Термобарические и гидрогеологические условия локализации месторождений углеводородов

Тепловой поток, зарождающийся в глубоких недрах Земли и поступающий к ее поверхности, совместно с солнечной радиацией и другими экзогенными факторами определяет тепловой режим верхних горизонтов земной коры, который, в свою очередь, играет главную роль в различных физико-геохимических процессах, происходящих в осадочных, метаморфических и магматических породах. Важнейшей производной поля тепловых потоков является геотемпературное поле, т.е. распределение геотемператур по площади и разрезу Земли. Именно температура и давление (горное — литостатическое и импульсное — тектонодинамическое, а также флюидальное) определяют состояние вещества в ее недрах [21, 46, 48, 80, 152].

Тепловое поле и его важнейшая производная — геотемпературное поле — в объеме осадочного чехла нефтегазоносных и/или углегазоносных бассейнов является важнейшим фактором, влияющим на все этапы онтогенеза газа и нефти в земных недрах. В первую очередь это влияние сказывается на масштабах и направленности процессов генерации УВ. Кроме того, геотемпературы и их динамика в рамках геологического времени вместе с литологическими и тектоническими условиями (параметрами) контролируют масштабы и особенности процессов миграции и аккумуляции УВ, а также определяют сохранность их скоплений в ловушках. В связи с этим геотермические параметры должны использоваться при анализе условий формирования и эволюции скоплений УВ и, как следствие, в прогностических целях.

К ведущим геотермическим параметрам относятся: плотность теплового потока (ПТП, q, мВт/м²), теплопроводность различных горных пород (X), современные и палеогеотемпературы и их распределение в объеме осадочного чехла и фундамента (СТ, ПТ, °С), в том числе на различных глубинных срезах и по структурно-литологическим и стратиграфическим поверхностям, геотермоградиенты средние и частные (ССГ и ЧСГ), в том числе в литологически однородных толщах [21, 48, 152, 163].

Поле геофлюидальных давлений определяется по абсолютным величинам пластовых давлений (р_пл, МПа) и коэффициентам превышения пластовых давлений над условным гидростатическим (К_прев = р_пл/р_у.г)» или коэффициентам аномальности (К_а, традиционное название). Для обозначения «аномальных», т.е. отличающихся от условных гидростатических флюидальных давлений, В.А. Скоробогатовым (1983 г.) введены понятия «выше гидростатического» и «ниже гидростатического» пластовые давления (ВГПД = АВПД, НГПД).

Пространственно-временные вариации значений параметров геотермического и флюидобарического полей незамедлительно сказываются на изменении состояния вещества Земли и ее верхних оболочек, включая осадочный чехол седиментационных бассейнов. В связи с анализом энергетического механизма различных геологических процессов и явлений особый интерес представляет взаимоотношение факторов температура—давление—время (продолжительность). Для изучения одних процессов и реакций, происходящих в течение длительных периодов геологического времени, необходимо знать интегральную величину полученного импульса тепла — интегрального прогрева, которая определяется динамикой изменения геотемператур в анализируемый отрезок времени. Показателем суммарной энергии, прошедшей через литолого-флюидальную систему и частично затраченной на изменение ее состояния, может являться тот или иной уровень преобразованности минеральной и органической компонент вещества пород, косвенно определяемый экспериментальными или расчетными методами по уровню катагенетической преобразованности (стадиям катагенеза) органического вещества (ОВ). Для других необходимо знание абсолютных температур, поскольку длительность их воздействия оказывает весьма слабое, второстепенное влияние на динамику и конечные результаты этих процессов и явлений. В нефтегазовой геологии, например, для анализа генерационных и консервационных условий в осадочных толщах наибольшее значение имеет оценка стадий катагенеза ОВ материнских и вмещающих залежи УВ пород, для изучения же миграционных и аккумуляционных условий важнее анализ их геотемпературной истории (восстановление палеотемператур (ПТ) на важнейшие моменты геологического времени) и современные термобарические условия.

Теоретические и прикладные вопросы изучения термобарических условий земных недр и их влияния на формирование, эволюцию и разрушение УВ-скоплений обсуждаются в ряде работ, в том числе и в публикациях авторов настоящей работы [21, 46, 71, 120, 152].