Научная статья на тему 'Метан нефтегазосодержащих пород — основной источник формирования газогидратов в Охотском море'

Метан нефтегазосодержащих пород — основной источник формирования газогидратов в Охотском море Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
342
143
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
газогидраты / метан / нефтегазовые залежи / Охотское море

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Обжиров Анатолий Иванович, Телегин Юрий Александрович

В работе рассматривается вопрос об источнике метана, образующего газогидраты в Охотском море. По результатам работ, полученных нами в период с 1984 по 2010 гг., считается, что основным источником является термогенный метан нижележащих залежей нефти и газа.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Обжиров Анатолий Иванович, Телегин Юрий Александрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Methane of oil-gas-bearing deposit is main source to form gas hydrate in the Okhotsk Sea

The main source of methane to form gas hydrates in the sea of Okhotsk are shown in the paper. This source is thermogenic methane of underlying oil and gas deposits. The conclusions are based on the results obtained our investigations since 1984.

Текст научной работы на тему «Метан нефтегазосодержащих пород — основной источник формирования газогидратов в Охотском море»

Я ШАГ В БУДУЩЕЕ

Метан нефтегазосодержащих пород - основной источник формирования газогидратов в Охотском море

А.И. ОБЖИРОВ, Ю.А. ТЕЛЕГИН

ТИХООКЕАНСКИЙ ОКЕАНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. В.И. ИЛЬИЧЕВА ДВО РАН

В настоящее время ученые активно обсуждают процесс формирования-разрушения газогидратов в морских условиях. Один из основных вопросов, который до сих пор является актуальным, - источники метана, образующие газогидраты. Если им является термогенный метан нефтегазосодержащих отложений, который мигрирует из глубоких слоев к поверхности и образует газогидрат в зоне его стабильности, то соответственно увеличивается поток метана из донных отложений в воду и из воды в атмосферу. Это связано с количе-

ством его запасов в недрах. Если принять за источник метана современный микробный процесс, то расчет его количества должен основываться на этом источнике.

Лабораторией газогеохимии ТОЙ ДВО РАН каждый год выполняются экспедиционные исследования с целью поиска новых газогидратных площадей в Охотском море и детальное рассмотрение условий формирования и разрушения газогидратов в донных

осадках Сахалинского северо-восточного склона Охотского моря.

Существует две точки зрения на источники формирования газогидратов. В метане, образованном за счет

ОДИН ИЗ ОСНОВНЫХ ВОПРОСОВ, КОТОРЫЙ ДО СИХ ПОР ЯВЛЯЕТСЯ АКТУАЛЬНЫМ, -ИСТОЧНИКИ МЕТАНА, ОБРАЗУЮЩИЕ ГАЗОГИДРАТЫ

44 ГАЗОХИМИЯ

■ НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: WWW.GAZOHIMIYA.RU

ШАГ В БУДУЩЕЕ Я

продукции бактерий, 513С составляет -70...-110 %о, а в процессе термогенного образования метана из органического вещества осадочных отложений 513С составляет -30-40 %. Одни исследователи считают, что основным поставщиком метана для образования газогидратов является современный микробный метан. Их доводы основаны на анализе изотопного состава углерода метана газогидратов. 513С составляет -55-65 %. Другие исследователи, включая нас, считают, что преобладающим поставщиком метана газогидратов является термогенный метан нефтегазовых залежей. По нашему мнению, изотопный состав углерода не отражает генезиса метана. Во-первых, изотопный состав (-55-65 %) указывает на возможную смесь термогенного и микробного метана, во-вторых, существуют работы [1], в которых указывается возможность вторичных процессов микробной переработки термогенного метана микробами и облегчение в этом случае изотопного состава углерода. В то же время на то, что метан является термогенным, указывает наличие в Охотском море нефтегазовых залежей и мощной толщи осадочных отложений с нефтегазосодержащими слоями, нарушенными зонами разломов, по которым метан мигрирует к поверхности. В зоне, благоприятной по давлению и температуре для образования газогидратов, формируются слои газогидратов, которые являются и покрышкой, и резервуаром углеводородов. Приведем более подробную характеристику нефтегазоносности шельфа Сахалина.

Нефтегазоносная область района Северного Сахалина является одним из богатейших нефтегазоносных бассейнов в своем регионе. В основном большинство ресурсов (нефть, свободный газ, конденсат) сосредоточено на прилегающем к СевероВосточному Сахалину шельфе Охотского моря (рис. 1). Из открытых месторождений нефти и газа на шельфе к наиболее крупным относят

Схема распределения некоторых залежей нефти и газа на Северном Сахалине и прилегающем к нему шельфе [4]

Одопту-море, Пильтун-Астохское, Чайво, Аркутун-Дагинское и Лунское. Преобладают легкие (65 %), маловязкие (82 %), малосернистые (99 %) и малопарафинистые (70 %) нефти, а свободные газы в основном метановые [2].

Мощность осадочного чехла шельфовой зоны рассматриваемой области доходит до 10 км. Этаж нефтегазоносности - от нескольких десятков метров до 2849 м, глубина распространения залежей - от 218 до 4850 м [2].

Важной характеристикой Сахалинского шельфа и северо-восточного склона является распределение метана в придонном слое воды. К 2009 г. на шельфе и склоне Охотского моря было обнаружено около 500 выходов метана из донных отложений в воду. Концентрация метана в районе выхода пузырей метана составляет 20 000-200 000 нл/л, что превышает фон в 1000-10000 раз. В районе очагов газовой разгрузки в верхних слоях осадков обнаружены слои и прослойки газогидратов. На сахалинском шельфе в районе открытых месторождений нефти и газа - Одоп-тинском, Пильтун-Астохском и других в придонной воде наблюдаются концентрации метана около 2000-3000 нл/л. Исключение составляет Лунское месторождение. Здесь отмечена наибольшая аномалия метана в придонной воде - 10 900 нл/л. Аномальное поле метана на Лунской площади обусловлено сильной нарушенностью структуры, большой мощностью продуктивной толщи (500 м), преимуще-

Рис. 1

ГАЗОХИМИЯ 45

Я ШАГ В БУДУЩЕЕ

ственно газовой залежью, средняя глубина залегания которой составляет 1700 м [3]. В целом формирование аномально высоких концентраций метана в Охотском море над нефтегазоносными структурами, как показывают исследования,связано с наличием определенных условий. Так, над Чайвинским месторождением (глубина залегания продуктивного горизонта - 2000 м) концентрация метана в 1,5 раза меньше, чем над Одоптинским (глубина залегания продуктивного горизонта - 1000 м, структура более нарушена). Таким образом, аномально высокое содержание метана в водной толще Охотского моря в районе нефтегазоносных структур о-ва Сахалин объясняется прежде всего степенью их нарушенности и глубиной залегания верхнего продуктивного горизонта.

Также важно отметить, что нефтегазосодержащие отложения, которые образуют нефтегазовые залежи на шельфе, и из которых по разломам мигрирует метан, простираются на сахалинский склон, где обнаружены газогидраты. Показано [4], что «в строении осадочного бассейна впадины Дерюгина выделяется два региональных сейсмостратиграфических комплекса суммарной мощностью до 8-9 км, которые соответствуют региональной последовательности кайнозойского осадконакопления, установленной на Сахалине».

Еще одним доводом в пользу термогенного метана является то, что

Рис. 2

Схематический разрез через месторождения Купарук Ривер, Прадхо-Бей и газогидратное скопление Эйлин [6]

х>

%

Стратиграфический комплекс Брукиан

Стратиграфический

комплекс

Эллесмериан

Нефтяное месторождение Купарук Ривер

Нефтяное месторождение Прадхо-Бей

АНОМАЛЬНО ВЫСОКОЕ СОДЕРЖАНИЕ МЕТАНА В ВОДНОЙ ТОЛЩЕ ОХОТСКОГО МОРЯ В РАЙОНЕ НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ СТРУКТУР О-ВА САХАЛИН ОБЪЯСНЯЕТСЯ ПРЕЖДЕ ВСЕГО СТЕПЕНЬЮ ИХ НАРУШЕННОСТИ И ГЛУБИНОЙ ЗАЛЕГАНИЯ ВЕРХНЕГО ПРОДУКТИВНОГО ГОРИЗОНТА

46 ГАЗОХИМИЯ

■ НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: WWW.GAZOHIMIYA.RU

ШАГ В БУДУЩЕЕ Я

в Охотском море газогидраты встречены на локальных участках, приуроченных к зонам разломов. Если бы источником метана был микробный метан, то газогидраты должны были бы формироваться на всей площади акватории.

Все это позволяет говорить о том, что метан нефтегазосодержащих пород является источником газогидратов. Примером такой сопряженности газогидратов и нефтегазовых залежей являются геологические особенности нефтегазовых месторождений Прадхо-Бей и Купарук-Ривер Аляски (рис. 2). На них газ из нефтегазосодержащих пород по зоне разлома поднимается вверх и в зоне, благоприятной по давлению и температуре для образования газогидратов, формируются слои газо-

СОГЛАСНО НАШИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ В ОХОТСКОМ МОРЕ, СЛЕДУЕТ СДЕЛАТЬ ВЫВОД, ЧТО ОСНОВНЫМ ИСТОЧНИКОМ МЕТАНА В ЭТОМ РЕГИОНЕ ЯВЛЯЕТСЯ ТЕРМОГЕННЫЙ МЕТАН НЕФТЕГАЗОСОДЕРЖАЩИХ СЛОЕВ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

гидратов, которые являются и покрышкой, и резервуаром углеводородов.

Таким образом, согласно нашим исследованиям в Охотском море, следует сделать вывод, что основным источником метана в этом регионе является термогенный метан нефтегазосодержащих слоев нефтегазовых месторождений. Метан поступает из недр к поверхности, и в зоне стабильности газогидратов в районе метановых потоков в донных осадках образуются газогидраты. Изотопный состав углерода метана изменяется (облегчается) в связи с его фракционированием в процессе микробной переработки термогенного метана -окисления и вновь образования в подповерхностных слоях донных осадков.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лейн А.Ю. Биохимический цикл метана в океане / А.Ю. Лейн, М.В. Иванов; отв. ред. А.П. Лисицын; Инт-т микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН. - М. : Наука, 2009. - 576 с.

2. Белонин М.Д., Григоренко Ю.Н., Маргулис Л.С, Кушмар И.А. Состояние и воспроизводство сырьевой базы нефте- и газодобычи на востоке России // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. - 2004. - № 1 / www.geoinform.ru.

3. Пестрикова Н.Л., Обжиров А.И. Распределение метана и газогидратов на Сахалинском восточном склоне Охотского моря // Подводные исследования и роботехника, 2010. - № 1 (9). - С. 65-71.

4. Углеводородный потенциал осадочно-породных бассейнов Охотского моря (препринт) / Е.В. Грецкая [и др.]; отв. ред. Г.С. Гнибиденко. Южно-Сахалинск: 1992. 50 с.

5. Космическая съемка и ГИС-технологии — для охраны природы

и экологического мониторинга [электронный ресурс] / электрон. карта. - М: НП «Прозрачный мир», 2007-2008 http://maps.transparentworld.ru

6. Collett T. Natural gas production from Arctic gas hydrates // The future

of energy gases. US geological survey professional paper. 1993. № 1570. P. 299-311.

ГАЗОХИМИЯ 47

кураторы международного проекта изучения газогидратов в Охотском море (слева направо)

Янг Джин (Корея),

Хитоши Соджи (Япония), Анатолий Обжиров (Россия)

48 ГАЗОХИМИЯ

пузыри метана выделяются из трубки, в которой отобраны газогидраты, так как они при подьеме начинают разрушаться с выделением большого количества метана. 1 см3 газогидрата выделяет 170 см3 метана

ГАЗОХИМИЯ 49

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.