Геохимическая характеристика нафтидов венд-нижнекембрийских карбонатных отложений центральной части Непско-Ботуобинской нефтегазоносной области

В работе обсуждаются особенности группового, молекулярного и элементного составов битумов и нефтей усольской и тэтэрской свит трех месторождений центральной части Непско-Ботуобинской нефтегазоносной области. Исследованы нефти (легкая и тяжелая) и битумы (асфальтиты и кериты). Помимо стандартного исследования свободных хлороформенных битумоидов ХБ «А», выделены и проанализированы на молекулярном уровне связанные битумоиды ХБ «с», а также продукты «мягкого» термолиза асфальтенов нефти. Масс-хроматограммы полного ионного тока насыщенных фракций всех изученных образцов нафтидов (за исключением термолизата асфальтенов нефти) характеризуются явным преобладанием пиков н-алканов, изоалканы, в том числе изопреноидные, – в подчиненном количестве. Во всех образцах изученной выборки нафтидов ряд алкановых и терпановых фациально-генетических молекулярных параметров указывает на единство типа исходных биопродуцентов и восстановительные условия раннего диагенеза нефтематеринских пород, однако в составе некоторых образцов зарегистрировано не типичное для древних нафтидов изученного района повышенное содержание холестанов и перегруппированных стеранов. В составе изученных образцов выявлены специфические углеводороды – 25-норгопаны с27-с32(с34), адамантаны с10-с14, диалкилзамещенные алканы (предположительно нечетные с21-с31) и нормальные α-олефины с14-с29 (в термолизате асфальтенов нефти). Данные по молекулярным параметрам обработаны методом главных компонент, показавшим дифференциацию нафтидов по приуроченности к месторождениям, а также к их типу, предположительно обусловленную более интенсивным воздействием термических и миграционных факторов на Южно-Даниловском и Даниловском месторождениях. В целом, по комплексу выполненных исследований предполагается формирование современного состава изученных нафтидов в том числе за счет повторной подпитки залежей новыми порциями углеводородных газов или метановых нефтей. Для выявления источников генерации нафтидов района исследований планируются дополнительные исследования вероятных материнских пород.

1. Анциферов А.С., Бакин В.Е., Воробьев В.Н. и др. (1986). НепскоБотуобинская антеклиза – новая перспективная область добычи нефти и газа на Востоке СССР. Новосибирск: Наука, 245 с.

2. Баженова О.К., Арефьев О.А. (1998). Особенности состава биомаркеров докембрийского органического вещества Восточно-Европейской платформы. Геохимия, (3), с. 287–294.

3. Баженова О.К., Бурлин Ю.К., Соколов Б.А., Хаин В.Е. (2000). Геология и геохимия нефти и газа. Москва: МГУ, 384 с.

4. Бурдельная Н.С., Борисова Л.С., Бушнев Д.А., Ильченко А.А. (2023). Значение молекулярной и надмолекулярной структуры асфальтенов для геохимических исследований (обзор). Петролеомика, 3(2), с. 35–56. https://doi.org/10.53392/27823857-2023-3-1-35

5. Гируц М.В., Гордадзе Г.Н. (2013). Дифференциация нефтей и конденсатов по распределению насыщенных углеводородов сообщение 1. Типы нефтей, определяемые газожидкостной хроматографией. Нефтехимия, 53(4), c. 243–243. https://doi.org/10.7868/S0028242113040047

6. Гордадзе Г.Н. (2008). Геохимия углеводородов каркасного строения (обзор). Нефтехимия, 48(4), с. 243–255.

7. Гордадзе Г.Н., Гируц М.В., Кошелев В.Н. (2013). Органическая геохимия углеводородов. Кн. 2. Москва: Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина, 303 с.

8. Гордадзе Г.Н. Гируц М.В., Пошибаева А.Р. (2017). Дифференциация нефтей и конденсатов по распределению насыщенных углеводородов сообщение 2. Типы нефтей по распределению стеранов и терпанов. Нефтехимия, 57(5), с. 503–514. DOI 10.7868/S0028242117050082

9. Гордадзе Г.Н., Гируц М.В., Кошелев В.Н., Юсупова Т.Н. (2015). Особенности распределения углеводородов-биомаркеров в продуктах термолиза асфальтенов разного фракционного состава (на примере нефтей, отобранных из карбонатных отложений месторождение Татарстана). Нефтехимия, 55(1), с. 25–34. DOI: 10.7868/S0028242115010050

10. Каширцев В.А. (2018). Углеводороды, окклюдированные асфальтенами. Геология и геофизика, 59(8), c. 1211–1219. https://doi.org/10.15372/GiG20180806

11. Каширцев В.А., Дзюба О.С., Никитенко Б.Л., Костырева Е.А., Иванова И.К., Шевченко Н.П. (2021). Геохимия высокомолекулярных диметилалканов. Геология и геофизика, 62(8), с. 1056–1068. https://doi.org/10.15372/GiG2021108

12. Каширцев В.А., Конторович А.Э., Филп Р.П., Чалая О.Н., Зуева И.Н., Иванова И.К., Меметова Н.П. (2001). Биодеградация насыщенных циклических хемофоссилий. Геология и геофизика, 42(11-12), с. 1792–1800.

13. Каширцев В.А., Нестеров И.И., Меленевский В.Н., Фурсенко Е.А., Казаков М. О., Лавренов А.В. (2013). Биомаркеры и адамантаны в нефтях из сеноманских отложений севера Западной Сибири. Геология и геофизика, 54(8), с. 1227–1235.

14. Ким Н.С., Родченко А.П. (2016). Гопановые углеводороды в битумоидах мезозойских отложений западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба. Геология и геофизика, 57(4), с. 758–770. https://doi.org/10.15372/GiG20160408

15. Кожанов Д.Д. Роль органического вещества докембрия в формировании нефтегазоносности осадочного чехла восточной части ВолгоУральского нефтегазоносного бассейна: Дис. … канд. геол.-мин. наук. Москва, 186 с.

16. Конторович А.Е., Борисова Л.С., Тимошина И.Д., Чеканов В.И. (2013). Геохимия асфальтенов и углеводороды биомаркеры в битумах докембрия и нижнего кембрия Непско-Ботуобинской антеклизы (Сибирская платформа). Международный научно-исследовательский журнал, 7-1(14), c. 92–99.

17. Макушина В.М., Арефьев О.А., Забродина М.Н., Петров Ал.А. (1978). Новые реликтовые алканы нефтей. Нефтехимия, 18(6), с. 847–853

18. Мельник Д.С., Парфенова Т.М., Рогов В.И. (2020). Биодеградированные рассеянные битумы в породах хатыспытской свиты венда (неопротерозоя) на северо-востоке Сибирской платформы. Георесурсы, 22(2), c. 37–44. https://doi.org/10.18599/grs.2020.2.37–44

19. Мельников Н.В., Вымятин А.А., Мельников П.Н., Смирнов Е.В. (2014). Возможности открытия новых крупных залежей нефти в главном поясе газонефтеносности Лено-Тунгусской провинции. Геология и геофизика, 55(5-6), с. 701–720.

20. Парфенова Т.М., Мельник Д.С., Каширцев В.А., Рогов В.И., Кочнев Б.Б., Наговицин К.Е., Гражданкин Д.В. (2018). Нафтидопроявления в вендских и кембрийских отложениях в зоне вечной мерзлоты (северовосток Сибирской платформы). Актуальные проблемы нефти и газа, 4(23), с. 1–5. https://doi.org/10.29222/ipng.2078-5712.2018-23.art89

21. Петров А.А. (1984). Углеводороды нефти. Москва: Наука, 264 с.

22. Пономаренко А.С. (2020). Геология залежей карбонатных коллекторов Непско-Ботуобинской антеклизы. Вестник Евразийской науки, 12(6), с. 1–9.

23. Соболева Е.В., Гусева А.Н. (2010). Химия горючих ископаемых. Москва: МГУ, 312 c.

24. Фурсенко Е.А., Борисова Л.С., Бурухина А.И., Саитов Р.М. (2021). Геохимия нефтей Ванъеганского нефтегазоконденсатного месторождения. Петролеомика, 1(1), с. 70–83. DOI 10.1134/S2782385721010077

25. Шемин Г.Г. (2007). Геология и перспективы нефтегазоносности венда и нижнего кембрия центральных районов Сибирской платформы (Непско-Ботуобинская, Байкитская антеклизы и Катангская седловина). Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 467 с.

26. Bao J. (1997). 25-Norhopane series in the unbiodegraded oil and the source rocks. Chinese science bulletin, 42(16), pp. 1388–1391. https://doi.org/10.1007/BF02882874

27. Brocks J.J., Summons R.E. (2013). Sedimentary hydrocarbons, biomarkers for early life. In: Holland H., Turekian K. (eds.) Treatise on geochemistry. 2nd ed., 10. Elsevier, pp. 61–103. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.00803-2

28. Cao J., Hu K., Wang K., Bian L., Liu Y., Yang S., Wang L., Chen Y. (2008). Possible origin of 25-norhopanes in Jurassic organic-poor mudstones from the northern Qaidam Basin (NW China). Organic Geochemistry, 39(8), pp. 1058–1065. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2008.01.021

29. Connan J., Cassou A.M. (1980). Properties of gases and petroleum liquids derived from terrestrial kerogen at various maturation levels. Geochimica et Cosmochimica Acta, 44(1), pp. 1–23. https://doi.org/10.1016/0016-7037(80)90173-8

30. Flaviano C., Le Berre F., Derenne S., Largeau C., Connan J. (1994). First indications of the formation of kerogen amorphous fractions by selective preservation. Role of non-hydrolysable macromolecular constituents of Eubacterial cell walls. Organic geochemistry, 22(3-5), pp. 759–771, IN11– IN12. https://doi.org/10.1016/0146-6380(94)90137-6

31. Grantham P.J., Lijmbach G.W.M, Posthuma J., Hughes Clarke M.W., Willink R.J. (1988). Origin of crude oils in Oman. Journal of Petroleum Geology, 11(1), pp. 61–80. https://doi.org/10.1111/j.1747-5457.1988.tb00801.x

32. Gürgey K. (2003). Correlation, alteration, and origin of hydrocarbons in the GCA, Bahar, and Gum Adasi fields, western South Caspian Basin: geochemical and multivariate statistical assessments. Marine and Petroleum Geology, 20(10), pp. 1119–1139. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2003.10.002

33. Hou M., Zha M., Ding X. (2019). Origin Analysis on Anomalies in Enriched 25-Norhopanes in Crude Oil From the Karamay Formation of Santai Oilfield in Junggar Basin, Northwest China. In 2019 AAPG Annual Convention and Exhibition. DOI: 10.1306/20478Hou2020

34. Kenig F., Simons D.J.H., Crich D., Cowen J.P., Ventura G.T., Brown T.C., Rehbein T. (2002). Alkanes with a quaternary carbon centre: a 2,200 Myr. record of sulfide oxidizing bacteria. Geochimica et Cosmochimica Acta, 66(15A), A393–A393.

35. Kenig F., Simons D.J.H., Crich D., Cowen J.P., Ventura G.T., RehbeinKhalily T., Brown T.C., Anderson K.B. (2003). Branched aliphatic alkanes with quaternary substituted carbon atoms in modern and ancient geologic samples. Proceedings of the National Academy of Sciences, 100(22), pp. 12554–12558. https://doi.org/10.1073/pnas.1735581100

36. Kenig F., Simons D.J.H., Crich D., Cowen J.P., Ventura G.T., RehbeinKhalily T. (2005). Structure and distribution of branched aliphatic alkanes with quaternary carbon atoms in Cenomanian and Turonian black shales of Pasquia Hills (Saskatchewan, Canada). Organic Geochemistry, 36(1), pp. 117–138. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2004.06.014

37. Logan G.A., Hinman M.C., Walter M.R., Summons R.E. (2001). Biogeochemistry of the 1640 Ma McArthur River (HYC) lead-zinc ore and host sediments, Northern Territory, Australia. Geochimica et Cosmochimica Acta, 65(14), pp. 2317–2336. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(01)00599-3

38. Mycke B., Michaelis W., Degens, E. T. (1988). Biomarkers in sedimentary sulfides of Precambrian age. Organic Geochemistry, 13(4-6), pp. 619–625. https://doi.org/10.1016/0146-6380(88)90081-2

39. Oblasov N.V., Goncharov I.V., Eftor I.V., van Graas G.W., Veklich M.A., Akhmadishin A.T., Lokshin D.A. (2024). Geochemistry of Oils and Gases from the Verkhnechonskoye Field, East Siberian Basin: Application of Analytical Results to Reservoir Characterisation. Journal of Petroleum Geology, 47(3), pp. 291–316. DOI: 10.1111/jpg.12865

40. Peters K.E., Moldowan J.M., McCaffrey M.A., Fago F.J. (1996). Selective biodegradation of extended hopanes to 25-norhopanes in petroleum reservoirs. Insights from molecular mechanics. Organic Geochemistry, 24(8- 9), pp. 765–783. https://doi.org/10.1016/S0146-6380(96)00086-1

41. Peters K.E., Walters С.C., Moldowan J.M. (2005). The biomarker guide. V. 2. New York: Cambridge University Press, 713 p. https://doi.org/10.1017/CBO9781107326040

42. Philp R.P. (1983). Correlation of crude oils from the San Jorges Basin, Argentina. Geochimica et cosmochimica acta, 47(2), pp. 267–275. https://doi.org/10.1016/0016-7037(83)90139-4

43. Snowdon L.R., Volkman J.K., Zhang Z., Tao G., Liu P. (2016). The organic geochemistry of asphaltenes and occluded biomarkers. Organic Geochemistry, 91, pp. 3–15. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2015.11.005

44. Tian Y., Zhao J., Yang C., Liao Z., Zhang L., & Zhang H. (2012). Multiple-sourced features of marine oils in the Tarim Basin, NW China– Geochemical evidence from occluded hydrocarbons inside asphaltenes. Journal of Asian Earth Sciences, 54, pp. 174–181. http://dx.doi.org/10.1016/j.jseaes.2012.04.010

45. Van Krevelen D.W. (1950). Graphical-statistical method for the study of the structure and reaction processes of coal. Fuel, 29, pp. 269–284.

46. Xu L., Wang J. (2022). Distribution characteristics of long-chain branched alkanes with quaternary carbon atoms in the Carboniferous shales of the Wuwei Basin, China. Frontiers in Earth Science, 9, pp. 1–12. https://doi.org/10.3389/feart.2021.819732

47. Zhang Y., Su Y., Liu Z., Chen X., Yu J., Di X., Jin M. (2014). Longchain branched/cyclic alkanes in recent sediment of Lake Fuxian and their environmental implications. Chinese science bulletin, 59, pp. 1139–1150. https://doi.org/10.1007/s11434-014-0159-z