Нефтяная геология

НЕФТЯНАЯ ГЕОЛОГИЯ (а. oil geology; н. Erdolgeologie; ф. geologie du petrole, geologie petroliere; и. petrogeologia) — раздел геологии, изучающий формы скоплений нефти и газа в недрах Земли, условия их возникновения, преобразования, разрушения и закономерности размещения. Научные и практические цели нефтяной геологии: разработка теории нефтеобразования, а также методов поисков и разведки месторождений нефти и газа; перспективная оценка выявленных нефтегазоносных и потенциально нефтегазоносных объектов различного ранга.

Нефтяная геология тесно связана с тектоникой, структурной, исторической и региональной геологией, литологией, геохимией, геофизикой и гидрогеологией. Изучение состава и происхождения нефти и газа базируется на науках химического и биохимического профиля; закономерностей перемещения этих полезных ископаемых в земной коре — на науках физического и физико-химического профиля. Кроме традиционных геологических, геохимических и геофизических методов исследования, современная нефтяная геология широко использует методы моделирования, всё более эффективно применяет математический аппарат и электронно-вычислительную технику.

Основные теоретические проблемы нефтяной геологии: происхождение и преобразование углеводородов в земной коре (этот раздел нефтяной геологии обособился в самостоятельное направление исследований — геохимию нефти и газа); формирование и разрушение залежей этих полезных ископаемых; закономерности размещения скоплений нефти и газа. На базе нефтяной геологии развились специализированные отрасли науки: учение о поисках и разведке нефтяных и газовых месторождений, нефтепромысловая геология, разработка нефтяных и газовых месторождений.

Развитие нефтяной геологии стимулировалось растущими потребностями человеческого общества в энергетическом и химическом сырье и во многом определялось уровнем развития техники, в т.ч. буровой. Во 2-й половине 19 века сформировались первые представления о возможности залегания нефти в пустотах пород (Д. И. Менделеев, 1876), о связи скоплений нефти с трещинами и разломами в породах (Г. В. Абих, 1847; Н. В. Соколов, 1896, и др.), зародилась антиклинальная теория поисков нефти и газа (в России — Абих и др.; в Великобритании — Т. Роджерс, 1860; в Канаде — С. Хант, 1861; в США — Д. Уайт, 1885; в Австрии — Г. Гефер, 1876). Высказываются первые гипотезы происхождения нефти (см. Нефть). Большое значение в становлении нефтяной геологии сыграл Геологический комитет. Организованные им экспедиции (на Кавказ, Дальний Восток, в Среднюю Азию) дали богатейший фактический материал по региональной геологии и нефтегазоносности ранее неисследованных территорий, ставший фундаментом последующих теоретических моделей нефтеобразования.

Основатель современной научной школы нефтяной геологии в CCCP — академик И. М. Губкин, в США — А. Леворсен. В книге "Учение о нефти" (1932) И. М. Губкин заложил теоретические основы нефтяной геологии, развитые в дальнейшем его учениками: М. И. Варенцовым, К. Р. Чепиковым, А. А. Бакировым и др. Последующие теоретические обобщения были проведены И. О. Бродом и Н. А. Ерёменко (1950-68). С именем А. А. Трофимука связано открытие и изучение новых нефтегазоносных Волго-Уральской и Западносибирской провинций. Работы А. Д. Архангельского (1925) по органическому веществу осадочных пород заложили основы нового направления исследований — геохимии органического вещества пород и нефтематеринских толщ, которое продолжили в CCCP В. А. Успенский (1952), К. Ф. Родионова (1981), в США Дж. Хант (1979), во Франции Б. Тиссо (1971) и др. В теории преобразования органического вещества наметилось два направления: учение о "главной фазе", развитое в трудах Н. Б. Вассоевича (1969), С. Г. Неручева (1969), А. Э. Конторовича (1976) и др., в котором основными факторами преобразования органического вещества в нефть принимаются термокаталитические процессы, протекающие при t 80-150°С; учение о "циклах нефтегазообразования", развиваемое в трудах Т. А. Ботневой, Н. А. Ерёменко, С. П. Максимова и др. По этой схеме процессы образования углеводородов могут протекать в широком интервале температур на разных стадиях литогенеза под действием различных источников энергии, в т.ч. при участии собственной энергии органического вещества.

Изучение коллекторов нефти и газа, успешно начатое П. П. Авдусиным (1938), было продолжено для терригенных коллекторов А. А. Ханиным (1963), Т. Т. Клубовой (1957), для карбонатных — Е. М. Смеховым (1961) и др. Особенно плодотворным при изучении коллекторов и покрышек оказалось применение геофизических методов исследования скважин (работы В. Н. Дахнова, 1962; В. М. Добрынина, 1970, и др.). Необходимость комплексного изучения коллекторов и покрышек в земной коре была показана Бродом в учении о природных резервуарах. В развитии теории миграции углеводородов в земной коре большую роль сыграли работы В. А. Соколова (1936-70). Возможность миграции углеводородов на молекулярном уровне (различные формы диффузии) раскрыта в работах П. Л. Антонова (1937) и др. Миграции углеводородов в истинных и коллоидных водных растворах посвящены труды А. Ю. Намиота (1976), М. Р. Двали (1942), Э. Б. Чекалюка (1977), американца Л. Прайса (1984) и др. Миграция струй жидкой нефти рассмотрена В. П. Савченко (1958), И. В. Высоцким (1981), американцами М. Хаббертом (1963), К. Магарой (1978) и др. Принципиальное значение приобрели экспериментальные работы и теоретические исследования (1940-50) М. А. Капелюшникова, Т. П. Жузе, М. Р. Двали и др., доказавших возможность миграции жидких углеводородов в газорастворённом состоянии.

В развитии представлений об аккумуляции существенную роль сыграла теория дифференциального улавливания, предложенная в CCCP С. П. Максимовым (1954), в США В. Гассоу (1954).

Сложившиеся представления об условиях образования углеводородов и формирования их залежей базируются на изучении фактического материала, полученного при бурении земной коры до глубины 4-5 км. На больших глубинах существенно изменяются физические и физико-химические свойства флюидов и пород. Закономерности изменения свойств коллекторов на больших глубинах рассмотрены в работах О. А.Черникова и др.

Детальное исследование форм скоплений нефти и газа и закономерностей их размещения в недрах привело к развитию учения о нефтегазоносных провинциях и бассейнах, начало которого было заложено в CCCP И. О. Бродом (1951), А. А. Бакировым (1954), а в США А. Леворсеном (1954); затем было продолжено (включая нефтегеологическое районирование) И. В. Высоцким, Г. Х. Дикенштейном, С. П. Максимовым, И. И. Нестеровым, В. Б. Олениным, В. В. Семеновичем, Б. А. Соколовым и др. (1970-85).

Использование в теории нефтегеологического районирования органического происхождения нефти позволило перейти к прогнозной оценке ресурсов нефти и газа в нефтегазоносном бассейне. В этом направлении проведены большие исследования (1975-85) под руководством Конторовича, В. Д. Наливкина, С. Г. Неручева, Н. А. Крылова, Ю. Т. Афанасьева, С. П. Максимова, М. К. Калинко, В. И. Ермакова; обобщающие работы (1970-85) по CCCP осуществлялись под руководством А. А. Трофимука, А. А. Бакирова, В. В. Семеновича и И. П. Жабрева. Особенности распространения нефтегазоносных бассейнов в акваториях и их классификации изложены в трудах советских учёных М. К. Калинко (1964), И. П. Жабрева (1981), Л. Э. Левина (1970), Ю. К. Бурлина (1981) и др., за рубежом — А. Бейли (1975), К. О. Эмери (1969), Х. Д. Хедберга (1970) и др.

На международных геологических (с 1878) и нефтяных (1900, 1907 и с 1933) конгрессах работают секции по нефтяной геологии. CCCP (1957) и другие социалистические страны (НРБ, BHP, ГДР, ПНР, ЧССР) проводят международные научные конференции по геохимическим и физико-химическим проблемам разведки и добычи нефти и газа. При Академии Наук CCCP создан Научный совет по проблемам геологии и геохимии нефти и газа.

Разработка теоретических проблем ведётся во Всесоюзном научно-исследовательском геологоразведочном нефтяном институте (ВНИГНИ), Всесоюзном научно-исследовательском геологоразведочном институте (ВНИГРИ), Институте геологии и разработки горючих ископаемых (ИГиРГИ), Всесоюзном научно-исследовательском институте природных газов (ВНИИгаз) и др., а также на специализированных кафедрах ряда университетов и учебных институтов.

Новейшие достижения нефтяной геологии отражаются в журналах, издаваемых в CCCP: "Геология нефти и газа" (с 1957), "Нефтегазовая геология. Геофизика и бурение" (с 1984); за рубежом — "Bulletin of American Association of Petroleum Geologists" (с 1917); "Journal of Petroleum Geology Воaсоns field" (England, с 1978) и др.