газа и на других морфоструктурных элементах морского дна: континентальном склоне, континентальном подножии, внутриокеанических поднятиях и, вероятно, в последнюю очередь в глубоководных желобах. Прогноз нефтегазоносности таких частей акваторий возможен только на базе достаточно разработанной и хорошо апробированной теории, потому что, во-первых, в пределах перечисленных элементов морского дна еще не открыто ни одного месторождения, за исключением лишь участка Средиземного моря у берегов Испании, где при глубине дна 670 м был получен из скважины приток нефти дебитом 223 т/сут.
Во-вторых, с увеличением глубины водного бассейна сильно повышается стоимость бурения и оборудования, вследствие чего необходимо существенно повысить степень надежности прогнозирования. По указанным причинам требуется проведение дальнейших исследований условий накопления органического вещества, его преобразования в нефть и газ в пределах континентального склона, континентального подножия, внутриокеанических поднятий и глубоководных желобов.
Исследования, связанные с дальнейшим углублением теории происхождения нефти и газа, могут оказать существенную помощь при поисках не только этих, но и других полезных ископаемых, генетически или морфологически связанных с первыми.
Как отмечалось, в настоящее время нефть и газ не только являются источниками углеводородов, но и используются как сырье для получения содержащихся в них в виде примеси различных компонентов в промышленных количествах. Так, при очистке сернистых нефтей извлекаются значительные количества серы, столь необходимой промышленности и сельскому хозяйству. При значительных содержаниях в нефти практический интерес могут представлять и различные редкие элементы, такие как ванадий и др.
Вероятно, читателям известно о том, что сероводород из "вредной" примеси в природных газах превратился в весьма полезный компонент, извлечение которого приносит большую пользу народному хозяйству. Так, уже в настоящее время значительная часть потребности народного хозяйства нашей страны в сере покрывается за счет сероводорода, который извлекается с помощью нескольких заводов из газа Оренбургского месторождения и некоторых месторождений Средней Азии.
Особый интерес в этом отношении представляет залежь Астраханского месторождения, освоение которого предусмотрено в "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981 - 1985 годы и на период до 1990 года".
Вторым неуглеводородным компонентом природных газов, который при определенных содержаниях может представлять промышленный интерес, является гелий. Попутное извлечение этого весьма ценного и важного для народного хозяйства сырья из газов, добываемых для других целей, может дать огромный экономический эффект.
При определенных условиях могут представлять промышленный интерес и такие часто содержащиеся в природных газах в значительных количествах компоненты, как углекислый газ, азот и др. Промышленное применение углекислого газа весьма разнообразно - от газированной воды до искусственного льда. Что касается азота, то его использование в промышленности все расширяется, но особенно он необходим при производстве удобрений.
Совершенно очевидно, что достоверный прогноз о наличии в нефтях и газах перечисленных выше и других полезных компонентов возможен лишь в том случае, если будет определено, когда и как попадают они в нефть и природный газ, что неотделимо от определения механизма условий их образования. Поэтому дальнейшие теоретические разработки в области генезиса нефти и газа должны быть направлены на выявление реакций условий их развития, в результате которых в нефть и газ попадают различные неуглеводородные компоненты.
Уже давно было замечено, что с битуминозными породами и углеводородными газами ассоциируют месторождения рудных полезных ископаемых: урана, ртути, винца и др. Это связано с сорбционными свойствами битуминозных пород и со специфической геохимической обстановкой, создающейся в этих породах внутри и вокруг нефтяных и газовых месторождений, особенно во время их разрушения. Поэтому исследования необходимо направить на выявление геохимических и физико-химических условий скоплений битумов и формирования разрушения нефтяных и газовых месторождений. В наш космический век, когда стремительно развиваются исследования планет и других космических тел, необходимы прогнозы о возможности наличия жидких и
Газообразных углеводородов Ё их газовых оболочках и на поверхности. Это нужно для комплектования аналитических приборов в посылаемых на указанные объекты аппаратах, для выбора материалов, из которых должны изготавливаться подобные аппараты и в дальнейшем для определения мер защиты космонавтов.
Решение данной проблемы представляет также и научный интерес, поскольку оно должно объяснить наличие углеводородов в атмосфере некоторых планет, метеоритах и других космических телах и их связи с нефтью и залежами углеводородных газов на Земле. Для этого, очевидно, имеет смысл рассмотреть хотя бы в первом приближении круговорот в масштабе всей Вселенной химических элементов, образующих углеводороды (рис. 40).
