Визуализация in-situ поведения и фазовых состояний водно-углеводородных флюидов при повышенных и высоких температурах и давлениях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.05, кандидат геолого-минералогических наук Пентелей, Светлана Валерьевна

• Пентелей, Светлана Валерьевна
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Пентелей, Светлана Валерьевна

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность исследований.

Основная цель и задачи работы.

Объемы, виды, методы и место проведения исследований.

Научная новизна.

Практическая значимость работы.

Защищаемые положения.

Личный вклад соискателя.

Апробация работы.

Публикации.

Структура и объем работы Благодарности.

Условные обозначения, принятые в работе.

ГЛАВА 1. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕОЛОГО

МИНЕР АЛОГИЧЕСКИЕСВИДЕТЕЛЬСТВА СУЩЕСТВОВАНИЯ В ЗЕМНЫХ НЕДРАХ ВОДНО-УГЛЕВОДОРОДНЫХ

ФЛЮИДОВ (ОБЗОР).

1.1. Водно-углеводородные флюиды в нефтегазоносных бассейнах.

1.2. Водно-углеводородные флюиды в областях современной вулканической и термальной деятельности.

1.3. Углеводороды и твердые битумы в минеральных ассоциациях и флюидных включениях в минералах различных геологических образований.

1.3.1. Углеводороды и твердые битумы в минеральных ассоциациях различных геологических образований.

1.3.2. Углеводороды и твердые битумы во флюидных включениях в минералах.

1.4. Экспериментальное изучение водно-углеводородных флюидов.

1.4.1. Генерирование углеводородов за счет преобразования органического вещества под влиянием водных растворов и при повышенных и высоких термобарических параметрах.

1.4.2. Растворимость углеводородов в воде и водных растворах.

1.4.3. Растворимость нефти в газовых углеводородах.

1.5. Общее резюме по обзорной главе.

ГЛАВА 2. ПОДХОД К РЕШЕНИЮ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ И ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ РОСТОВЫХ СИНТЕТИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ В МИНЕРАЛАХ.

2.1. Основной подход.

2.2. Особенности формирования синтетических водно-углеводородных включений в кристаллах кварца и других минералах.

2.3. Методы выращивания кристаллов кварца с водно-углеводородными включениями.

2.4. Методы изучения продуктов экспериментов и водно-углеводородных флюидов в синтетических включениях.

ГЛАВА 3. ПОВЕДЕНИЕ И ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ ВОДНО-УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФЛЮИДОВ, ОБРАЗОВАННЫХ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ РАСТВОРОВ С

КАУСТОГЕННЫМИ ПОРОДАМИ.

ГЛАВА 4. ПОВЕДЕНИЕ И ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ ВОДНО-УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФЛЮИДОВ, ОБРАЗОВАННЫХ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ РАСТВОРОВ С НЕФТЬЮ И

ЕЕ ФРАКЦИЯМИ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Визуализация in-situ поведения и фазовых состояний водно-углеводородных флюидов при повышенных и высоких температурах и давлениях»

Актуальность исследований. Как известно, жидкие и газообразные углеводороды (УВ) в природе постоянно сопровождаются водными растворами. Это неудивительно, поскольку в земных недрах они имеют одни и те же пути миграции, и во многом подчиняются одним и тем же гидродинамическим законам. Известны также случаи совместного нахождения нефти и минерализованных вод в районах современной вулканической и термальной деятельности. С другой стороны, во многих нефтегазоносных бассейнах (НГБ) замечено проявление прямых признаков гидротермальной деятельности, выражающихся в карбонизации, сульфидизации, порфиробластическом окварцевании и аргиллизации вмещающих пород. Иногда эти изменения сопровождаются скоплениями урана, ртути, сурьмы, золота и других рудных компонентов (Иванкин, Назарова, 2001). Наряду с этим, газообразные, жидкие и твердые УВ нередко обнаруживаются в магматических и метаморфических породах, контактово-метасоматических образованиях, пегматитах и гидротермальных жилах (Балицкий, 1966; Безруков, 1997; Бескровный, 1967; Зубков, 2001; Икорский, 1965; Озерова, 1986; Петерсилье, 1959; Флоровская и др., 1964; и др.). Причем, помимо самостоятельных выделений, они обнаруживаются в составе флюидных включений жильных и рудных минералов. Наиболее часто это отмечается на месторождениях, расположенных в окраинных зонах НГБ и угольных бассейнов (Братусь и др., 1978; Возняк и др., 1978; Зациха и др., 1973; Ермаков, 1972; Калюжный, 1978; Рёддер, 1987; Touray and Barlier, 1975; Dunn and Eisher, 1954; Nooner et al, 1973; и др.). Все это свидетельствуют о том, что гидротермальные растворы в земных недрах нередко взаимодействуют с каустогенными породами или непосредственно с нефтью. Характер подобных взаимодействий при повышенных и высоких температурах и давлениях до сих пор изучен недостаточно. Особенно это касается состава, поведения и фазовых состояний образующихся при указанных взаимодействиях водно-углеводородных флюидов (ВУФ), практически недоступных для прямых наблюдений. Очевидно, что существенную помощь здесь могут оказать специальные экспериментальные исследования. Это определяет актуальность выбора темы диссертации. Основная цель и задачи работы. Основной целью исследований являлось выяснение поведения и фазовых состояний водно-углеводородных флюидов, сформированных при взаимодействии гидротермальных растворов с каустогенными породами, сырой нефтью и ее основными фракциями. Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Обосновать новый подход для проведения исследований и разработать воспроизводимый метод выращивания кристаллов кварца с захватом многочисленных флюидных включений;

2. Осуществить опыты по взаимодействию каустогенных пород, сырой нефти и ее основных фракций с гидротермальными растворами с одновременным выращиванием кварца с флюидными включениями;

3. Изучить продукты указанных взаимодействий;

4. Исследовать in-situ поведение и фазовые состояния захваченных водно-углеводородных флюидов во включениях синтетического кварца. Объемы, виды, методы и место проведения исследований. В основу диссертации положены более 180 автоклавных опытов продолжительностью от 14 до 30 суток по изучению взаимодействия гидротермальных растворов с каустогенными породами (горючие сланцы, богхед, лигнит, асфальт, асфальтит, керит и антраксолит, битуминозные сланцы и глины), а также с сырой и дегазированной нефтью и ее основными фракциями. Образцы пород для опытов были получены от А.Т. Егорова (Институт горючих ископаемых, Москва), Н.С. Лавренко и О.В. Ковалевой (Институт геологии Республики Коми), а также отобраны во время полевых работ в Карелии и Австрии. Сырую нефть для опытов предоставили Ф.П. Борков (из Морозовского, Терноватого, Западно-Беликовского месторождений, Краснодарский край, и Уланхольского месторождения, Прикаспийский НГБ), а также O.K. Баженова (из Балвинского месторождения, Волго-Уральского НГБ). Все опыты проводились в лаборатории синтеза и модифицирования минералов ИЭМ РАН (г. Черноголовка, Московская обл.). Твердые продукты после опытов изучались под бинокулярным и поляризационным микроскопами, подвергались рентгеновскому (35 обр.) и флуоресцентному (12 обр.) анализам. Нефть и ее основные фракции до и после опытов характеризовались ИК спектрами (36 проб), записанными на ИК-спектрометре Avatar 320 FT-IR фирмы Nicolet (ИЭМ РАН), хроматограмами (24 пробы), полученными на хроматографе Perkin Elmer Clarus 5000 с капиллярной колонкой Solgel 60 см (Кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова). Одновременно в опытах по взаимодействию пород и жидких УВ с гидротермальными растворами выращено на затравку около 200 кристаллов кварца, весом 15-30 г (максимум до 80 г) с многочисленными флюидными включениями. Из выращенных кристаллов изготовлено более 400 полированных пластинок; в них просмотрено порядка 1500 флюидных включений. Наиболее информативные флюидные включения задокументированы в 350 фотографиях. Жидкие и газообразные фазы в индивидуальных флюидных включениях идентифицировались с помощью ИК-микроскопа Continuum и однолучевого FT-IR спектрометра Nicolet, Nexus с минимальной апертурой 5 мкм (разрешение 4 см"1) (ИЭМ РАН и Лаборатория геологии и управления минеральными ресурсами, Университет Г. Пуанкаре, Нанси 1, Франция). Распределение углеводородов во включениях контролировалось с помощью микроспектрофотометра марки QDI 302 фирмы CRAIC на базе микроскопа LEICA DM 2500 Р (Кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых геол. факультета МГУ им. М.В. Ломоносова). Поведение и фазовые состояния флюидов во включениях исследовались in-situ при их нагревании и охлаждении с использованием измерительного микротермометрического комплекса, созданном на основе микротермокамеры THMSG-600 фирмы Linkam и микроскопа Amplival. Комплекс, снабженный набором длиннофокусных объективов, видеокамерой и управляющим компьютером, позволял в режиме реального времени наблюдать за поведением и фазовым состоянием флюидов во включениях при температурах от -196 до +600°С с непрерывным автоматическим их фиксированием и изменением скорости нагрева и охлаждения. В общей сложности поведение и фазовые состояния флюидов во включениях задокументированы в 120 видео фильмах. На основе их создано 35 статических фрагментов наиболее важных событий, происходящих во включениях при повышении и понижении температуры. Исследования проводились в основном в ИЭМ РАН и частично - в ИГЕМ РАН. Научная новизна. 1. Разработан новый подход для изучения поведения и фазовых состояний водно-углеводородных флюидов, состоящий в осуществлении взаимодействия каустогенных пород, сырой нефти и ее основных фракций с гидротермальными растворами при одновременном выращивании кристаллов кварца с флюидными включениями.

2. Модифицирован гидротермальный метод температурного градиента для выращивания кварца и определены условия воспроизводимого образования в кристаллах водно-углеводородных включений стимулированного и самопроизвольного зарождения.

3. Установлено, что суммарная растворимость нефти в слабощелочных и щелочных растворах в интервале температур от 280 до 380—400°С (давление до 90 МПа) возрастает от сотых долей до 8-10 об. % (т.е. заметно превышает значения, приводимые в более ранних работах), а растворимость ее легких фракций, образующихся при крекинге в гидротермальных растворах в интервале температур 380^450°С и давлений 80-120 МПа, достигает 15-20 об. %.

4. Оценена взаимная растворимость нефтеподобной жидкости и водного раствора в водно-углеводородном флюиде, сформированном при взаимодействии богхеда и горючих сланцев со слабощелочными хлоридно-натриевыми и щелочными растворами при температуре 320/340°С и давлении порядка 60 МПа. Доли растворенных нефтеподобной жидкости и водного раствора во флюиде составляют 70-80 и 20-30 об. %, соответственно. Практическая значимость работы. 1. Полученные экспериментальные данные по изучению поведения и фазовых состояний водно-углеводородных флюидов при повышенных и высоких термобарических параметрах могут быть использованы при моделировании поведения и фазовых состояний флюидов в земных недрах.

2. Методика проведения опытов по взаимодействию гидротермальных растворов с каустогенными породами может быть использована для экспресс-оценки их перспективности как альтернативного энергетического и химического сырья.

3. Предложенные в работе подход и методы для изучения флюидных включений in-situ могут быть реализованы при изучении фазовых состояний и растворимости других органических жидкостей в воде и водных растворах при высоких температурах и давлениях.

4. Данные по выращиванию кристаллов кварца с флюидными включениями стимулированного и самопроизвольного зарождения могут быть использованы в учебных курсах где рассматривается образование макро дефектов в кристаллах.

Защищаемые положения. I. Подход и разработанные методы выращивания кварца с флюидными включениями одновременно с осуществлением взаимодействия гидротермальных растворов с каустогенными породами, сырой нефтью и ее основными фракциями позволяют использовать подобные включения для изучения поведения и фазовых состояний модельных водно-углеводородных флюидов в широком интервале термобарических параметров.

II. Присутствие во включениях в кварце нефтеподобной жидкости, газовых УВ и твердых битумов свидетельствует о весьма быстром, а в геологическом масштабе времени — практически мгновенном, образовании УВ при взаимодействии гидротермальных растворов с каустогенными породами в интервале температур 320-350°С, д.н.п. и выше. При температурах 380-400°С генерирование жидких УВ практически прекращается, уступая место пиробитумам и газовым УВ (в основном метану).

III. Флюиды, сформированные при взаимодействии гидротермальных растворов с нефтью при температурах ниже 260-320°С и д.н.п. находятся при обычных условиях в трехфазном состоянии с различными соотношениями водной, нефтяной и газовой (в основном водяной пар) фаз, но при превышении д.н.п. переходят в жидкое двухфазное водно - нефтяное состояние без свободной газовой фазы. При кратковременном нагреве подобное состояние прослежено вплоть до разгерметизации включений при 365—405°С. Содержание нефти, растворенной в водном растворе таких включений, достигает перед взрывом 8-10 об. %.

IV. Флюиды, сформированные при взаимодействии гидротермальных растворов с нефтью при температурах выше 330°С (в основном, при 350-500°С) при давлении д.н.п. и более, находятся при обычных условиях в трехи многофазном состоянии. Среди жидких углеводородов преобладают легкие бензинокеросиновые фракции, а среди газовых - метан. При повышении температуры до 240-290°С жидкие УВ растворяются преимущественно в газовых УВ с образованием двухфазного газово-жидкого углеводородно-водного флюида, который при 368-375°С переходит в гомогенное состояние. Близкое поведение при повышении температуры обнаруживают и существенно газовые водно-углеводородные флюиды, но гомогенное состояние в них достигается при относительно более высоких температурах — 390-400°С.

V. Различия в поведении и фазовых состояниях водно-углеводородных флюидов, сформированных при относительно невысоких и высоких термобарических параметрах, обусловлены крекингом исходной нефти (или нефтеподобной жидкости), приводящим при температуре выше 330°С (в основном при 350-450°С) к образованию бензиновых и керосиновых фракций, газовых УВ, в основном метана, и остаточных твердых битумов.

Личный вклад соискателя. Обобщены многочисленные публикации по проблеме происхождения водно-углеводных флюидов в земных недрах и их роли в формировании различных полезных ископаемых. Сформулирована цель и основные задачи исследований. Осуществлена постановка большинства опытов по выращиванию кварца с флюидными включениями при технической помощи и консультации сотрудников JICMM ИЭМ РАН. Под руководством к.ф.-м.н. Г.В. Бондаренко записаны ИК-спектры жидких углеводородов (до и после опытов) и локальные ИК-спектры флюидных включений. Под руководством к.г.-м.н. М.А. Новиковой осуществлены микротермометрические исследования водно-углеводородных включений и съемка соответствующих видео фильмов. Проанализировала и обобщила результаты исследований. Совместно с другими участниками исследований подготавливала статьи для публикаций и презентации для конференций. Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на III, IV и V Международной научно-практической конференции «Сверхкритические флюидные технологии: инновационный потенциал России» (Ростов на Дону, 12-14 октября 2006 г; Казань, 2007 г; Суздаль, 15-18 сентября 2009 г), VIII Международной конференции «Новые идеи в науках о земле». (10-13 апреля 2007г. Москва, РГГРУ), П Международной Конференции «Кристаллогенезис и минералогия» (1-5 октября 2007 г., Санкт-Петербург), Кафедре геологии и геохимии горючих ископаемых, МГУ, Москва, 11.12.2008 г.), XIII Международной конференции по термобарогеохимии и IV симпозиуме APIFIS (Москва, 22-25 сентября 2008 г.), Ежегодном семинаре по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ЕСЭМПГ-2008 , 22-23 апреля, 2008 г., Москва), XIII Национальной конференции по росту кристаллов (НКРК-2008, 16-23 ноября 2008 г., Москва), XV Геологтческом Конгрессе Республики Коми (Сыктывкар, 2009 г.), III Российском совещании по органической минералогии с международным участием (Сыктывкар, 10-12 ноября 2009 г.), Ежегодном семинаре по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ЕСЭМПГ-2009, апрель, Москва), XX European current research on fluid inclusions, 21-26 September, 2009, University of Granada (Spain), в Институте проблем нефти и газа РАН (май 2009 г., Москва), IX Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (14-17 апреля 2009 г., Москва), 16th International Conference on Crystal Growth and 14th International Conference on Vapor Growth and Epitaxy (ICCG-16/ICVGE-14, 813 August 2010. Beijing, China), Всероссийской конференции с международным участием «Дегазация Земли: геотектоника, геодинамика, геофлюиды; нефть и газ, углеводороды и жизнь» (18-22 октября 2010 г., Москва), XIV Национальной конференции по росту кристаллов (Москва. 6-10 декабря, 2010 г).

Публикации. За период работы над диссертацией опубликовано 7 статей в различных научных изданиях, из них 4 статьи (+ 1 принятая в печать в журнал Петрология) входят в список, рекомендованный ВАК, и 18 (+2 принятых к печати) кратких сообщений и тезисов докладов, изданных в трудах различных конференций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из Введения, 4 глав, и Заключения общим объемом 151 страниц, содержит 8 таблиц и 51 рисунок. Список цитированной литературы включает более 150 наименований. Условия и основные результаты опытов сгруппированы в 2-х таблицах в Приложении.

Заключение диссертации по теме «Минералогия, кристаллография», Пентелей, Светлана Валерьевна

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Модифицированный метод гидротермального выращивания кристаллов кварца позволяет воспроизводимо получать в них флюидные включения стимулированного и самопроизвольного зарождения. Эти включения являются по-существу микропробами флюидов, образованных при взаимодействии гидротермальных растворов с каустогенными породами и сырой нефти.

2. Многочисленные опыты и, особенно данные по изучению т-БЙи флюидных включений методами термобарогеохимии, свидетельствуют о принципиально различном поведении и фазовых состояниях водно-углеводородных флюидов, сформированных при температурах ниже 320°С и выше 330 (особенно 350-500°С) при давлениях насыщенного пара и выше. Эти отличия обусловлены крекингом сырой нефти (а точнее, в основном ее тяжелых фракций) в гидротермальных растворах при температурах выше 330°С с образованием преимущественно легких и средних бензинокеросиновых фракций.

3. Водно-углеводородные флюиды, сформированные при температурах до 300-320°С и давлениях выше насыщенного пара (экспериментально прослежено 90 МПа), при превышении д.н.п. превращаются при нагревании в жидкие двухфазные нефте-водные флюиды без свободного газа. Их кратковременное существование в таком состоянии прослежено вплоть до разгерметизации включений при 365-405°С. Не исключено, что при более высоких температурах и давлениях такие флюиды могут перейти в гомогенное состояние. Но нефть при этом должна, вследствие крекинга, превратиться по-существу в бензинокеросиновую.

4. Водно-углеводородные флюиды, сформированные при температурах 330 — 500°С, при нагревании ведут себя иначе: вначале они переходят в двухфазное газово-жидкое состояние с растворенными в газовых углеводородах легкими и средними нефтяными фракциями, а затем вблизи критической точки воды, трансформируются в гомогенные надкритические флюиды.

5. Различные соотношения одинаковых фаз и неодинаковые их составы в захваченных включениях указывают на гетерогенное состояние ВУФ, сформированных при взаимодействии гидротермальных растворов с каустогенными породами и сырой нефтью. И только флюиды, в которых доля растворенных углеводородов при заданных термобарических параметрах ниже их растворимости, являются гомогенными.

6. Содержание нефти в гидротермальных слабощелочных и щелочных растворах, установленное визуальным методом, в диапазоне температур 260111

400°С и давлении до 90 МПа возрастает от сотых и первых десятых долей об. % до 8-10 об. %. В тоже время, суммарная содержание углеводородов, образующихся в результате крекинга нефти при 380—450°С и давлении до 120 МПа, составляет в тех же растворах порядка 10—20 об. %.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Экспериментальные данные, приводимые в главах по изучению in-situ флюидных включений в кварце, выращенном одновременно с взаимодействием гидротермальных растворов с каустогенными породами и нефтью, позволяют наглядно проследить за изменением поведения и фазовых состояний водно-углеводородных флюидов в широком диапазоне температур и давлений. Включения в кварце, образованном при взаимодействии гидротермальных растворов с указанными породами и нефтью при относительно невысоких температурах (280-315°С) и давлениях порядка 8— 50 МПа, характеризуются различным фазовым составом и поведением при нагревании. В случае взаимодействия растворов с каустогенными породами во флюидных включениях, помимо водного раствора, нефтеподобной жидкости и твердых битумов, в газовом пузырьке постоянно присутствуют углеводородные газы (в основном метан). Когда же флюидные включения в кварце образуются при взаимодействии с нефтью при таких же относительно невысоких термобарических параметрах, в газовой фазе, кроме водяного пара, никаких газовых углеводородов не фиксируется. Вместе с тем, в процессе повышения температуры и давления оба типа водно-углеводородных флюидов обнаруживают близкое по характеру поведение. При нагревании в них, как правило, вначале исчезает газовая фаза (водяной пар и/или газовые углеводороды) с переходом в двухфазное жидкое состояние с соотношением фаз от L1>L2 до L2>L1. Существование таких двухфазных жидких флюидов без свободной газовой фазы в условиях краткосрочного нагревания в термокамере прослежено до 385-405°С. При дальнейшем нагревании включения взрываются. Это косвенно указывает на достижение в них давления порядка 80-90 МПа, при котором происходит массовая декрепитация включений в кварце (Наумов и др., 1966). Но при этом часть включений в кварце, выращенном при взаимодействии каустогенных пород с гидротермальными растворами, сохраняется и они переходят в гомогенное состояние. Содержание растворенной водной фазы в таких флюидах достигает 15-20 об. %. Это является важным доказательством возможного существования в земных недрах существенно углеводородных гомогенных флюидов, образованных при взаимодействии гидротермальных растворов с каустогенными породами. Необходимые термобарические параметры в условиях земных недр с учетом средних значений термоградиета и лито- и гидростатических давлений могут быть достигнуты на глубинах не менее 10-12 км. Однако эти глубины могут быть и меньшими в условиях локального прогрева окружающих пород за счет внедрившихся магматических тел. Следует заметить, что нефтеподобные жидкие углеводороды должны при этом неизбежно подвергаться крекингу с образованием легких и средних фракций и остаточных твердых пиробитумов. Это находит подтверждение в продолжительных (20-30 суток) опытах по взаимодействию каустогенных пород с гидротермальными растворами при температурах 330 — 350°С и давлениях 50-80 МПа.

В жидких двухфазных водно-нефтяных включениях в кварце, образованном при взаимодействии гидротермальных растворов с нефтью, из-за постоянной потери герметичности при температурах 360-405°С гомогенное состояние флюидов, к сожалению, достигнуто не было. Тем не менее, сам факт существования двухфазных жидких водно-нефтяных флюидов с соотношением фаз от Ь1>Ь2 до Ь2>Ь1 без свободной газовой фазы при температурах выше 280°С, д.н.п. и более, сомнению не подлежит. С учетом средних геотермических градиентов и гидро- и литостатических давлений такие водно-нефтяном флюиды без свободной газовой фазы должны существовать в земных недрах на глубинах порядка 3.5—4.5 км.

Иными фазовыми превращениями характеризуются водно-углеводородные флюиды во включениях в кристаллах кварца, выращенных при более высоких температурах (330^490°С) и давлениях (прослежено до 120 МПа). В обычных условиях такие включения являются многофазными существенно жидкими или существенно газовыми. Помимо обычных фаз (1Л, Ь2, в и 8В) в них нередко наблюдаются дополнительные фазы ЬЗ и Ь4 возможно, масла), окружающие по периферии выделения основной углеводородной фазы Ь2. Фазы ЬЗ и Ь4 растворяются в фазе Ь2 при 94 и 127°С, соответственно, а сама фаза Ь2 полностью растворяется в газовых углеводородах, главным образом, в метане в диапазоне температур от 240 до 280°С (и реже до 300°С) с образованием двухфазного газово-жидкого водно-углеводородного флюида. Это принципиально отличает такой флюид от двухфазного жидкого водно-нефтяного флюида, возникающего при относительно невысоких термобарических параметрах. Нефть (особенно ее тяжелые фракции) в высокотемпературных (от 330 до 500°С) гидротермальных растворах активно подвергается крекингу с образованием легких бензинокеросиновых фракций. В целом, этот процесс, вероятно, отражает условия, при которых формируются газоконденсатные и нефтегазоконденсатные залежи. Нагревание таких флюидов до температур, несколько превышающих критическую точку воды, приводит к переходу их в гомогенное надкритическое состояние. Это указывает на возможность существования и переноса в земных недрах громадных количеств жидких углеводородов, обогащенных легкими и средними нефтяными фракциями в виде надкритических флюидов. С учетом данных о средних геотермических градиентах и гидро- и литостатических давлениях, в таком состоянии водно-углеводородные флюиды должны находиться на глубинах более 12—15 км.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Пентелей, Светлана Валерьевна, 2011 год

1. Антипенко В.Р., Голубина O.A. Превращение тяжелых нефтяных фракций в условиях, моделирующих термические методы повышения нефтеотдачи. Известия Томского политехнического университета, 2006. Т. 309. № 2, С. 174-179.

2. Баженова O.K., Бурлин Ю.К., Соколов Б.А., Хаин В.Е. Геология и геохимия нефти и газа. М.: Изд-во МГУ, 2000. 384 с.

3. Баженова O.K., Леин А.Ю. Геохимия углеродистых образований современныхгидротермальных систем // Органическая минералогия. Материалы Российскогосовещания по органической минералогии. СПб: СПб ГУ, 2002. С. 95-96.

4. Балгщкий B.C. О нахождении битумов в ртутных и ртутно-сурьмяных месторожденияхсеверо-западного Кавказа // Советская геология, 1966. № 3. С. 145-150.

5. Баталин О.Ю., Брусиловский А.И., Захаров М.Ю. Фазовые равновесия в системах природных углеводородов. М.: Недра, 1992. 272 с.

6. Безруков В.М. Природные битумы о-ва Грэм-Белл Земли Франца-Иосифа и их значениедля оценки перспектив нефтегазоносности арктической окраины Баренцо-Северо

7. Карского шельфа. Геология нефти и газа,1997 № 2. С. 20-25.

8. Бека К, Высоцкий И.В. Геология нефти и газа. М.: Недра, 1976. 592 с.

9. Бескровный Н.С. Нефтяные битумы и углеводородные газы как спутникигидротермальной деятельности. JL: Недра, 1967. 208 с.

10. Бескровный Н.С., Лебедев Б.А. Нефтепроявление в кальдере Узон на Камчатке // Докл. АН СССР. 1971. Т. 201. N4. С. 953-956.

11. Бескровный Н.С., Лобков В.А. Изотопный состав углерода гидротермальных газов

12. Камчатки. Докл. АН СССР. 1974. Т. 217. N3. С. 689-693.

13. Ботнева Т.А. Генетические основы классификации нефтей, 1987, 199 с.

14. Брусиловский А.И. Фазовые превращения при разработке месторождений нефти и газа.

15. М.: «Грааль», 2002, 575 с.

16. БулахАГ. Методы термодинамики в минералогии. Изд. 2-е. JI., Недра, 1974. 184 с. Бушнев Д.А. Геохимия органического вещества углеродистых толщ ВосточноЕвропейской платформы // Дисс. д.г.м.н., Сыктывкар, 2007. 255 с.

17. Вассоевич Н.Б., Неручев С.Г., Лопатин Н.В. О шкале катагенеза в связи с нефтеобразованием // Междунар. Геол. конгр., XXV сесс. Горючие ископаемые: проблемы геологии и геохимии нафтидов и битуминозных пород. М.: Наука, 1976. С. 4762.

18. Волошин А.В., Пахомовский Я.А. Минералы и эволюция минералообразования в амазонитовых пегматитах Кольского полуострова. Л., 1986. 168 с.

19. Высоцкий КВ., Высоцкий В.И. Оленин В.Б. Нефтегазоносные бассейны зарубежных стран. М.: Недра, 1990. 405 с.

20. Гсиншов Э.М., Кодина Л.А. Исследование органического вещества и газов в осадочных толщах дна мирового океана. М. Наука, 1982. 158 с.

21. Герасимова Ж.А Месторождения нефти и газа. В кн. Основы гидрогеологии. Геологическая деятельность и история воды в земных недрах. Новосибирск: Наука, 1982. 232 с.

22. Гигашвили Г.М., Калюжный В.А. Результаты комплексного исследования включений углеводородов в минералах кварц-кальцитовых жил Запада Украины // Тезисы докл. Ростов-на-Дону, 1973. С. 169-170.

23. Гусева А.Н., Лейфман И.Е., Вассоевич Н.Б. Биогеохимия нефти . М., 1976.

24. Гусева А.Н., Соболева Е.В. Практикум по геохимии горючих ископаемых. М.: Изд-во1. МГУ, 1989. 136 с.

25. Диденко A.B. Геохимия углеродсодержащих соединений ртутных месторождений Украины. Киев: Наук. Думка, 1985. 124 с.

26. Дмитриевский А.Н. и др. Геодинамическая модель процессов формирования скопления углеводородов. М.: Недра, 1992.

27. Ермаков Н.П. Исследования минералообразующих растворов. Изд-во Харьковского Гос. Ун-та, 1950. 460 с.

28. Жиров К.К., Бапдуркин Г.А. Минералого-геохимические особенности акцессорныхкарбуранов из пегматитов Северной Карелии и Кольского полуострова. Материалы поминералогии Кольского полуострова. JL: Наука, 1968. № 6. С. 210-220.

29. Жузе Т.П. Миграция углеводородов в осадочных породах. М.: Недра, 1986. 187 с.

30. Жузе, Т.П. Роль сжатых газов как растворителей. М.: Недра, 1981. 165 с.

31. Жузе Т.П., Ушакова Г.С., Юшкевич Г.Н. Влияние высоких давлений и температур насодержание и свойства конденсата в газовой фазе газонефтяных месторождений. Изв. АН

32. СССР. Сер.: Геохимия, 1962, № 8, С. 689-697.

33. Изучение геохимии глубинных растворов по углеводородсодержащим реликтам и парагенезисам минералов. Киев: Наукова думка, 1967.

34. Икорский C.B. Углеводородные газы и битумы в породообразующих минералах Хибинского массива //Докл. АН СССР, 1965. № 4. С. 137.

35. Калюжный В.А. Углерод и его соединения в эндогенных процессах минералообразования. Киев: Наукова думка, 1978, С. 3.

36. Каюкова Г.П., Киямова A.M., Нигмедзянова Л.З. и др. Превращение остаточной нефти продуктивных пластов Ромашкинского месторождения при гидротермальном воздействии. Нефтехимия, 2007. т. 47. №5. С. 349-361.

37. Кирюхин Л.Г., Пайразян В.В., Размыишяев A.A., Тниаев Ю.Г. Условия формирования зон нефтегазонакопления в подсолевых отложениях Прикаспийской впадины. Геология нефти и газа, 1982, №3, С. 31-35.

38. Клубов Б.А. Природные битумы Севера. М.: Наука, 1983. 205 с.

39. Колодий В.В. Роль подземных вод в формировании залежей нефти. В сб. Гидрогеология и нефтегазоносность. Минск. Наука и техника. 1982. С. 25-46.

40. Конторович А.Э. Общая теория нафтидогенеза. Базисные концепции, пути построения // Теоретические и региональные проблемы геологии нефти и газа. Новосибирск: Наука, 1991. С. 29-44.

41. Королев Ю.М. Рентгенографическое исследование органического вещества сапропелевого типа. Геология нефти и газа, 1989. № 9.

42. Корчагина Ю.И., Фадеева Н.П. Нефтегазообразование в глубокопогруженных осадочных отложениях молодых впадин. Кн.: Условия нефтегазообразования на больших глубинах. М.: Наука, 1988. с. 61-67.

43. Кочетков О.С., Грунис Е.Б., Анишенко Л.А., Алисиевич JI.H. Проблемы нефтегазоносности байкальсклшл фундамента Тимано-Печорской провинции. Геология нефти и газа, 1999. № 7-8.

44. Красный Л.И. Глобальная система геоблоков. М.: Недра, 1984. 224 с.

45. Кротова В.А. О происхождении флюидов, факторах их миграции и формированияместорождений нефти и газа в водной среде. Гл. из монографии В.А. Кротовой

46. Нефтепоисковые гидрогеологические критерии», JT., Недра, 1969. С. 248-254

47. Лабунцов А.Н. Пегматиты Северной Карелии и их минералы. В кн.: Пегматиты СССР. М.:

48. АН СССР, 1939. Т. 2. 260 с.

49. Лейфман И.Е. Общее в генерации гидротермальных и интрузивных нефтей. Материалы Всероссийской конференции «Дегазация Земли: геотектоника, геодинамика, геофлюиды; нефть и газ; углеводороды и жизнь», 2010. Москва. С. 307-310.

50. Летников Ф.А. Флюидные фации континентальной литосферы и проблемырудообразования. Смирновский сборник-99. М.: ВИНИТИ. 1999. С. 63-98.

51. Лукин А.Е., Шпак П.Ф. Глубинные факторы формирования Припятско- Днепровско

52. Донецкой системы нефтегазоносных бассейнов. Геологич. журнал. 1991. № 5. С. 25-30.54.

53. Любинецкая A.B., Зациха Б.В., Шабо З.В., Мамчур Г.П. Природа и генетические особенности органических минералов и веществ Славянского ртутного рудопроявления. Минералогический сб., 1980 № 34, вып. 1 С. 32-39

54. Мальков Б.А., Швецова H.B. Геология и минеральный состав Ярегской лейкоксеновой россыпи на Южном тимане. Сыктывкар, 1997. 22 с.

55. Махлаев JI.B. О природе лейкоксена в Ярегском нефтетитановом месторождении (в связи с оценкой перспектив других титановых палеороссыпей Притиманья). ЛИТОСФЕРА, 2008, С. 117-121

56. Меленевский В.Н., Конторович А.Э., Вуу-Лианг Хуанг, Ларичев А.И. Булъбак Т.А. Аквапиролиз органического вещества рифейского аргиллита. Геохимия, 2009. № 5, С. 504-512.

57. Мелков В.Г., Сергеева A.M. Роль твердых углеродистых веществ в формировании эндогенного уранового оруденения. М.: Недра, 1990. 116 с.

58. Мельников Ф.П., Прокофьев В.Ю., Шатагин H.H. Термобарогеохимия. М.: Академический проект, 2008. 222 с.

59. Мерлин Б.В. Закономерности формирования ртутного оруденения в Закарпатье. Сов. геология, 1958.№ 2.

60. Перспективы нефтвгазоносностн глубоких горизонтов по данным сверхглубокого бурения последних лет. А.Н. Золотов, М.И. Лоджевская, С.Н. Симаков и др. Труды XXVIII Междунар. геол. конгр. Месторождения нефти и газа М.:ВНИГНИ, 1984. том. 13. С.127-135.

61. Перчук Л.Л. Флюиды в нижней коре и верхней мантии Земли. Вестник МГУ. Сер. Геология, 2000. № 4. С. 25-36.

62. Петерсилъе H.A. Углеводородные газы и битумы интрузивных массивов центральной части Кольского п-ва Изв. АН СССР, 1959. № 1. С. 56-63. Петров Ал.А. Углеводороды нефти М.: «Наука», 1984 г. — 264 с.

63. Пиковский Ю.И., Карпов Г.А., Оглоблина А.И. Полициклические ароматические углеводороды в продуктах Узонской нефти на Камчатке. Геохимия, 1987. № 6. С. 869876.

64. Писоцкий Б.И., Готтих Р.П. Условия формирования рассеянных битумов в протерозой-нижнепалеозойских отложениях Сибирской платформы. Сов. Геология. 1986. № 7. С. 1322.

65. Поздеев А.П., Нажалова H.H. Геология, гидродинамика и нефтегазоносность Кошелевского месторождения парогидротерм, Камчатка. Вулканология и сейсмология, 2008. № 3. С. 32-45.

66. Полякова И.Д., Борукаев Г.Ч. Геохимия органического вещества осадочно-вулканогенного триаса на больших глубинах Западно-Сибирской плиты. Геохимия. 1999. №5. С. 516-521.

67. Поспелов Г.Л. Геологические предпосылки к физике рудоконтролирующих флюидо-проводников. Геология и геофизика. 1963. № 3. № 4. С. 24-31.

68. Рёддер Э. Флюидные включения в минералах. М.: Мир, 1987. 558 с.

69. Самвелов Р.Г. Залежи углеводородов на больших глубинах: особенности формирования и размещения. Геология нефти и газа, 1995. № 9.

70. Ссшойлович Л. А. Зависимость между давлением, температурой и плотностью водных солевых растворов. М.: ВНИИСИМС, 1969. 48 с.

71. Симонейт Б.Р.Т. Созревание органического вещества и образование нефти: гидротермальный аспект. Геохимия, 1986, №2, С. 236-254.

72. Симонейт Б.Р.Т. Органическая геохимия водных систем при высоких температурах и повышенных давлениях: гидротермальная нефть. Основные направления геохимии. М.: Наука, 1995. С. 236-259.

73. Современный толковый словарь русского языка. Гл. ред. С.А.Кузнецов СПб. Норинт 2007 г. 960 с.

74. Соколов Б.А., Ханн В.Е. Геофлюидодинамическая модель нефтегазообразования в осадочных бассейнах. Геодинамическая эволюция и нефте газоносность осадочных бас сейнов. М.: Наука, 1997. С. 5-9.

75. Сорби Г. Микроскопическая структура кристаллов, указывающая на происхождение минералов и пород. Лондон, 1858, 499 с.

76. Тихомиров В.И. Геолого-геохимические предпосылки сохранения залежей нефти на больших глубинах. Современные проблемы геологии нефти и газа. М.: «Научный мир», 2001.

77. Успенский В.А. Введение в геохимию нефти. Л.: Недра, 1970. 312 с.

78. Флоровская В.Н., Зарайский Г.П., Зезин Р.Б. Керитьт и другие соединения углерода Комсомольского месторождения колчеданных руд на Южном Урале. ДАН СССР, 1964. Т. 157. № 5. С. 1131-1134. ---

79. Флоровская В.Н., Зезин Р.Б., Овчинникова Л.И. и др. Диагностика органических веществ в горных породах и минералах магматического и гидротермального происхождения. М.: Наука, 1968. 250 с.

80. Флоровская В.Н., Пиковский Ю.И., Оглоблина А.И., Раменская М.Е. Роль гидротермальных факторов в эволюции углеродистых веществ и формировании скоплений нефти и газа. Ж. Всесоюзн. хим. о-ва им. Д.И.Менделеева, 1986. т. 31. № 5. С. 562-568.

81. Холодов В.Н. Физико-химическая наследственность процессов осадочного породообразования в свете современных данных Электронный научно-информационный журнал «Вестник ОГГГГП РАН», 1997. Вып. 3. № 1.

82. Черевко Н.К. Твердые битумы европейского северо-востока России. Екатеринбург: УрО РАН, 1999. 103 с.

83. Шеламова Е.В. Связь водоносных горизонтов с пластовыми интрузиями в разрезе кембрия на Куюмбинской площади Вестник Томского государственного университета, 2010. №331. С. 224-227.

84. Banwell C. J., Cooper E. R., Thompson E. K, Me С г ее К. J. Physics of the New Zealand thermal area.—Bull. N. Z. Dept. Sci. and Industr., res., 1957, № 123.

85. Bazhenova O.K., Arefiev O.A. and Frolov E.B. Oil of the volcano Uzon caldera, Kamchatka// Org. Geochem. 1998. Vol. 29, No. 1-3, P. 421-428

86. Comet P.A., McEvoy J., Griger W., Douglas A.G. Hydrous and anhydroiis pyrolysis of DSDP Leg-75 kerogens. A comparative study using a biological marker approach. Org. Geochem., 1986. Vol. 9. №4. P. 171-182.

87. Deshpande V., Holder G.D., Bishop A.A., Gopal J., Wender I. Extraction of coal using supercritical water. Fuel, 1984, Vol. 63. P. 956-960.

88. Dunn J.R., Eisher D.W. Occurrence, properties and paragenesis of antraxolite in the Mohawk Vally // Amer. J. Sci., 1954. Vol. 252. № 8.

89. Eakin P.A., Gize A.P. Reflected-light microscopy of uranferous bitumens. Mineral. Mag., 1992. Vol. 56. P. 85-99.

90. Sound, Ontario. Am. Min.ri928. Vol. 13. P. 419-442. -----

91. Fein J.B. and Williams-Jones A.E. The role of mercury-organic interaction in the hydrothermal transport of mercury. Economic geology, 1997, Vol. 92. P. 20-28.

92. Freidman G.M. Textures of sandstones and carbonate rocks in the world's deepest wells (in excess of 30,000 ft or 9,1 km): Anadarko basin, Oclahoma-Reply. Sed. Geology, 1983. Vol. 35. P. 156-157.

93. Graff R.A., Brandes S.D. Modification of coal by subcritical steam: Pyrolysis and extraction. Energy and Fuels, 1987. Vol. 1. P.84-88.

94. Guilhaumou N. Accurate analysis of fluid inclusions by the lazer molecular microprobe (MOLE) and by microthermometry. Travaux Lab. Géol. Ecole Normale Supérieure (in French; English abstr.), 1982. Issue 14. 68 p.

95. Kohli K.B. Simulated petroleum generation studies by hydrous pyrolysis of a Tertiary coal from Northern Cambay Basin of India. K.B.Kohli, N.J.Thomas, B.N.Prablu et al. Org. Geochem. 1994. Vol. 21. № 3/4. P. 323-332.

96. Kvenvolden K.A. and Roedder E. Fluid inclusions in quartz crystals from Southwest Africa. Geochim. Cosmochim. Acta. 1971. 35. P. 1209-1229.

97. Magoon, L.B., and W.G. Dow, 1994, The Petroleum System—From Source to Trap: AAPG Memoir 60, P. 3-24.

98. Marikos M.A., Laudon R.C., Leventhal J.S. Solid insoluble bitumen in the Magmont Westorebody, sothest Missouri. Econ. Geol, 1986. Vol. 81. № 8. P. 1983-1988.

99. Mattavelli, L., and Novelli, L., Geochemistry and habitat of the oils in Italy. American

100. Association of Petroleum Geologists Bulletin, 1990, Vol. 74, No. 10. P. 1623-1639.

101. Mc Auliffe C.D. Oil and gas migration chemical and phisical contraints. Bull. Amer. Assoc.

102. Petrol. Geol., 1976, Vol. 60. № 4. P. 543-553.

103. MazzoniA. The Steam vents of Tuscany and the Larderello plant. 1950.

104. Netzel D.A., Miknis F.P. N.m.r. study of US Eastern and Western shale oils produced by pyrolysis and hydropyrolysis://Fuel, 1982. Vol. 61. P. 1101-1109.

105. Nooner D.W., Updegrove IV. S., Flory D.A., Oro' J. and Mueller G. Isotopic and chemical data of bitumen associated with hydrothermal veins from Windy Knoll, Derbishire, England. Chem. Geol, 1973. Vol. 11. P. 189-202.

106. Price~L.C. Organic geochemistry of core samples from an ultra-deep hot well (<300°C, 7 km). Chem. Geol., 1982. Vol. 37. P. 215-228.

107. Price L.C. Aqueous solubility of crude oil to 400°C and 2000 bars pressure in the present of gas. J. Petrol. Geol, 1981b. Vol. 4. P. 195-223.

108. Price L.C., Clayton J.L. and Rumen L.L. Organic geochemistry of the 9-6 km Bertha Rogers No. I well, Oklahoma. Organic Geochem, 1981c. № 3. P. 59-77.

109. Schatz J.F. and Simmons G. Thermal conductivity of Earth materials at high temperatures. J. Geophys. Res. 1972. Vol. 77. № 35. P. 6966-6983.

110. Seewald J.S., Seyfried W.E., Thorhlon I.C, Thorhton E.G. Organic-rich sediment alteration: An experimental and theoretical study at elevated temperatures and pressures. Appl. Geochem, 1990, Vol. 5. P. 193-209.

111. Simoneit B.R.T., Lonsdale P.F. Hydrothermal petroleum in mineralized mounds at the seabed of Guaymas Basin. Nature, 1982. Vol. 295. P. 198-202.

112. Sweeney, J. J. and A. K. Burnham, 1990, "Evaluation of a Simple Model of Vitrinite Reflectance Based on Chemical Kinetics," American Association of Petroleum Geologists Bulletin, Vol. 74, no. 10, P. 1559-1570.

113. Teinturier S., Pironon J. Experimental growth of quartz in petroleum environment. Part I: procedures and fluid trapping. Geochimica et Cosmochimica Acta. 2004. V. 68. № 11. P. 24952507.

114. Visser W. Maximum diagenetic temperature in a petroleum source-rock from Venezuela by fluid inclusion geothermometry. Chem. Geol., 1982. Vol. 37. P. 95-101.

115. Whelan K., Simoneit B.R.T., Taga M. Cj-Cg hydrocarbons in sediments from Guaymas Basin, Gulf of California Comparison to Peru Margin, Japan Irench and California Border lands. Org. Geochem., 1988, Vol.12. P. 171-194.

116. Witicar M.J., Suess E. Thermogenic hydrocarbons in surface sediments of the Bransfield strait, Antarctic Peninsula. Nature, 1985. Vol. 314. P. 87-90.

117. Yamasaki N., Yanagisawa K. Hydrothermal decomposition of lignite to aromatic oily and aliphatic gaseous compounds. Report of the Research Laboratory of Engeneering Materials, 1990. №15. P. 47-59.