Из материнских пород озерно-аллювиального генезиса генерируются не только нефть, но и заметное количество газа и газового конденсата. Водородный индекс пород от низкого до умеренного -- 50--600 мг НС/г Сорг. Нефть парафинистая с большим содержанием высокомолекулярных н-алканов (парафинов более 20%), по плотности -- от средних до легких значений, с низким содержанием серы. Парафинистые разновидности нефти, связанные с аллювиально-озерными породами, характерны для бассейна центральной части Суматры, севера Китая, центральных африканских рифтовых бассейнов и др.
Сбалансированные бассейны. Представляют собой солоноватоводные, щелочные, часто стратифицированные озера с подвижной береговой линией и непостоянным стоком, в которых скорость поступления терригенных осадков с водосбора приблизительно соответствует аккомодационному пространству котловины. Флуктуации уровня озер с кратковременными проградациями дельт на акватории определяет широкое развитие в их осадочных комплексах фаций профундали, представленных обогащенными водорослевой органикой (планктонной и бентосной) тонкослоистыми аргиллитами, известняками и доломитами. В составе органической компоненты осадков преобладает автохтонный водорослевый материал (I тип), а поступление наземной органики носит эпизодический характер. Основные нефтематеринские породы -- слоистые ариллиты, в наибольшей степени обогащенные органикой, накапливаются на аноксических профундалях. Валовое содержание органики в материнских породах сбалансированных бассейнов, как правило, высокое (Сорг до в пределах 20--27%) из-за низкого терригенного разбавления. Водородный индекс также высокий: 500--800 мг/г НС/г Сорг в среднем, иногда до 1000. Нефть среднепарафинистая (парафинов 5--25%), по плотности -- от тяжелой до легкой, с низким содержанием серы.
Бессточные (гидрологически закрытые) эвапоритовые бассейны. Представляю собой соленые постоянные или эфемерные (плайевые) озера, занимающие бессточные ванны, в которых объем размещения осадков превышает скорость их поступления. Наиболее обогащенные органикой сублиторальные субфации накапливается на более глубоководных (трансгрессивных) стадиях развития озер и представлены битуминозными аргиллитами, сопряженными в разрезах по латерали с эвапоритовым, карбонатными и обломочными осадками, являющимися коллекторами для УВ при последующих катогенетических преобразованиях лимногенных комплексов. Озерные осадки, как правило, переслаиваются в разрезах с эоловыми и пролювиально-делювиальными отложениями. Основной источник ОВ -- не только эукариотические продуценты (водоросли), преобладающие в других типах озерных фаций, но и прокариотические организмы (бактерии, сине-зеленые водоросли), более толерантные к экстремально высокой солености палеоозер.
Нефтегенерирующий потенциал материнских пород эвапоритовых бассейнов переменный (от низкого до высокого), поскольку, хотя их продуктивность достаточно высока и терригенное разбавление минимально, но способность к консервации органики в таких озерах низкая из-за периодического высыхания и окисления донных осадков. Для гиперсоленых озерных фаций характерны керогены типа 1-8, отличающиеся высоким содержанием (до 12%) органической серы и низкой температурой генерации нефти за счет присутствия в составе УВ слабых 8--С связей, обеспечивающей образование нефти на более ранних стадиях катагенеза. Образование сераорганических соединений происходит, по всей видимости, биогеохимическим путем на стадии диагенеза при взаимодействии сульфатных растворов с сапропелевым веществом.
В целом для материнских пород, связанных с эвапоритовыми озерами характерна несколько более низкий, чем для сбалансированных бассейнов уровень Сорг (до 20%), водородный индекс -- от умеренного до высокого: 650--1150 мг/г НС/г, газовые компоненты УВ незначительны. В составе нефти таких бассейнов отмечается относительно низкое содержание парафинов (ниже пределов 5--10%), большая доля асфальтеновых и ароматические соединений, что обусловливает их повышенную плотность (от высокой до средней). Так же для таких нефтей типично высокое содержание серы (до 12%). Сернистые тяжелые нефти широко распространены в кайнозойских лимногенных бассейнах Китая (бассейн Бохай, Кайдам и др.) и тесно связанны с месторождениями гипса и других эвапоритов.
Таким образом, наиболее богатые материнские породы (черные сланцы) озерного генезиса с содержанием органического углерода выше 20% накапливаются в крупных, относительно глубоководных гидрологически сбалансированных (солоноватых) бассейнах. Современными аналогами таких водоемов являются тектонические озера тропической зоны, такие как Африканские рифтовые озера [12], обладающие высокой продуктивностью фитопланктона. В этих бассейнах в наибольшей степени достигаются условиях для длительного накопления и сохранения больших объемов сапропелевой органики с формированием мощных и протяженных нефтепродуктивных толщ. Приведенные данные позволяют рассматривать лимногенный класс месторождений УВ в качестве отдельной, но весьма неоднородной, генетической группы, отличающейся по комплексу геологических, геохимических и геоэкологических признаков.
Распределение в осадочных бассейнах и геологические особенности месторождений
Месторождения нефти и газа озерного генезиса неравномерно распределены в осадочных бассейнах континентов, однако, в той или иной степени нефтегенное озерное вещество присутствует (в сочетании с морским и аллювиально-дельтовым) во всех трех классах нефтегазоностных бассейнов -- платформенных, орогенных и геосинклинальных.
Особенности формирования залежей озерных УВ в наиболее типичных геодинамических обстановках. В пределах платформ отметается связь нефтепродуктивных озерных комплексов с крупными рифтогенными структурами глубинного заложения, присутствующих, как во внутренних, так и краевых частях платформ. В бассейнах континентальных рифтов основными нефтематринскими отложениями служат черные аргиллиты, накапливающиеся на профундали глубоких стратифицированных озер сбалансированного типа. Мощные толщи битуминозных осадков внутренних зон рифтовых впадин, сопряженные с краевыми аллювиально-дельтовыми и морскими карбонатными отложениями, обладающими хорошими коллекторскими свойствами, определяют перспективность лимногенных комплексов платформенных рифтов в качестве месторождений УВ (рисунок).
Характерной особенностью распределения нефтематеринских озерных формаций в рифтогенных осадочных бассейнах является их приуроченность к нижним (синрифтовым) этажам, перекрытым морскими и дельтовыми осадками (в том числе также нефтегенными) -- пелагическими глинами и шельфово-склоновыми турбидитами. Это определяет широкие возможности формирования месторождений УВ озерного генезиса в верхних карбонатно-терригенных комплексах, вследствие их вертикальной миграции, со смешением с углеводородами других материнских источников.
Наличие в лимногенных комплексах углеводородных коллекторов и благоприятные катагенетические условия для термического созревания УВ (высокий геотермический градиент), делает сами лимногенные структуры перспективными образованиями для дальнейшего наращивания углеводородных ресурсов платформ, несмотря на относительную труднодоступность для разработки и меньшие объемы резервуаров по сравнению с морскими бассейнами.
Широко распространены крупные месторождения УВ озерного генезиса на пассивных континентальных окраинах атлантического типа, например, на шельфе и континентальном склоне Южной Атлантики. Озерные нефти этого региона представлены крупными месторождениями в бассейнах Северного и Южного
Конго, а бассейне Кампус и некоторых наземных бассейнах Юго-Восточной Бразилии.
Наиболее высококачественные нефтематеринские породы (Сорг = 1--5% и более) западной африканской окраины вмещает нижнемеловая формация Букомази [1], характеризующаяся значительными размерами и высокими мощностями (до 2,5 км) продуктивных толщ, сложенных обогащенными органическим веществом аргиллитами и мергелями, образовавшимися в обстановке глубокого, стратифицированного палеоозера. Формация служит источником нефтяных скоплений, сконцентрированных в песчаных и карбонатных резервуарах синрифтовых комплексов, а также мигрировавших в вышележащие морские резервуары (верхний мел -- кайнозой) через солевые окна.
Рисунок 1. Схема залегания нефтематеринских (2, 3) и коллекторских (1, 4) пород осадочного выполнения внутриплатформенного рифта на примере Северо-Фолклендского нефтегазоносного бассейна: 1 -- аллювиальные и озерно-аллювиальные песчаники; 2 -- озерные битуминозные аргиллиты; 3 -- толща озерных битуминозных алевролитов с прослоями дельтовых песчаников; 4 -- аллювиальные песчаники; 5 -- осадочные чехлы из мелководно-морских и дельтовых отложений (Figure. The pattern of occurrence of sours (2, 3) and reservoir (1, 4) rocks sedimentary performance of the intra-platform rift on the example of the North-Falkland oil and gas basin: 1 -- fluvial and lacustrine-fluvial sandstones; 2 -- lacustrine mudstone; 3 -- lacustrine siltstones with interlayers of delta sandstones; 4 -- fluvial sandstones; 5 -- sedimentary cover from shallow-marine and delta deposits)
Глубоководно-озерные черные карбонатные аргиллиты нижнего мела, обогащенные сапропелевым веществом, являются также основным источником высококачественных жидких УВ бассейнов Бразильской окраины [1]. Возрастным аналогом формации Букомази здесь служит неокомская формация Лагу Фия (Сорг = 1--5% и более, водородный индекс до 550 мг HC/г Сорг), содержащая превосходные жидкие углеводороды, мигрировавшие через зоны трещиноватости в ловушки морского осадочного комплекса с образованием серии нефтяных месторождений-гигантов.
Незначительную роль играют озерные обстановки в формировании нефтегазоностности бассейнов наплитных впадин и переходных зон, возникающих над рифтовыми структурами на стадии формирования осадочного чехла платформ.
В предгорных впадинах (форландых) альпийских горных сооружений озерные обстановки подавляются высокими скоростями сноса осадков с растущего орогена. Поэтому здесь преобладают мелководные пресноводные озера (гидрологически открытые бассейны), окруженные обширными аллювиально-пролювиальными равнинами. В таких обстановках накапливаются преимущественно угленосные и газогенерирующие аллювиально-озерные комплексы, обогащенные наземным органическим веществом. Относительно мощные озерные толщи, обогащенные сапропелевым веществом сбалансированных или эвапоритовых озер, в форландовых впадинах могут формироваться при сниженном уровне поставки терригенного материала, возможным в условиях аридного и семиаридного климата. Например, в форланде Скалистых гор (Запад США) в раннем эоцене сформировалась нефтеносная озерная формация Грин-Ривер, содержащая крупнейшее в мире месторождение неморских горючих сланцев и троны. Сопряженность нефтегенных сланцев с залежами содовых эвапоритов свидетельствует о преимущественно засушливых палеоклиматических условиях осадконакопления.
В межгорных впадинах складчатых поясов широко распространены небольшие, рассеянные месторождения УВ озерного и аллювиально-озерного генезиса, связанные с нефтематринсками толщами мощностью в среднем 0,5-2,5 км и до пределов 4-5 км в отдельных случаях. Коллекторы в таких впадинах приурочены к обломочным фациям аллювиального или дельтового генезиса. Особенно характерны такие бассейны для эпиплатформенных глыбовых орогенов. Нефтегазовые бассейны данного типа наряду с рифтогенными платформенными бассейнами широко распространены в западном и северо-восточном Китае, а также Монголии, где продуктивные толщи имеют мезо-кайнозойский возраст и связаны с многочисленными впадинами, заложенными на герцинском фундаменте. Так, с продуктами преобразования неокомских сапропелевых илов в палеоозерах межгорных впадин связаны небольшие месторождения нефти и горючих сланцев и нефтепроявления в центре, на востоке и юге Монголии. Низкая степень термической зрелости материнских пород и небольшие объемы продуктивных толщ, определяют низкое промышленное значение монгольских месторождений [3].
Наиболее слабо развиты озерные комплексы в структуре осадочных бассейнов геосинклинальных поясов, поскольку здесь континентальные обстановки осадконакопления довольно кратковременные, предшествуя или завершая морскую седиментацию.
Геоэкологические аспекты, связанные с добычей углеводородов озерного генезиса
При рассмотрениях геоэкологических проблем добычи УВ озерного генезиса нужно отметить, что в основном они схожи с проблемами, возникающими при разведке и эксплуатации месторождениями УВ разного генезиса. Можно выделить следующие общие проблемы нефтегазовой отрасли.
1. Нарушение почвенного и растительного, поверхностного стока, деградация мерзлых грунтов в период разведки и освоения месторождений.
2. Отрицательные вертикальные движения земной поверхности в результате извлечения из недр нефти, газа и подземных вод, поддерживающих пластовое давление.
3. Загрязнение атмосферы при добыче УВ, во время аварий, природным газом, продуктами испарения нефти и также продуктами сгорания попутного нефтяного газа.
4. Химическое загрязнение почв и гидросферы в период разведки месторождений (при бурении скважин), эксплуатации и транспортировки.
Вместе с тем, особенности состава, физико-химических свойств, условий залегания и размещения залежей УВ озерного генезиса, показанные ранее, позволяет выделить ряд специальных геоэкологических проблем, характерных для месторождений данного генетического типа. Они связаны не только с особенностями добычи, но и условиями транспортировкой и переработкой УВ лимногенного происхождения.