Главная – Журналы – Геология и геофизика 2009 номер 4

Выполнена глобальная вероятностная оценка традиционных извлекаемых ресурсов нефти на базе рассмотрения осадочной оболочки Земли как единой целостной системы, дан прогноз уровней добычи нефти до конца XXI века. Показано, что наиболее вероятно максимальная добыча нефти в мире будет достигнута в 2020-2030 гг., максимальный уровень добычи нефти в мире будет составлять 4.2-4.7 млрд т в год. Главными районами добычи нефти в море в этот период будут бассейн Персидского залива, Западная и Восточная Сибирь. В эти годы будет активно формироваться нефтедобывающая промышленность на шельфах Северного Ледовитого океана. Уровень добычи нефти 4.2-4.5 млрд т в год можно будет удерживать до конца 40-х годов XXI века.

Рассмотрены существующие проблемы в области изучения и подготовки к освоению сырьевой базы нефти и газа (воспроизводства запасов) в современных условиях недропользования в России. Предложены конкретные мероприятия, намеченные к реализации на разных уровнях системы государственного управления по исправлению ситуации по отставанию темпов подготовки новых запасов углеводородов. Как один из эффективных путей решения проблемы рекомендован вариант партнерства государства и частного капитала. Обсуждена необходимая степень участия государства в финансировании и проведении геолого-разведочных работ стадий регионального изучения и поисково-оценочной. Даны системный подход и набор критериев оценки эффективности геолого-разведочных работ (на разных стадиях изучения), применимые как для государства - владельца недр, так и для компаний - недропользователей, а также рекомендации и конкретные предложения по составлению программ лицензирования, обеспечивающих необходимые темпы воспроизводства запасов нефти и газа в регионе.

Рассмотрен нефтегазоносный потенциал Прикаспийской нефтегазоносной провинции. Здесь намечена перспектива открытия нескольких гигантских месторождений в подсолевом комплексе, а также крупных в надсолевом комплексе. Предложены рекомендации по направлению нефтепоисковых работ, нацеленных на изучение надсолевых отложений (верхнепермско-триасовая и юрско-палеогеновая флюидосистемы). Подчеркнуто, что надсолевые толщи при грамотном проведении поисково-разведочных работ могут обеспечивать стабильную и высокоэффективную добычу в течение многих десятилетий. Большая часть из намечаемых перспективных объектов размещена в пределах распределенного фонда недр, поэтому необходимо найти специальные организационные формы достижения результата, возможно, в виде создания комплексных государственных проектов для изучения отдельных нефтегазоносных областей и зон.

Рассмотрен выдающийся вклад академика РАН А.Э. Конторовича в создание и развитие современной теории нефтегазообразования и методы прогноза нефтегазоносности.

Исследованиями морей и океанов за последние десятилетия установлена крайняя неравномерность в распределении мощностей донных осадков (от десятков метров до 15-20 тыс. м). Определены главные скопления осадочного вещества на трех глобальных уровнях: граница река-море (нулевой уровень, базис эрозии континентов); основание континентального склона (уровень 3-5 тыс. м); глубоководные впадины (уровень 6-11 тыс. м). Здесь седиментация идет с лавинными скоростями, причем в осадках сохраняется значительное количество органики, что делает их перспективными на нефть и газ. Рассмотрены отложения областей лавинной седиментации, которые имеют особые реологические свойства и перемещаются по поверхности дна в направлении уклона на расстояния в многие сотни километров. Континентальный склон - глобальная область разгона гравититов, потенциальная энергия которой определяется перепадом глубин в 3-5 тыс. м. Глобальные перемещения главных масс осадочного вещества связаны с изменениями уровня Мирового океана. При этом образуются главные в океанах и морях по объему (и нефтегазоносному потенциалу) скопления осадочного вещества у основания склона (глобальный педимент) на втором уровне лавинной седиментации. В соответствии с прогнозами обнаружены и эксплуатируются на глубинах моря более 3.5 тыс. м гигантские месторождения нефти и газа - вероятный резерв человечества на XXI век.

Обобщены накопленные данные по синтезу, поступлению, разложению органического вещества (ОВ) в толще вод и современных донных осадках. Рассчитаны наиболее вероятные значения продукции и масс ОВ в Мировом океане, суммарное поступление С_орг с суши, величины потоков речного, эолового, абразионного ОВ в океан. Приведены карты коэффициентов фоссилизации, распределения и накопления ОВ в донных осадках Мирового океана. Дано численное выражение главного циркумконтинентального закона накопления ОВ в океане. Кратко рассмотрен состав живого вещества океана, суши и Земли в целом и органохимические характеристики донных осадков.

Рассмотрен процесс нефтегазообразования как фундаментальная проблема геологии и естествознания в целом, которая связана не только с энергетическим обеспечением человечества, но и с проблемой происхождения жизни на Земле. Показано, что эволюция нефтегазообразования - процесс филогенетический, внутренний движущий фактор которого - развитие биосферы. Основу захороняемого в осадках органического вещества (ОВ) со времен раннего докембрия представляет фитопланктон, обладающий высокой долей липидов, служащих источником углеводородов. Накопление ОВ в морских осадках подчинено закону периодичности. В среднем палеозое в фоссилизированном ОВ существенная роль принадлежит зоопланктону. С появлением низколипидных макрофитов, создавших гумусовое ОВ в осадках, существенно возрос газогенерационный потенциал ОВ в целом. Показано, что усилившаяся газогенерация не сменила нефтегенерацию, а оба процесса существовали параллельно, начиная с мезозоя примерно в равновеликих масштабах. Фактическое соотношение нефти и газа в бассейнах обусловлено не только филогенетическими причинами, но и онтогенетическим развитием конкретного бассейна.

Рассмотрена основная фундаментальная проблема в геологии нефти и газа - создание теоретической базы и механизма формирования залежей углеводородного сырья. Определен общепринятый температурный фактор, который является недостаточным для разрыва связей углерод-углерод в органических молекулах. Установлен главный источник этого процесса - внутренняя энергия органического вещества недр в виде наличия неспаренных электронов вокруг ядер углерода, которая в природных процессах реализуется при погружении бассейнов седиментации за счет уплотнения осадочных горных пород и возникает в результате субгоризонтальных микросдвиговых перемещений, измеряемых коэффициентом Пуассона и «аркой» Протодьяконова. Этот эффект может быть достигнут в процессе гидроразрыва пластовых систем. Приведены доказательства наличия или отсутствия миграции углеводородных флюидов за пределами контуров современных залежей. Подтверждено отсутствие следов миграции нефтей за пределами залежей. Выявлены залежи в глинистых породах как битуминозных, так с низким содержанием органического вещества. Показано, что ввод в эксплуатацию принципиально нового типа коллектора (баженита) с природными залежами углеводородного сырья, а также техногенных (вновь образованных) залежей нефти и газа в глинистых, глинисто-кремнистых, кремнистых, глинисто-карбонатных и глинисто-кремнисто-карбонатных битуминозных породах позволит существенно увеличить объемы добычи нефти в Западной Сибири.

Значительные вариации глубинной зональности катагенеза рассеянного органического вещества (РОВ) обусловлены влиянием большого количества физико-геологических факторов на процесс катагенетического преобразования РОВ. Эволюцию осадочно-породных бассейнов (ОПБ) следует рассматривать как последовательную смену различных уровней организации этой системы. Структура системы в процессе ее эволюции определяется при сохранении ее целостности взаимодействием слагающих ее подсистем. Любой параметр системы ОПБ (физические свойства пород, степень катагенеза ОВ, температура, пластовые давления, фазовые соотношения углеводородов (УВ)) - это результат процессов, протекающих в системе. Изучение таких параметров в пространстве и во времени позволяет проследить структуру изменяющейся системы. Интенсивность течения процессов литификации терригенных пород, катагенетического преобразования органического вещества (ОВ) и генерации УВ во времени аппроксимируется криволинейной зависимостью, которая на определенном этапе принимает асимптотический характер. Иными словами, эти процессы резко затухают через (150 ± 50) млн лет после завершения основного осадконакопления. Система ОПБ с естественной совокупностью основных подсистем (минеральной, водной, органической, углеводородной) представляет собой образование, для которого возраст безотносителен (по крайней мере, в течение фанерозоя), а важнее параметр длительности. Дан анализ процесса вертикальной зональности УВ, который включает в себя все доступные наблюдению процессы различной природы в пределах единого объекта - ОПБ. Для этих процессов выявлены или предполагаются взаимосвязи событий, качественных изменений на разных временных и пространственных уровнях.

В рамках проекта Международного полярного года (МПГ) разработаны два аспекта слабо изученной территории Восточной Арктики - тектоногеодинамический и оценочный нефтегазоносный. Установлено, что современный облик Восточной Арктики начал оформляться с раскрытием в поздней юре-раннем мелу Амеразийского океанического бассейна (в составе Канадской и Подводников-Макарова котловин), а также с возникновением на шельфах и континентальных склонах полярных морей меловых-кайнозойских синсдвиговых и рифтогенных осадочных бассейнов, генетически частично связанных с Евразийским океаном. Фундамент шельфов этих морей, как и примыкающая наземная часть континента, включает фрагменты Гиперборейского кратона, а также байкальских, каледонских и позднекиммерийского (среднемелового) орогенных поясов. По аналогии с бассейнами пассивных арктических и атлантических окраин меловые-кайнозойские бассейны шельфа и континентального склона рассматриваются как потенциально нефтегазоносные. В их пределах выделены зоны возможного нефтегазо- и газонакопления в отложениях осадочного чехла и фундамента.

Дан анализ взаимосвязи нефтегазоносности Западно-Сибирской провинции с тектоническими процессами, происходившими в мезозое и кайнозое. Определены основные этапы формирования структур различных порядков и разрывных нарушений. Основой для проведения исследований послужили структурные карты и карты изопахит сейсмогеологических мегакомплексов, которые построены в Институте нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН в рамках системных работ по обобщению геолого-геофизических материалов по территории провинции, и результаты интерпретации региональных сейсмических профилей МОГТ. Со структурно-тектонических позиций, доминирующее влияние на нефтегазоносность крупнейшей в мире Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции оказал кайнозойский этап развития. В это время сформировался Колтогорско-Уренгойский мегажелоб, который стал основной зоной генерации углеводородов, и образовались крупные положительные структуры - зоны нефтегазонакопления, а также разрывные нарушения, выполняющие роль каналов для миграции углеводородов из нефтепроизводящих пород баженовской свиты в неокомские и апт-альб-сеноманские резервуары, с которыми на территории провинции связаны основные запасы и ресурсы нефти и газа.

Выделение рифтогенных прогибов не всегда опирается на всю сумму характерных для них геолого-геофизических признаков, что приводит к ошибочному отнесению к ним отрицательных структурных форм, в которых не создается благоприятных условий для активного нефтегазообразования. Рассмотрены наиболее характерные дискуссионные моменты выделения рифтогенных прогибов и обоснована необходимость учета при этом определенной совокупности их диагностических параметров.

Разработана новая схема структурно-формационных зон фундамента и составлена новая геологическая карта доюрского основания западной части Западно-Сибирской плиты. Исследованы офиолиты и другие мафит-ультрамафитовые комплексы, представляющие собой фрагменты земной коры океанического типа. Наиболее полный офиолитовый комплекс позднего ордовика, представленный меланжированными серпентинитами, габброидами, плагиогранитами, базальтами с прослоями яшм, изучен в Шаимском районе. Исследованы слабоизмененные шпинелевые лерцолиты. Установлено наличие не только ордовикских, но и девонских базальтов, а также и габброидных комплексов (392 млн лет, Sm-Nd метод). Завершает палеозойскую геодинамическую историю региона коллизия, сопровождавшаяся тектоническим скучиванием и внедрением гранитных плутонов, метаморфизмом и формированием новообразованной коры континентального типа. Возраст этих важнейших событий, консолидировавших палеозойские комплексы всей огромной территории будущего Западно-Сибирского мегабассейна, определяется как раннепермский. Проведены исследования состава, возраста и природы гранитоидных плутонов ряда площадей западной части Западной Сибири. Получен ряд изохрон и изотопных характеристик, позволяющих судить как о генезисе и возрасте гранитных плутонов, так и об их последующих преобразованиях.

Обсуждаются вопросы формирования западной окраины Сибирского кратона в неопротерозое: ее трансформация из пассивной континентальной окраины в активную; аккреционно-коллизионные процессы; формирование островных дуг и офиолитов; орогенез и окраинно-континентальный рифтогенез. Рассматриваются эволюция и корреляция осадочных бассейнов в пределах складчато-покровных поясов обрамления Сибирской платформы. Приводятся и обсуждаются новые геолого-структурные и кинематические данные по Приенисейской зоне разломов. На основе палеомагнитных данных, полученных по структурам зоны сочленения Сибирской платформы и Западно-Сибирской плиты, предлагаются модели взаимоположения Сибирского кратона с другими палеоконтинентами и микроконтинентами в неопротерозое. В совокупности эти данные позволяют построить непротиворечивую картину эволюции западной окраины Сибирского континента в неопротерозое и дают серьезное ограничение на положение границы Сибирского кратона в поздненеопротерозойское (предвендское) время.