Результати, Інститут проблем нафти та газу СО РАН

Вивчено хімічний склад та створено базу даних нафт, газоконденсатів та природних бітумів венд-кембрійських та верхньопалеозойсько-мезозойських відкладів Західної Якутії.

Венд-кембрійські нафти за геохімічними параметрами досить однотипні. Вони мають “легкий” ізотопний склад вуглецю, високі концентрації трициклічних хейлантанів, високий гомогопановий індекс, переважання ізостеранів С29 (етилхолестанов), постійну присутність гаммацерану, переважання ванадилових порфіринів над нікелевими. Найсуттєвішими біометками для цих нафт є 12- і 13- монометилалкани - своєрідна “візитна картка”. Генетичне сімейство венд-кембрійських нафт Непсько-Ботуобінської антеклізи зобов'язане своїм походженням аквагенної (планктоно- та бактеріогенної) органічної речовини відкладень, що формувалися в зонах апвелінгу на континентальній околиці і, можливо, у внутрішньоплатформних рифейських ріфтогенних.

Для нафт верхнепалеозойсько-мезозойських відкладень Вілюйської синеклізи та центральної частини Лунхінської западини Передверхоянського прогину встановлено ідентичність складу та розподілу вуглеводнів – біомаркерів. Це підтверджує раніше висловлене припущення про їх єдине джерело та генетичний зв'язок з органічною речовиною вищої наземної рослинності. Головною нафтогазовій товщею у Вілюйській синеклізі та Передверхоянському прогині були вугленосні відкладення пермі та, ймовірно, карбону.

Спільно з лабораторіями органічної геохімії Інституту геології нафти СО РАН та Оклахомського університету (м.Норман, США) виконано дослідження щодо реконструювання умов формування можливих нафтовиробних відкладень за складом молекул-біомаркерів. Підтверджено думку про формування протягом верхньогопротерозою та фанерозою кількох джерел нафти з різним за нафтогенераційним потенціалом та складом вихідною органічною речовиною та кількох вогнищ нафтогазоутворення по північно-східним, східним та південно-східним околицях Сибірського кратону.

Дослідження з індивідуального складу вуглеводнів світлих фракцій нафт і газових конденсатів родовищ РС(Я) дозволили розробити рекомендації щодо оптимальних схем їх переробки та компаундування.

У бітумоїдах і нафтах північного схилу Алданської антеклізи ідентифіковано новий гомологічний ряд біомаркерів - алкілтріароматичних стероїдів, які є цінними біометками для виділення генетичного сімейства нафт, зобов'язаного своїм походженням кембрійської горючесланцевої формації. За набором геохімічних параметрів на північному схилі Алданської антеклізи в межах Лено-Амгінського міжріччя в синській та кутаргінській свитах нижнього кембрію та в тинновской свиті пізнього венда виділено два сімейства нафтопроявів, кожне з яких має власне генетичне джерело.

Визначено особливості складу бітумінозної частини розсіяної органічної речовини порід різних стратиграфічних комплексів на різних стадіях катагенезу і виконано оцінку маси бітумоїдів, що емігрували, з материнських порід верхньопалеозойсько-мезозойських відкладень на різних етапах еволюції Вілюйського рифтогенного басейну.

Практично всі відкриті в межах Вілюйського рифтогенного осадового басейну газові та газоконденсатні родовища розташовані в його центральній частині або поблизу неї та приурочені до теригенних відкладів верхньопермського, нижньотріасового та юрського віку. Вивчені нафтопрояви відносяться до генетичного типу нафтидів, генерованих гумусовим органічним.речовиною континентальних фацій.

Потенційна нафтоносність нижньо-мезозойських відкладень пов'язана не тільки з Вілюйською синеклізою, а й усієї Лєно-Вілюйської НГП. Генетичний тип нафт, генерованих гумусовим органічною речовиною, можна очікувати в центральній та північно-східній частинах Вілюйської синеклізи та прилеглих районах Ленської гілки Передверхоянського прогину та широтної частини Алданської гілки, а також у приосевій та північно-західній частинах Лено-Анабарського. Джерелами прогнозованих ресурсів нафти на розглянутій території можуть бути і домнікоїдні кембрійські відкладення, винятково високо збагачені органічною речовиною морських фацій (синська, ініканська, куонамська та ін світи та їх аналоги), здатним генерувати нафти іншого генетичного типу. Органічне речовина древніх відкладень формувалося рахунок планктоногенно-водорослевого матеріалу морських фацій, характерною особливістю якого є здатність генерувати велику кількість рідких вуглеводневих флюїдів. Високий нафтоматерінський потенціал доманікоїдних відкладень може вказувати на присутність у кембрійських відкладах нафтових покладів, генезис яких пов'язаний з аквагенною органічною речовиною.

Відмінності в хімічній структурі ХБ горючих сланців пов'язані з великими варіаціями в кількості кисневмісних груп і зв'язків. Що стосується співвідношення вуглеводневих структурних груп, всі зразки ХБ горючих сланців однотипні і характеризуються переважанням ароматичних структур над поглинанням довгих метиленових ланцюгів.

Підтверджено високий нафтоматерінський потенціал куонамської формації, що значно перевищує інші стратиграфічні рівні палеозою та мезозою Сибірської платформи. Останні результати щодо складу молекул-біомакерів нафти з покладусередньокемрійських вапняків сівбу. схилу Алданської антеклізи показали близькість із складом ХБ куонамської формації, що можна як приклад реалізації формацією свого нафтоматеринського потенціалу. Це дає підстави прогнозувати відкриття нових нафтових та газових покладів, сформованих за рахунок нафтоматерінського потенціалу куонамської горючесланцевої формації.

Встановлено, що з горючими сланцями та бітумінозними аргілітами куонамського комплексу пов'язані підвищені концентрації V, Ni, Mo, Co, U, Cr, Cu та ряду інших елементів. Горючі сланці куонамської формації за змістом Mo, Cd, Bi, Vзбагачені щодо кларка для глин і сланців більш ніж на порядок - Au, Sb, Ag, Zn, S, Cr, Pb, Cu, Niв 2-8 разів і можуть бути віднесені до металоносних.

У з огляду на високий залишковий нафтогенераційний потенціал та металоносність горючих сланців нижньо-середньокембрійського комплексу відкладень куонамської формації, вони можуть розглядатися як комплексна мінеральна сировина.

У центральній частині Ленського басейну спільними дослідженнями з Інститутом геологічних наук СО РАН виділено провінцію вугілля з рідкісноземельним орудненням. У вугільних пластах Жиганської групи родовищ встановлено унікальні для цього типу порід вмісту стронцію, цирконію, ітрію, скандію, лантану та всієї групи лантаноїдів – від церію до лютецію. З використанням новітніх методів дослідження, що включають індуктивно пов'язану плазму в комбінації з мас-спектрометрією високої роздільної здатності, визначено особливості розподілу ізотопів вищезгаданих елементів. Для Республіки Саха (Якутія) це новий генетичний тип родовищ рідкоелементної та рідкісноземельної сировини.

В експериментах з надкритичної екстракції діоксидом вуглецю зразків порід, ґрунтів, твердихгорючих копалин було показано, що:

надкритичний флюїд здатний розчиняти, переносити та концентрувати нафтові вуглеводні, включаючи біомаркери;
у потоці надкритичного флюїду можуть йти перетворення органічної речовини у напрямку досягнення катагенетичної зрілості;
надкритичний флюїд здатний також впливати і на мінеральну складову порід, збільшуючи їхню проникність;
можна припустити, що у масштабах геологічного часу процес нефтеобразования йде дуже швидко;
надкритичний діоксид вуглецю вибірково екстрагує з вуглецевмісної сировини вуглеводні, а серед них – метаново-нафтенові фракції, які можуть знайти застосування у виробництві мастил.

Екологічні дослідження

За результатами геохімічних досліджень запропоновано комплекс аналітичних методів для екологічного моніторингу на забруднення нафтою та нафтопродуктами (НП) на основі геохімічних даних.

За результатами вивчення стану ґрунтів та донних опадів на об'єктах НГК РС(Я), прилеглих територіях та природних об'єктах створено базу даних за регіональним геохімічним тлом.

Розроблено комплекс геохімічних показників для ідентифікації техногенного забруднення грунтів та донних опадів, визначення складу нафтозабруднення та оцінки рівня нафтозабруднення з урахуванням впливу природного регіонального фону.

Розроблено сорбенти на основі місцевої сировини для ліквідації розливів нафти та НП. Виділено штами аборигенних вуглеводневих мікроорганізмів-нафтодеструкторів (УОМ) для ліквідації наслідків аварійних розливів нафти.

Досліджено процеси трансформації нафтозабруднення в ґрунтах під дією УОМ та рослин уприродних умов. Встановлено, що при внесенні нафтодеструкторів навіть за високого рівня нафтозабруднення деградація становила від 43 до 94 % та супроводжувалася зміною у складі нафтозабруднення. Під дією нафтодеструкторів трансформації зазнавала переважно вуглеводнева частина нафти: насамперед щодо низькомолекулярні н-алкани, що призвело до перерозподілу алканових ПВ нормальної та ізопреноїдної будови. Біохімічне окислення вуглеводневих компонентів супроводжувалося збільшенням вмісту асфальтово-смолистих компонентів, збільшенням у їхній хімічній структурі частки кисневмісних груп та зв'язків. Без внесення нафтодеструкторів у контрольних пробах деградація нафтозабруднення становила близько 20% без значних змін у хімічному складі.

У модельному експерименті рослини – мерзлотний ґрунт Якутії досліджено особливості процесів трансформації нафти під впливом ґрунтової мікрофлори та рослинності. Розглянуто можливі механізми адаптації ґрунтово-рослинної системи у відповідь на нафтозабруднення. Зіставлення геохімічних та біохімічних результатів досліджень дозволили визначити значення орієнтовно допустимої концентрації нафти у мерзлотних ґрунтах Якутії 1 г/кг.

Розробляється технологія біоремедіації нафтозабруднених грунтів в умовах Якутії із застосуванням геохімічних методів контролю. Технологія пройшла апробацію на ділянках аварійних розливів нафти та НП.