Головна > Архів > № 1–2 (187–188) 2022 > 82–102
Geology & Geochemistry of Combustible Minerals No. 1–2 (187–188) 2022, 82–102.
https://doi.org/10.15407/ggcm2022.01-02.082
Ігор ПОПП, Петро МОРОЗ, Михайло ШАПОВАЛОВ
Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, Львів, Україна, e-mail: itpopp@ukr.net
Анотація
Порівнюються літологічні, геохімічні та мінералогічні особливості вуглецевмісних глинистих і кременисто-глинистих порід крейдово-палеогенового флішу Українських Карпат та нижнього силуру Волино-Подільської окраїни Східноєвропейської платформи. Визначено чинники, які сприяли формуванню в цих осадових товщах зон «нетрадиційних колекторів» тріщинного і змішаного типів.
Наведено дані з літології, геохімії та мінералогії бітумінозних кременисто-глинистих порід і кременистих порід нижньої крейди й олігоцену Карпат та чорних аргілітів нижнього силуру Волино-Подільської окраїни Східноєвропейської платформи.
Седиментогенез нижньокрейдових і олігоценових бітумінозних відкладів Карпат та нижньосилурійських відкладів Волино-Поділля відбувався в безкисневих умовах (фази океанічних безкисневих подій: ОАЕ-1 у барремі–альбі, ОАЕ-4 в олігоцені) та на межі ордовику і силуру. Палеоокеанографічні умови їхнього осадонагромадження суттєво відрізнялися. Значна роль у формуванні фільтраційно-ємнісних властивостей «нетрадиційних колекторів» належала шаруватій текстурі вуглецевмісних відкладів, а також катагенетичній трансформації породотворних глинистих і кремнеземистих мінералів та їхній гідрофобізації. У крейдово-палеогенових флішових відкладах Карпат «нетрадиційними колекторами» зазвичай є теригенно-глинисті або кременисто-глинисті породи зі сланцюватою і шаруватою текстурою чи ущільнені пісковики, локалізовані у звичайних родовищах нафти, газу або конденсату. Нижньосилурійські глинисті відклади Волино-Поділля перспективні на пошуки «сланцевого газу».
Ключові слова
«нетрадиційні колектори», чорні аргіліти, «сланцевий газ», глинисті мінерали, органічний вуглець
Використані літературні джерела
Афанасьева, И. М. (1983). Литогенез и геохимия флишевой формации северного склона Советских Карпат. Киев: Наукова думка.
Высоцкий, И. В., & Высоцкий, В. И. (1986). Формирование нефтяных, газовых и конденсатногазовых месторождений. Москва: Недра.
Вялов, О. С., Гавура, С. П., Даныш, В. В., Лемишко, О. Д., Лещух, Р. И., Пономарева, Л. Д., Романив, А. М., Смирнов, С. Е., Смолинская, Н. И., & Царненко, П. Н. (1988). Стратотипы меловых и палеогеновых отложений Украинских Карпат. Киев: Наукова думка.
Вялов, О. С., Гавура, С. П., Даныш, В. В., Лещух, Р. И., Пономарева, Л. Д., Романив, А. М., Царненко, П. Н., & Циж, И. Т. (1981). История геологического развития Украинских Карпат. Киев: Наукова думка.
Габинет, М. П. (1985). Постседиментационные преобразования флиша Украинских Карпат. Киев: Наукова думка.
Габинет, М. П., & Габинет, Л. М. (1991). К геохимии органического вещества битуминозных аргиллитов флишевой формации Карпат. Геология и геохимия горючих ископаемых, 76, 23–31.
Габинет, М. П., Кульчицкий, Я. О., & Матковский, О. И. (1976). Геология и полезные ископаемые Украинских Карпат (Ч. 1). Львов: Издательство Львовского университета.
Григорчук, К. Г., & Сеньковський, Ю. М. (2013). Дискретне формування резервуарів «сланцевого» газу в ексфільтраційному катагенезі. Геодинаміка, 1(14), 61‒67. https://doi.org/10.23939/jgd2013.01.061
Губич, І., Крупський, Ю., Лазарук, Я., & Сирота, Т. (2012). Актуальні аспекти геології та геохімії сланцевого газу Волино-Поділля. Геолог України, 1‒2, 135‒140.
Гуржий, Д. В., Габинет, М. П., Киселев А. Е. и др. (1983). Литология и породы-коллекторы на больших глубинах в нефтегазоносных провинциях. Киев: Наукова думка.
Євдощук, М. І., & Бондар, Г. М. (2019). Прогнозування порід-колекторів в глибокозанурених горизонтах. У Геологія горючих копалин: досягнення та перспективи: матеріали ІІІ Міжнародної наукової конференції (с. 69–73). Київ.
Клубова, Т. Т. (1988). Глинистые колекторы нефти и газа. Москва: Недра.
Колодій, В. В., Бойко, Г. Ю., Бойчевська, Л. Т., Братусь, М. Д., Величко, Н. З., Гарасимчук, В. Ю., Гнилко, О. М., Даниш, В. В., Дудок, І. В., Зубко, О. С., Калюжний, В. А., Ковалишин, З. І., Колтун, Ю. В., Копач, І. П., Крупський, Ю. З., Осадчий, В. Г., Куровець, І. М., Лизун, С. О., Наумко, І. М., . . . Щерба, О. С. (2004). Карпатська нафтогазоносна провінція. Львів; Київ: Український видавничий центр.
Крупський, Ю. З., Куровець, І. М., Сеньковський, Ю. М., Михайлов, В. А., Чепіль, П. М., Дригант, Д. М., Шлапінський, В. С., Колтун, Ю. В., Чепіль, В. П., Куровець, С. С., & Бодлак, В. П. (2014). Нетрадиційні джерела вуглеводнів України: Кн. 2. Західний нафтогазоносний регіон. Київ: Ніка-Центр.
Куровець, І. М., Михайлов, В. А., Зейкан, О. Ю., Крупський, Ю. З., Гладун, В. В., Чепіль, П. М., Гулій, В. М., Куровець, С. С., Касянчук, С. В., Грицик, І. І., & Наумко, І. М. (2014). Нетрадиційні джерела вуглеводнів України: Кн. 1. Нетрадиційні джерела вуглеводнів: огляд проблеми. Київ: Ніка-Центр.
Куровець, С. С. (2016). Науково-методичні засади оцінки вторинних ємностей порід-колекторів як основа ефективного прогнозу нафтогазоносності надр [Автореф. дис. д-ра геол. наук]. Івано-Франківськ.
Кухар, Н. П., Петровський, О. П., & Ганженко, Н. С. (2013). Застосування геофізичних методів для пошуків, розвідки і розробки природного газу зі сланцевих порід. Геодинаміка, 2(15), 195‒197. https://doi.org/10.23939/jgd2013.02.195
Локтєв, А. В., Павлюк, М. І., & Локтєв, А. А. (2011). Перспективи відкриття покладів «сланцевого» газу в межах Волино-Подільської окраїни Східно-Європейської платформи. Геологія і геохімія горючих копалин, 3–4(156–157), 5–23.
Лукин, А. Е. (2010a). Сланцевый газ и перспективы его добычи в Украине. Статья 1. Современное состояние проблемы сланцевого газа (в свете опыта освоения его ресурсов в США). Геологічний журнал, 3, 17–33. https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2010.3.219195
Лукин, А. Е. (2010b). Сланцевый газ и перспективы его добычи в Украине. Статья 2. Черносланцевые комплексы Украины и перспективы их газоносности в Волыно-Подолии и Северо-Западном Причерноморье. Геологічний журнал, 4, 7–24. https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2010.4.215055
Лукин, А. Е. (2011a). О природе и перспективах газоносности низкопроницаемых пород осадочной оболочки Земли. Доповіді НАН України, 3, 114–123.
Лукин, А. Е. (2011b). Природа сланцевого газа в контексте проблем нефтегазовой литологии. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 3, 70–85.
Лукин, А. Е. (2016). О новых генетических типах пород литосферы – важнейших факторах формирования коллекторов нефти и газа. Тектоніка і стратиграфія, 43, 5‒18. https://doi.org/10.30836/igs.0375-7773.2016.108272
Мончак, Л., Хомин, В., Маєвський, Б., Шкіца, Л., Куровець, С., Здерка, Т., & Стасик, І. (2013). Газ шаруватих низькопористих верхньокрейдових порід (сланцевий газ) Скибових Карпат. Геолог України, 1(141), 56‒62. https://doi.org/10.53087/ug.2013.1(41).246559
Нестеров, И. И., Ушатинский, И. Н., Малыхин, А. Я., Ставицкий, Б. П., & Пьянков, Б. Н. (1987). Нефтеносность глинистых толщ Западной Сибири. Москва: Недра.
Попп, І. Т. (1995). Нафтоматеринські властивості бітумінозних кременистих відкладів Українських Карпат. Геологія і геохімія горючих копалин, 3–4, (92–93), 35–41.
Попп, І. Т. (2005). Окремі аспекти проблеми літогенезу нафтогазоносних відкладів крейдово-палеогенового флішового комплексу Передкарпатського прогину та українських Карпат. Частина 1. Седиментогенез і постседиментаційні перетворення. Геологія і геохімія горючих копалин, 3–4, 43–59.
Попп, І., Мороз, П., & Шаповалов, М. (2019). Літолого-геохімічні типи крейдово-палеогенових відкладів Українських Карпат та умови їхнього формування. Геологія і геохімія горючих копалин, 4(181), 116‒133. https://doi.org/10.15407/ggcm2019.04.116
Попп, І., Шаповалов, М., & Мороз, П. (2018). Мінералогічний та геохімічний аспект проблеми сланцевого газу (на прикладі чорних аргілітів заходу України). Мінералогічний збірник, 1(68), 184–186.
Попп, І. Т., Шаповалов, М. В., & Мороз, П. В. (2019). Чорні аргіліти заходу України як потенційні породи-колектори (мінералого-геохімічний аспект проблеми «сланцевого газу»). У Геологія горючих копалин: досягнення та перспективи: матеріали ІІІ Міжнародної наукової конференції (с. 42–47). Київ.
Рудько, Г. І., Григіль, Г. В., & Сімаченко, Г. В. (2017). Екологічна безпека родовищ вуглеводнів нетрадиційного типу в Україні. Київ; Чернівці: Букрек.
Самвелов, Р. Г. (1995). Залежи углеводородов на больших глубинах: особенности формирования и размещения. Геология нефти и газа, 9, 5–15.
Сеньковський, Ю., Григорчук, К., Гнідець, В., & Колтун, Ю. (2004). Геологічна палеоокеанографія океану Тетіс (Карпато-Чорноморський сегмент). Київ: Наукова думка.
Сеньковський, Ю. М., Григорчук, К. Г., Колтун, Ю. В., Гнідець, В. П., Радковець, Н. Я., Попп, І. Т., Мороз, М. В., Мороз, П. В., Ревер, А. О., Гаєвська Ю. П., Гавришків, Г. Я., Кохан, О. М., & Кошіль, Л. Б. (2019). Літогенез осадових комплексів океану Тетіс. Карпато-Чорноморський сегмент. Київ: Наукова думка.
Сеньковский, Ю. М., Колтун, Ю. В., Григорчук, К. Г., Гнідець, В. П., Попп, І. Т., & Радковець, Н. Я. (2012). Безкисневі події океану Тетіс. Карпато-Чорноморський сегмент. Київ: Наукова думка.
Тиссо, Б., & Вельте, Д. (1981). Образование и распространение нефти. Москва: Мир.
Beckwith, R. (2013). California’s Monterey Formation Zeroing in on a New Shale Oil Play? J. Pet. Technol., 5, (65), 44–58. https://doi.org/10.2118/0513-0044-JPT
Behl, R. J. (2011). Chert spheroids of the Monterey Formation, California (USA): early-diagenetic structures of bedded siliceous deposits. Sedimentology, 58, 325–351. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.2010.01165.x
Bratcher, J. C., Kaszuba, J. P., Herz-Thyhsen, R. J., & Dewey, J. C. (2021). Ionic strength and pH effects on water–rock interaction in an unconventional siliceous reservoir: on the use of formation water in hydraulic fracturing. Energy Fuels, 35(22), 18414–18429. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.1c02322
Cipolla, C. L., Lolon, E. P., Erdle, J. C., & Rubin, B. (2010). Reservoir Modeling in Shale-Gas Reservoirs. SPE Res Eval & Eng, 13(04), 638–653. https://doi.org/10.2118/125530-PA
Curtis, J. B. (2002). Fractured shale-gas systems. AAPG Bulletin, 86(11), 1921–1938. https://doi.org/10.1306/61EEDDBE-173E-11D7-8645000102C1865D
Isaacs, C. M. (1984). Geology and Physical Properties of the Monterey Formation, California. In SPE California Regional Meeting. SPE-12733-MS. Society of Petroleum Engineers. https://doi.org/10.2118/12733-MS
Jiang, S. (2012). Clay Minerals from the Perspective of Oil and Gas Exploration. In M. Valaškova, & G. S. Martynkova (Eds.), Clay Minerals in Nature – Their Characterization, Modification and Application. IntechOpen. https://doi.org/10.5772/47790
Koltun, Yu. V. (1993). Source rock potential of the black formation of the Ukrainian Carpathians. Acta Geologica Hungarica, 2(36), 251–261.
Kondrat, О. R., & Hedzyk, N. М. (2014). Study of adsorption processes influence on development of natural gas fields with low permeability reservoirs. Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ, 4(53), 7‒17.
Kosakowski, P., Koltun, Yu., Machowski, G., Poprawa, P., & Papiernik, B. (2018). The geochemical characteristics of the Oligocene – Lower Miocene Menilite Formation in the Polish and Ukranian Outer Carpathians: a review. Journal of Petroleum Geology, 41(3), 319–335. https://doi.org/10.1111/jpg.12705
Liehui, Z., Baochao, S., Yulong, Z., & Zhaoli, G. (2019). Review of micro seepage mechanisms in shale gas reservoirs. International Journal of Heat and Mass Transfer, 139, 144‒179. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.04.141
Loucks, R. G., Reed, R. M., Ruppel, S. C., & Jarvie, D. M. (2009). Morphology, genesis, and distribution of nanometer-scale pores in siliceous mudstones of the Mississippian Barnet shale. Journal of Sedimentary Research, 79(12), 848–861. http://doi.org/10.2110/jsr.2009.092
Naumko, I. M., Kurovets, I. M., Zubyk, M. I., Batsevych, N. V., Sakhno, B. E., & Chepusenko, P. S. (2017). Hydrocarbon compounds and plausible mechanism of gas generation in “shale” gas prospective Silurian deposits of Lviv Paleozoic depression. Геодинаміка, 1(22), 26–41. https://doi.org/10.23939/jgd2017.01.036
Passey, Q. R., Bohacs, K. M., Esch, W. L., Klimentidis, R., & Sinha, S. (2010). From Oil-Prone Source Rock to Gas-Producing Shale Reservoir – Geologic and Petrophysical Characterization of Unconventional Shale-Gas Reservoirs. In CPS/SPE International Oil & Gas Conference and Exhibition in China held in Beijing, China, 8–10 June 2010. SPE 131350. Society of Petroleum Engineers. https://doi.org/10.2118/131350-MS
Rauball, J. F., Sachsenhofer, R. F., Bechtel, A., Coric, S., & Gratzer, R. (2019). The Oligocene‒Miocene Menilite Formation in the Ukrainian Carpathians: a world-class source rock. Journal of Petroleum Geology, 42(4), 393‒415. https://doi.org/10.1111/jpg.12743
Ross, D. J. K., & Bustin, R. M. (2009). The importance of shale composition and pore structure upon gas storage potential of shale gas reservoirs. Marine and Petroleum Geology, 26(6), 916–927. http://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2008.06.004
Schwalbach, J. R., Gordon, S. A., O’Brien, C. P., Lockman, D. F., Benmore, W. C., Huggins, C. A. (2009). Reservoir characterization Monterey Formation siliceous shales: tools and applications. In Contributions to the Geology of the San Joaquin Basin, California. Pacific Section American Association of Petroleum Geologists. MP 48. https://doi.org/10.32375/2009-MP48.7
Wilson, M. J., Shaldybin, M. V., & Wilson, L. (2016). Clay mineralogy and unconventional hydrocarbon shale reservoirs in the USA. I. Occurrence and interpretation of mixed-layer R3 ordered illite/smectite. Earth-Science Reviews, 158, 31‒50. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2016.04.004
Yan, B., Alfi, M., Wang, Y., & Killough, J. E. (2013). A New Approach for the Simulation of Fluid Flow in Unconventional Reservoirs through Multiple Permeability Modeling. In SPE Annual Technical Conference and Exhibition held in New Orleans, Louisiana, USA, 30 September–2 October 2013. SPE 166173. https://doi.org/10.2118/166173-MS