Tentang kemungkinan generasi minyak dan gas modern yang cepat

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Kembali pada tahun 1993, para ilmuwan Rusia membuktikan bahwa minyak dan gas adalah sumber daya terbarukan. Dan Anda perlu mengekstrak tidak lebih dari yang dihasilkan sebagai hasil dari proses alami. Hanya dengan begitu mangsa dapat dianggap non-barbar.

Secara umum diterima dalam beberapa perbandingan untuk menggunakan gambar dua sisi dari medali yang sama. Perbandingannya bersifat kiasan, tetapi tidak sepenuhnya akurat, karena medali juga memiliki rusuk yang menentukan ketebalannya. Konsep ilmiah, jika kita membandingkannya dengan medali, memiliki, selain aspek ilmiah dan terapannya sendiri, satu lagi - psikologis, terkait dengan mengatasi kelambanan berpikir dan merevisi pendapat yang telah berkembang saat itu tentang fenomena ini.

Kendala psikologis tersebut bisa disebut sindrom dogmatisme ilmiah, atau yang disebut “akal sehat”. Mengatasi sindrom ini, yang merupakan rem nyata pada kemajuan ilmiah, terdiri dari mengetahui asal usul kemunculannya.

Gagasan tentang pembentukan dan akumulasi minyak dan gas yang lambat dan, sebagai konsekuensinya, tentang penipisan dan cadangan hidrokarbon (HC) yang tidak tergantikan di bagian dalam bumi muncul di pertengahan abad terakhir bersama dengan dasar-dasar geologi minyak dan gas.. Mereka didasarkan pada konsep spekulatif generasi minyak sebagai proses yang terkait dengan memeras air dan hidrokarbon selama perendaman dan peningkatan pemadatan batuan sedimen dengan kedalaman.

Penurunan yang lambat dan pemanasan bertahap, yang berlangsung selama jutaan tahun, memunculkan ilusi pembentukan minyak dan gas yang sangat lambat. Telah menjadi aksioma bahwa laju pembentukan endapan hidrokarbon yang sangat rendah tidak dapat dibandingkan dengan laju ekstraksi minyak dan gas selama operasi lapangan. Di sini, ada substitusi ide tentang laju reaksi kimia selama penghancuran bahan organik (OM) dan transformasinya menjadi hidrokarbon cair-gas bergerak, laju penurunan lapisan sedimen dan transformasi katagenetiknya karena lambat, terutama konduktif., Pemanasan. Laju reaksi kimia yang besar telah digantikan oleh laju evolusi cekungan sedimen yang relatif rendah. Keadaan inilah yang mendasari konsep durasi pembentukan minyak dan gas bumi, dan akibatnya, habisnya, tidak tergantikannya cadangan minyak dan gas di masa mendatang.

Pandangan tentang pembentukan minyak lambat mendapat pengakuan universal dan digunakan sebagai dasar untuk konsep ekonomi dan teori pembentukan minyak dan gas. Banyak peneliti, ketika menilai skala generasi hidrokarbon, memperkenalkan konsep "waktu geologis" ke dalam rumus perhitungan sebagai faktor. Namun, tampaknya, berdasarkan data baru, pandangan ini harus didiskusikan dan direvisi [4, 9-11].

Penyimpangan tertentu dari tradisi dapat dilihat sudah dalam teori pementasan pembentukan minyak dan gagasan fase utama pembentukan minyak (GEF), yang diusulkan pada tahun 1967 oleh NB Vassoevich [2]. Di sini, ditunjukkan untuk pertama kalinya bahwa puncak pembangkitan jatuh pada kedalaman yang relatif sempit dan, oleh karena itu, interval waktu ditentukan oleh waktu lapisan induk berada di zona suhu 60–150 ° C.

Studi lebih lanjut tentang manifestasi staging menunjukkan bahwa gelombang utama pembentukan minyak dan gas pecah menjadi puncak yang lebih sempit. Jadi, S. G. Neruchev dkk. Menetapkan beberapa maksima untuk zona GFN dan GZG. Puncak generasi yang sesuai sesuai dalam kekuatan untuk interval hanya beberapa ratus meter. Dan ini menunjukkan pengurangan yang signifikan dalam durasi generasi gelombang kejut dan, pada saat yang sama, peningkatan yang signifikan dalam lajunya [6].

Tingkat generasi HC yang tinggi juga mengikuti model modern dari proses ini. Pembentukan minyak dan gas di cekungan sedimen dianggap sebagai proses kimia multitahap yang berkembang sendiri, diekspresikan oleh pergantian dekomposisi (penghancuran) dan reaksi sintesis dan berlangsung di bawah aksi energi "biologis" (matahari) yang disimpan oleh senyawa organik. dan energi panas endogen Bumi, dan, seperti yang ditunjukkan oleh hasil pengeboran super dalam, sebagian besar panas memasuki dasar litosfer dan bergerak di litosfer secara konveksi. Bagian panas yang terkait dengan peluruhan radioaktif menyumbang kurang dari sepertiga dari jumlah totalnya [8]. Dipercayai bahwa di zona kompresi tektonik, aliran panas sekitar 40 mW / m², dan di zona tegangan nilainya mencapai 60−80 mW / m²… Nilai maksimum ditetapkan di celah tengah laut - 400-800 mW / m²… Nilai rendah yang diamati pada depresi muda seperti Kaspia Selatan dan Laut Hitam terdistorsi karena tingkat sedimentasi yang sangat tinggi (0,1 cm / tahun). Bahkan, mereka juga cukup tinggi (80-120 mW / m²) [8].

Dekomposisi OM dan sintesis hidrokarbon sebagai reaksi kimia berlangsung sangat cepat. Reaksi penghancuran dan sintesis harus dianggap sebagai titik balik revolusioner yang mengarah pada munculnya minyak dan gas, dengan konsentrasi berikutnya di reservoir dengan latar belakang umum penurunan evolusioner yang lambat dan pemanasan strata sedimen. Fakta ini secara meyakinkan dikonfirmasi oleh studi laboratorium pirolisis kerogen.

Baru-baru ini, untuk menggambarkan fenomena yang terjadi dengan cepat dari transformasi suatu zat dari satu keadaan ke keadaan lain, istilah "anastrofi", yang diusulkan oleh ahli kimia Swedia H. Balchevsky, telah mulai digunakan. Pembentukan senyawa hidrokarbon dari bahan organik yang membusuk, yang terjadi dalam lompatan dengan kecepatan yang luar biasa, harus diklasifikasikan sebagai anastropik.

Skenario modern pembentukan minyak dan gas digambarkan sebagai berikut. Bahan organik dari strata sedimen cekungan surut mengalami serangkaian transformasi. Pada tahap sedimentogenesis dan diagenesis, kelompok utama biopolimer (lemak, protein, karbohidrat, lignin) terurai dan berbagai jenis geopolimer terakumulasi dalam sedimen dan membentuk kerogen pada batuan sedimen. Bersamaan dengan itu, terjadi sintesis cepat (geoanastrofi) gas hidrokarbon, yang dapat terakumulasi di bawah segel pertama, menciptakan strata hidrat gas di lapisan bawah atau area permafrost, dan membentuk saluran keluar gas alam di permukaan atau di dasar reservoir (Gbr..1).

Beras. 1. Skema pembentukan gas hidrat di bagian Paramushir di Laut Okhotsk (menurut [5]): 1 - lapisan sedimen; 2 - lapisan terkonsolidasi; 3 - membentuk lapisan hidrat gas; 4 - zona konsentrasi gas; 5 - arah migrasi gas; 6 - outlet gas bawah. Skala vertikal dalam hitungan detik

Pada tahap transformasi katagenetik batuan sedimen, termodestruksi geopolimer dan anastrofi termokatalitik hidrokarbon minyak bumi dari fragmen lipid yang mengandung oksigen dan senyawa isoprenoid yang dilepaskan dari bentuk kerogen bahan organik terdispersi berlangsung [31]. Akibatnya, hidrokarbon cair dan gas tercipta, yang membentuk larutan hidrokarbon yang bermigrasi, berpindah dari strata induk ke cakrawala reservoir dan sesar penghantar fluida.

Solusi HC yang memenuhi reservoir alami, baik terkonsentrasi di bagian yang terangkat dalam bentuk akumulasi minyak dan gas secara individu, atau ketika bergerak ke atas di sepanjang patahan tektonik, mereka jatuh ke zona suhu dan tekanan yang lebih rendah dan di sana mereka membentuk endapan dari berbagai jenis, atau, dengan intensitas proses yang tinggi, mereka muncul di permukaan siang hari dalam bentuk manifestasi minyak dan gas alam.

Analisis lokasi ladang minyak dan gas di cekungan CIS (Gbr. 2) dan dunia dengan tegas menunjukkan bahwa ada tingkat global 1-3 km konsentrasi akumulasi minyak dan gas dan sekitar 90% dari semua cadangan hidrokarbon. dikaitkan dengannya.

Beras. 2. Distribusi kedalaman cadangan migas di cekungan CIS (menurut A. G. Gabrielyants, 1991)

sedangkan sumber pembangkitan terletak di kedalaman 2 hingga 10 km (Gbr. 3).

Beras. 3. Tipifikasi cekungan sesuai dengan rasio zona utama pembentukan minyak dan interval utama konsentrasi deposit minyak dan gas (menurut A. A. Fayzulaev, 1992, dengan perubahan dan penambahan)

Jenis kolam: Saya- terpecah belah; II - menutup; AKU AKU AKU - bersatu. Nama kolam: 1 - Kaspia Selatan; 2 - Wina; 3 - Teluk Meksiko; 4 - Pannonia; 5 - Siberia Barat; 6 - Perm, 7 - Volga-Uralsky. Zonasi vertikal: 1 - daerah transit atas: 2 - zona mata akumulasi minyak: 3 - zona transit bawah; 4 - GFN (pusat pembangkit minyak); 5 - GFG (pusat pembangkit gas); 6 - arah migrasi hidrokarbon; 7 - daerah yang mencerminkan cadangan geologis hidrokarbon atau jumlah endapan,%

Posisi pusat pembangkit ditentukan oleh rezim suhu cekungan, dan posisi deposit minyak dan gas terutama ditentukan oleh kondisi termobarik kondensasi larutan hidrokarbon dan hilangnya energi pergerakan migrasi. Kondisi pertama bersifat individual untuk masing-masing pool, yang kedua umumnya universal untuk semua pool. Jadi, di cekungan mana pun, dari bawah ke atas, beberapa zona genetik perilaku HC dibedakan: zona bawah atau utama pembentukan HC dan pembentukan larutan HC, zona transit larutan HC yang lebih rendah, zona akumulasi larutan HC utama di reservoir dan zona transit larutan HC atas, dan keluarnya ke permukaan siang hari. Selain itu, di cekungan dan cekungan sedimen laut dalam yang terletak di daerah subpolar, zona hidrat gas muncul di bagian atas cekungan.

Skenario pembentukan minyak dan gas yang dipertimbangkan memungkinkan untuk mengukur laju pembentukan HC di cekungan minyak dan gas yang mengalami penurunan intens dan, oleh karena itu, dalam kondisi pembentukan HC modern yang intensif. Indikator paling mencolok dari intensitas pembentukan minyak dan gas bumi adalah penampakan minyak dan gas bumi di cekungan sedimentasi modern. Rembesan minyak alami telah terjadi di banyak bagian dunia: di lepas pantai Australia, Alaska, Venezuela, Kanada, Meksiko, AS, di Teluk Persia, Laut Kaspia, di lepas pulau. Trinidad. Total volume produksi migas cukup signifikan. Jadi, di cekungan laut Santa Barbara di lepas pantai California, hingga 11 ribu l / dtk minyak hanya berasal dari satu bagian dasar (hingga 4 juta ton / tahun). Sumber ini, yang beroperasi selama lebih dari 10 ribu tahun, ditemukan pada tahun 1793 oleh D. Vancouver [15]. Perhitungan yang dilakukan oleh FG Dadashev dan lainnya menunjukkan bahwa di wilayah Semenanjung Absheron, miliaran meter kubik gas dan beberapa juta ton minyak per tahun keluar ke permukaan hari itu. Ini adalah produk dari formasi minyak dan gas modern, tidak terperangkap oleh perangkap dan formasi berisi air yang permeabel. Akibatnya, skala generasi HC yang diharapkan harus ditingkatkan berkali-kali.

Tingkat pembentukan gas yang sangat besar secara jelas dibuktikan oleh lapisan tebal hidrat gas di sedimen modern Samudra Dunia. Lebih dari 40 wilayah distribusi hidrasi gas telah ditetapkan, mengandung banyak triliunan meter kubik gas. Di Laut Okhotsk, A. M. Nadezhny dan V. I. Bondarenko mengamati pembentukan lapisan hidrat gas dengan luas 5.000 m²mengandung 2 triliun m³ gas hidrokarbon [5]. Jika usia endapan dianggap 1 juta tahun, maka laju aliran gas melebihi 2 juta m³/ tahun [5]. Rembesan intens terjadi di Laut Bering [14].

Pengamatan di lapangan Siberia Barat (Verkhnekolikeganskoye, Severo-Gubkinskoye, dll.) menunjukkan perubahan komposisi minyak dari sumur ke sumur, dijelaskan oleh aliran masuk HC di sepanjang retakan dan retakan tersembunyi (Gbr. 4) dari sumber HC yang lebih dalam generasi, yang secara jelas menunjukkan adanya di zona transit hidrokarbon, patahan dan retakan yang bersifat tersembunyi (ghost-faults), yang, bagaimanapun, dilacak dengan baik pada garis seismik waktu.

Beras. 4. Model pembentukan reservoir minyak pada formasi BP₁₀, ladang Severo-Gubkinskoye (Siberia Barat)

Saya - bagian profil; II - kromatogram umum sampel minyak. Deposit minyak: 1 - "utama"; 2 - komposisi "sekunder"; 3 - arah pergerakan hidrokarbon dari sumber pembangkitan; 4 - jumlah sumur; 5 - retakan; 6 - kromatogram (sebuah - n-alkana, B - alkana isoprenoid). DENGAN - jumlah karbon dalam molekul

Sampel minyak dari sumur yang terletak di zona gangguan memiliki kerapatan yang lebih rendah, hasil fraksi bensin yang lebih tinggi, dan nilai rasio isoprena pristan-fitana yang lebih tinggi daripada sampel dari bagian tengah reservoir, yang berada di zona kurang. pengaruh aliran fluida menaik dan mencerminkan minyak dari masuknya sebelumnya. Studi tentang bentuk modern rembesan hidrotermal dan hidrokarbon di dasar laut memungkinkan V. Ya. Trotsyuk untuk memisahkannya ke dalam kelompok khusus fenomena alam, yang disebutnya “struktur terobosan fluida” [13].

Laju pembentukan hidrokarbon yang tinggi secara jelas dibuktikan dengan adanya deposit gas dan minyak yang sangat besar, terutama jika mereka terbatas pada perangkap yang terbentuk di Kuarter.

Hal ini juga dibuktikan dengan volume raksasa minyak berat di lapisan Kapur Atas dari lapangan Athabasca di Kanada atau di batuan Oligosen dari Cekungan Orinoco Venezuela. Perhitungan dasar menunjukkan bahwa 500 miliar ton minyak berat dari Venezuela membutuhkan 1,5 triliun ton hidrokarbon cair untuk pembentukannya, dan ketika Oligosen berlangsung kurang dari 30 juta tahun, laju aliran masuk hidrokarbon seharusnya melebihi 50 ribu ton / tahun. Telah lama diketahui bahwa produksi minyak dipulihkan setelah beberapa tahun dari sumur yang ditinggalkan di ladang tua di wilayah Baku dan Grozny. Selain itu, ada sumur aktif di deposit habis ladang Grozny di Starogroznenskoye, Oktyabrskoye, Malgobek, yang total produksi minyaknya telah lama melebihi cadangan awal yang dapat dipulihkan.

Penemuan yang disebut minyak hidrotermal dapat menjadi bukti tingginya tingkat pembentukan minyak [7]. Dalam sejumlah depresi keretakan modern Samudra Dunia (Teluk California, dll.) dalam sedimen Kuarter di bawah pengaruh cairan suhu tinggi, manifestasi minyak cair telah ditetapkan, usianya dapat diperkirakan dari beberapa tahun hingga 4000 -5000 tahun [7]. Tetapi jika minyak hidrotermal dianggap sebagai analog dari proses pirolisis laboratorium, lajunya harus diperkirakan sebagai angka pertama.

Perbandingan dengan sistem fluida alami lainnya yang mengalami pergerakan vertikal dapat menjadi bukti tidak langsung dari laju pergerakan larutan hidrokarbon yang tinggi. Tingkat besar pencurahan lelehan magmatik dan vulkanogenik cukup jelas. Misalnya, letusan Gunung Etna modern terjadi dengan kecepatan lava 100 m/jam. Sangat menarik bahwa selama periode tenang, hingga 25 juta ton karbon dioksida merembes ke atmosfer dari permukaan gunung berapi melalui gangguan tersembunyi selama satu tahun. Laju aliran cairan hidrotermal suhu tinggi dari pegunungan tengah laut, yang terjadi setidaknya selama 20-30 ribu tahun, adalah 1-5 m³/Dengan. Pembentukan endapan sulfida dalam bentuk apa yang disebut "perokok hitam" dikaitkan dengan sistem ini. Badan bijih terbentuk dengan kecepatan 25 juta ton/tahun, dan durasi proses itu sendiri diperkirakan 1-100 tahun [1]. Yang menarik adalah konstruksi OG Sorokhtin, yang percaya bahwa lelehan kimberlite bergerak di sepanjang retakan litosfer dengan kecepatan 30–50 m / s [11]. Hal ini memungkinkan pencairan untuk mengatasi batuan kerak benua dan mantel setebal 250 km hanya dalam waktu 1,5-2 jam [12].

Contoh-contoh di atas menunjukkan, pertama, tingkat signifikan tidak hanya pembentukan hidrokarbon, tetapi juga pergerakan larutannya melalui zona transit di kerak bumi di sepanjang sistem retakan dan gangguan tersembunyi di dalamnya. Kedua, kebutuhan untuk membedakan antara laju penurunan lapisan sedimen yang sangat lambat (m / juta tahun), laju pemanasan yang lambat (dari 1 ° / tahun hingga 1 ° / juta tahun) dan, sebaliknya, laju hidrokarbon yang sangat cepat. proses pembangkitan itu sendiri dan memindahkannya dari sumber pembangkitan ke perangkap di reservoir alami atau ke permukaan hari dari cekungan. Ketiga, proses transformasi OM menjadi HC, yang bersifat berdenyut, juga berkembang cukup lama selama jutaan tahun.

Semua hal di atas, jika ternyata benar, akan membutuhkan revisi radikal dari prinsip-prinsip pengembangan ladang minyak dan gas yang terletak di cekungan hidrokarbon modern yang menghasilkan secara intensif. Berdasarkan laju pembangkitan dan jumlah lapangan, pengembangan yang terakhir harus direncanakan sedemikian rupa sehingga laju penarikan berada dalam rasio tertentu dengan laju input HC dari sumber pembangkitan. Dalam kondisi ini, beberapa deposit akan menentukan tingkat produksi, sementara yang lain akan mengisi kembali cadangan mereka secara alami. Dengan demikian, banyak daerah penghasil minyak akan beroperasi selama ratusan tahun, menyediakan produksi hidrokarbon yang stabil dan seimbang. Prinsip ini, seperti prinsip pemanfaatan lahan hutan, harus menjadi yang terpenting dalam pengembangan geologi migas di tahun-tahun mendatang

Minyak dan gas adalah sumber daya alam yang terbarukan dan pengembangannya harus dibangun atas dasar keseimbangan volume pembangkitan hidrokarbon dan kemungkinan penarikan selama operasi lapangan

Lihat juga: Sensasi hening: minyak disintesis dengan sendirinya di ladang bekas

Boris Alexandrovich Sokolov (1930-2004) - Anggota yang Sesuai dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, Doktor Ilmu Geologi dan Mineralogi, Profesor, Kepala Departemen Geologi dan Geokimia Bahan Bakar Fosil, Dekan Fakultas Geologi (1992-2002) Moskow Universitas Negeri. MV Lomonosov, pemenang Hadiah IM Gubkin (2004) untuk serangkaian karya "Penciptaan konsep geodinamika evolusioner dari model formasi minyak dinamis-fluida dan klasifikasi cekungan minyak dan gas atas dasar geodinamika."

Guseva Antonina Nikolaevna (1918−2014) - kandidat ilmu kimia, ahli geokimia minyak bumi, karyawan Departemen Geologi dan Geokimia Bahan Bakar Fosil dari Fakultas Geologi Universitas Negeri Moskow. M. V. Lomonosov.

Bibliografi

1. Butuzova G. Yu Tentang hubungan pembentukan bijih hidrotermal dengan tektonik, magmatisme, dan sejarah perkembangan zona keretakan Laut Merah // Litol. dan berguna. fosil. 1991. Nomor 4.

2. Vassoevich N. B, Teori asal migrasi sedimen minyak (tinjauan sejarah dan keadaan saat ini) // Izv. Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet. Ser. geol. 1967. Nomor 11.

3. Guseva AN, Leifman IE, Sokolov BA Aspek geokimia penciptaan teori umum pembentukan minyak dan gas // Tez. laporan II Semua Serikat. Dewan Geokimia Karbon. M, 1986.

4. Guseva A. N Sokolov B. A. Minyak dan gas alam - mineral yang terbentuk dengan cepat dan konstan // Tez. laporan III Semua Serikat. pertemuan. pada geokimia karbon. M., 1991. Vol. 1.

5. Nadezhny AM, Bondarenko VI Gas menghidrat di bagian Kamchatka-Pryparamushir di Laut Okhotsk // Dokl. Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet. 1989. T.306, No.5.

6. Neruchev S. G., Ragozina E. A., Parparova G. M. dkk. Pembentukan minyak & gas pada sedimen tipe Domanik. L, 1986.

7. Symo neit, BRT, Pematangan bahan organik dan pembentukan minyak: aspek hidrotermal, Geokhimiya, no. 1986. D * 2.

8. Smirnov Ya. B., Kononov VI Penelitian panas bumi dan pengeboran superdeep // Sov. geol. 1991. Nomor 8.

9. Sokolov BA Model self-oscillatory dari formasi minyak dan gas. Mesin cuci, un-itu. Ser. 4, Geologi. 1990. Nomor 5.

10. Sokolov BA Tentang beberapa arah baru pengembangan geologi minyak dan gas // Mineral. res. Rusia. 1992. Nomor 3.

11. Sokolov BA, Khann VE Teori dan praktik pencarian minyak dan gas di Rusia: hasil dan tugas // Izv. Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet. Ser. geol. 1992. Nomor 8.

12. Sorokhtin OG Formasi kimberlit intan dan batuan terkait dari sudut pandang lempeng tektonik // Geodynam. analisis dan pola pembentukan dan penempatan endapan mineral. L., 1987. S. 92−107.

13. Trotsyuk V. Ya. Batu sumber minyak dari cekungan sedimen daerah perairan. M., 1992.

14. Abrams M. A. Bukti geofisika dan geokimia untuk kebocoran hidrokarbon di bawah permukaan di Laut Bering, Alaska // Marine and Petroleum Geologv 1992. Vol. 9, Nomor 2.