Региональные покрышки (флюидоупоры), разделяющие коллекторские комплексы, являются мощными источниками геофлюидов, из которых последние выжимаются в верхнее и нижнее полупространство.
Формы, масштабы и расстояния первичной миграции ОПС контролируются прежде всего количеством, степенью концентрации и типом материнского ОВ. Из анализа генерационных и эмиграционных отношений газа и нефти следует, что из гумусового КОВ исключительно, а из гумусового и сапропелево-гумусового РОВ преимущественно газы выносятся в свободном состоянии, а низко- и среднемолекулярные компоненты битумоидов, главным образом, в газорастворенном состоянии на всех этапах катагене-тической эволюции материнского ОВ.
Эмиграция газа из существенно сапропелевого ОВ в диапазоне «нефтяного окна» происходит исключительно в растворенном состоянии вместе с жидкой (битумной-протонефтяной фазой).
Если УВГ генерационно не связаны с битумоидами (масса УВГ >> массы битумоидов), они значительно легче и существенно полнее эмигрируют: в то же время растворенный в битумоидах, даже их микроколичествах, газ оказывается в своей массе связанным и немигрантоспособным. В связи с этим даже из мощных толщ глин с гумусовым РОВ и мощных пластов углей и углистых сланцев массовая эмиграция УВГ достигает больших относительных и абсолютных величин.
Для сравнения приведем данные о фактической газонасыщенности и генерационной способности углей и антрацитов: бурые угли (градация катагенеза ПК33, R° = 0,48-0,49 %) - 15/68 м3 (эмигрировало 77 %), коксовые (R° = 1,30 %) - 25/245 (эмигрировало 89 %), антрациты (R° = 3,40 %) - 30/340 (эмигрировало более 90 %).
В апокатагенезе на больших глубинах в доинверсионных нефтегазоугленосных осадочных бассейнах на фоне мощной относительной и абсолютной газогенерации за счет керогена всех типов и остаточных битумоидов, высокой трещиноватости материнских аргиллитов и углей и исчезновения коллекторских свойств у песчаников и алевролитов большинства средних и тонких пластов действенность главного механизма эмиграции сухого метанового газа - перепада флюидальных давлений между глинисто-алевролитовыми слабопроницаемыми коллекторскими и песчано-алевролитовыми породами, вероятно, резко снижается, за счет роста флюидальных давлений в последних до величин, близких к литостатическому давлению. В этих условиях масштабы свободной газоэмиграции могут существенно снизиться и одновременно может повыситься роль диффузии газа.
Пласты материнских неколлекторских пород являются одновременно и генераторами ОПС, и покрышками для фазообособленных скоплений УВ в подстилающих их коллекторских терригенных и карбонатных горизонтах, поэтому оптимальная эмиграционно-консервационная толщина пластов глин (аргиллитов), по мнению авторов, составляет 10-30 м.
Эмиграция ОПС в континентальных и дельтовых угленосных и субугленосных толщах реализуется более полно, чем в морских песчано-глинистых образованиях.
Достаточно полной (до 0,8-0,95) является эмиграция генерированных ОПС из КОВ и ПКОВ, сосредоточенного в виде пластов, пропластков и линз углей и углистых сланцев различной, но обычно небольшой мощности (0,1-10 м, микроуглистость - менее 0,1 м), несмотря на максимальную среди осадочных образований адсорбционную и абсорбционную емкость КОВ по отношению к УВГ и особенно битумоидам.
Во многих случаях позитивную роль для первичной миграции газа и нефти играют дизъюнктивные нарушения и зоны дробления пород над глубинными разломами. Особенно благоприятны разломы типа сбросов, образующиеся в условиях растяжения пород, которые дают зияющие полости. В тонкослоистых (листоватых) разностях глин (аргиллитов), так же как и в песчаниках и алевролитах, проницаемость по простиранию существенно выше (в 3-5 раз), чем по нормали. Это способствует выносу подвижных компонентов к плоскости разлома или в зону дробления и далее в коллекторские породы.
В случае залегания ОВ (рассеянного и КОВ) в коллекторских горизонтах эмиграция микроколичеств ОПС, точнее их десорбция и уход с микрочастиц ОБ, носит распыленный объемный характер и в этом случае отсутствует эффект первичной аккумуляции на плоскости - литологической границе коллектор-неколлектор и дальнейшая вторичная миграция затруднена до тех пор, пока в силу тех или иных причин не произойдет слияние микроколичеств ОПС до «критической массы-объема» всплывания. Другой крайний случай представляет эмиграция ОПС непосредственно в природный резервуар внутри ловушки, когда газо- и/или нефтегенерирующий горизонт перекрывает или подстилает проницаемые породы. В этом случае эмиграция трансформируется в миграцию-аккумуляцию, и вторичная миграция газа и нефти в межструктурном пространстве не приводит к их масштабной аккумуляции. В последнем случае генерация и сопряженная с ней эмиграция непосредственно влияют на эволюцию УВ-скоплений в ловушках.
Рассмотрим подробнее масштабы и условия эмиграции геофлюидов в осадочном чехле Гыданской области.
В до юрских породах, прошедших длительный и сложный путь развития, первичная миграция ОПС происходила в конце палеозойского и в триасовое время. В силу слабой изученности этих пород судить о масштабах к особенностях эвакуации УВ из возможно материнских толщ в коллекторские горизонты пока не представляется возможным.
В нижних и средних горизонтах нижне-среднеюрской толщи, имеющих современную мощность от 200-300 до 700-1000 м (разуплотненную от 350 до 1300 м и более) достаточно интенсивная эмиграция УВ происходила уже в конце раннеюрской, в среднеюрскую и позднеюрскую эпохи, когда породы нижней юры были погружены на глубины 800-1200 м (градации катагенеза к концу юры - ПК2-3-МК1). При этом полномасштабное обезвоживание при уплотнении маломощных пластов глин (как правило, от 1-5 до 10-15 м) происходило быстро и сочеталось с диагенетическим и протокатагенетическим газообразованием. Во второй половине юрского периода на фоне первого максимума газообразования и малых масштабов выделения воды эмиграция как УВГ, так и битумоидов происходила в свободном состоянии. В меловое время по мере увеличения степени катагенеза ОВ и уплотненности глин продолжающаяся газо- и битумогенерация были сопряжены с эмиграцией ОПС в песчано-алевролитовые пласты и горизонты (прежде всего маломощные), которые также в течение юры и мела уплотнялись гравитационно и под воздействием эпигенеза. Кроме невысокой мощности литологически однородных пластов, интенсивной эмиграции способствовала и высокая степень дизъюнктивной нарушенности разреза нижней половины тюменской свиты и ее аналогов, движения по сингенетичным разломам, которые многочисленны в юрской толще. В конце мела и в кайнозое уровень катагенеза достиг очень высоких величин, и газогенерация из ОВ и разрушающихся битумоидов сопровождалась эмиграцией УВГ по зонам и участкам трещиноватости в уплотненных аргиллитоподобных глинах с высоким содержанием СаСO3 в объеме пород. Средние величины газоэмиграции для нижней юры оцениваются в 82-85 % (в силу повышенной глинистости разреза).
В среднеюрской толще выжимание воды в основном закончилось еще к позднеюрской эпохе и значительная часть геофлюидов, включая ранние газы, мигрировала в верхнее полупространство и рассеялась на поверхности земли, до образования верхнеюрской экранирующей толщи. Эмиграция газов в неокоме, газов + битумоидов в среднемеловое время и преимущественно УВГ в конце мела и кайнозое происходила достаточно полно и интенсивно как в микроконцентрированном состоянии в верхнее и нижнее полупространство пластов глин и глинистых алевролитов, так и по линейным зонам тектонической трещиноватости и дробления вдоль разломов в виде струйных потоков той или иной массы. К настоящему времени уровень эмиграции УВГ в среднеюрской толще оценивается в 70-80 %, битумоидов («микронефти») в 30-40 %.
В течение продолжительного периода времени, начиная с келловея (Оксфорда) до конца валанжина накопилась достаточно мощная глинистокремнистая толща (от 300 до 660 м) с минимальной песчанистостью, которая уже к готериву) в результате уплотнения превратилась в региональный флюидоупор для юрского проницаемого комплекса. В преимущественно глинистой толще келловея-среднего валанжина, осложненной песчано-алевролитовыми линзами ачимовской толщи, эмиграция характеризовалась большой сложностью. Первоначальное выжимание воды еще до массовой генерации ОПС в породах георгиевской, баженовской свит и подачимовской пачки произошло синхронно с осадконакоплением в морской бассейн берриасового времени. Данные наблюдений, экспериментов и расчетов, проведенных для баженовской свиты Среднего Приобья, показали, что в условиях отсутствия разломов перемычка небитуминозных глин толщиной всего в 10-12 м практически полностью отсекает эмиграционный поток битумоидов от близлежащего коллекторского горизонта. В связи с этим битумогенерация в верхнеюрско-нижненеокомской толще не сопровождалась сколько-нибудь значительной эмиграцией битумоидов. Газы эмигрировали из пород верхней юры-валанжина, примыкающих к коллекторским горизонтам, значительно эффективнее, чем битумоиды, поскольку для УВГ предельные значения изолирующих толщин (отсутствия эмиграции) оцениваются в 50-60 м, не менее, однако в силу смешанной газо- и битумогенерации масштабы первичной миграции газа были относительно малы (по оценке, для всей толщи региональной покрышки - не более 15-20 %).
По мере уплотнения берриас-валанжинской преимущественно глинистой толщи выжимание воды и газов диагенетического и протокатагенети-ческих этапов генерации происходило преимущественно в верхнее полупространство, так как нижнее (горизонты Ю2-Ю3) было отсечено флюидогенерационным барьером верхнеюрских глин. При этом часть ОПС + воды была выжата в горизонты АТ (где они развиты) на самых ранних этапах эмиграции. По мере развития газо- и битумогенерационных процессов на фоне экспоненциального снижения масштабов гравитационного выталкивания воды из толщи глин масштабы эмиграции ОПС, прежде всего, газа увеличивались, тем не менее они были ограничены малым объемом внутриформационных природных резервуаров. Эмиграция из средних горизонтов региональной покрышки была малоэффективной и значительная часть УВГ и особенно битумоидов осталась здесь в рассеянном и микроконцентрированном состоянии. Масштабы эмиграции УВГ в объеме АТ с примыкающими глинами оцениваются в 55-60 %, битумоэмиграции - не более 25-30 % от генерированной массы [45]. Достаточно активное для юры участие раннеконседиментационных разломов в процессе эмиграции ОПС становится для берриас-валанжинской толщи менее очевидным, так как большинство юрских разломов затухает в кровле юры и не выходит из региональной покрышки. Тем не менее, вынос части УВГ и битумоидов из берриас-валанжинской низкопроницаемой толщи в горизонты АТ и в нижние шельфовые пласты неокома по конседиментационным и новейшим разломам в позднемеловое и кайнозойское время в отдельных зонах был возможен.
В верхних глинистых горизонтах региональной покрышки (30-50 м), примыкающих к песчано-алевролитовым пластам верхнего валанжина, разгрузка геофлюидов происходила субвертикально, в том числе и по линейным зонам периодически проницаемых разломов. Газоэмиграция из них оценивается в 60-70 %, битумоэмиграция - в 30-35 %.
Из относительно маломощных пластов алевритистых (в своей массе) глин, глинистых алевролитов и углей континентального, дельтового и прибрежно-морского генезиса верхов мегионской (ахской) и танопчинской свит эмиграция УВГ происходила активно и достаточно эффективно (85-95 %) битумоидов в газорастворенном и свободном (микропрорывы свободной битумоидной («нефтяной») фазы) также достаточно полно (по оценке авторов, не менее 60-65 %), при этом битумоиды эмигрировали в значительной своей массе в газорастворенном состоянии (первичные газоконденсатные системы-струи). То же относится и к газоэмиграции из глинистых горизонтов альба и сеномана, за исключением нижнеальбской зональной покрышки, когда ее полутолщина увеличивается до 30-40 м и более.
Таким образом, эвакуация генерированных УВГ и части битумоидов из пластов-генераторов в природные резервуары происходила в объеме осадочной макролинзы Гыданской области интенсивно и весьма полно по масштабам, за исключением региональной верхнеюрско-неокомской покрышки и отдельных мощных горизонтов глин в разрезе нижней-средней юры. Эмиграция части УВГ (весьма малой по отношению к генерационной массе диапазона преобразования ОВ - ПК2 - современная градация катагенеза) вместе с гравитационно-отжимаемыми и «возрожденными» водами происходила на глубинах погружения сопряженных пар (пластов, толщ) песчаник-глина до глубин 500-700 м и в дальнейшем экспоненциально затухала по интенсивности. При дальнейшем погружении природных резервуаров с пластовыми водами и затухании привноса новых порций воды с растворенным газом по мере роста флюидальных давлений возрастал дефицит упругости водорастворенного газа (недонасыщение воды газом), на фоне эмиграции УВГ в свободном состоянии и крайне низкой диффузии газов в водонасыщенной среде коллекторов на макрорасстояниях.
Из ОВ, рассеянного внутри песчано-алевролитовых проницаемых горизонтов в рассеянном и микроконцентрированном виде, эмиграция ОПС была рассеянной (распыленной), и ОПС непосредственно поступали в водонасыщенную среду природных резервуаров [Кэм → 90-95 %, за вычетом сорбционных потерь).