Органическое вещество визейских угленосных отложений севера Предуральского прогиба

Качество и количество органического вещества (ОВ), накопившегося в терригенном визейском комплексе, является весьма важным показателем для характеристики и прогноза нефтеносности данного регионального нефтегазоносного комплекса (НГК) провинции.

Современные методы оценки состава ОВ обусловили интерес к углям визейского возраста, что дает дополнительную возможность детализации реконструкций условий осадконакопления в северной части Предуральского прогиба, уточнения генерационного углеводородного потенциала комплекса на данной территории.

Угли и углистые аргиллиты собраны нами из скважин севера Верхнепечорской впадины и из отвалов шахт Еджыд-Кыртинского месторождения, которые расположены в Вуктыльском р-не республики Коми и в структурном плане относятся к северу Предуральского краевого прогиба (рис. 1).

В этом районе нижнекаменноугольная визейская терригенная толща с размывом залегает на карбонатных породах кизеловского или косьвинского горизонтов верхнего

Рис. 1. Схема расположения разрезов

турне или с тектоническим несогласием на нижнепермских известняках (рис. 2).

В разрезе угленосной толщи выделено 5 пачек переслаивания аргиллитов, алевролитов и песчаников с пластами углей и углистых аргиллитов. Общая мощность разреза колеблется от 100 до 250 м [4].

Методика исследования

Содержание органического углерода (Сорг) в породах определялось в нерастворимом в концентрированной соляной кислоте остатке породы (НОП). Результаты определения пересчитывались на исходную породу. Для количественного анализа Сорг использовался экспресс-анализатор на углерод АН-7529. В качестве стандарта применялась глюкоза.

Выделение хлороформенного битумоида А (ХБА) проводилось по стандартной методике методом горячей экстракции [3]. Раздробленная и растертая порода подвергалась экстракции хлороформом в аппарате Сокслета в течение 40 часов. Удаление элементной серы из биту-моида достигалось в процессе экстракции добавлением в приемник губчатой меди.

Насыщенные фракции битумои-дов, выделенные методом жидкостной хроматографии, были проанализированы методом ГЖХ на хроматографе модели 3700, оснащенном капиллярной кварцевой колонкой с неподвижной фазой ОV-101. Длина колонки 20 м, внутренний диаметр 0.32 мм. Объем пробы составлял 1 мкл.

Характеристика органического вещества визейских угленосных отложений

Площадь	Скв.	№ обр.	Литология	C орг , %	ХБА, %	T max	HI
Вуктыл	226	13/2	Уголь	50.1	2.32	455.3	572
Вуктыл	226	16/2	Угл. аргиллит	26.6	1.12	443.9	368
Вуктыл	226	16/2	Уголь + аргил.	43.5	н. о.*	430.3	791
Вуктыл	226	16/4	Уголь + аргил.	38.8	н. о.	444.7	395
Вуктыл	226	16/4	Уголь	73.3	1.24	444.7	209
Вуктыл	226	16/5	Угл. аргиллит	6.9	0.28	442.3	128
Вуктыл Сев.	215	34/2	Угл. аргиллит с углем	9.5	0.28	н. о.	н. о.
Вуктыл Сев.	215	38/4-2	Уголь	75.6	0.03	н.о.	н. о.
Вуктыл Сев.	215	38/4-1	Аргил. + уголь	20.0	н. о.	443.3	544
Вуктыл Сев.	215	42/1	Уголь	71.7	1.74	451.5	238
Еджыд-Кырта	Обн.	2	Уголь + аргиллит	21.7	0.95	н. о..	н. о.
Еджыд-Кырта	Обн.	3	Уголь	64.6	1.26	н. о.	н. о.
Еджыд-Кырта	Обн.	4/5	Уголь	59.6	1.53	н. о.	н. о.
Еджыд-Кырта	Обн.	5/1	Уголь	77.9	0.02	н. о.	н. о.

Примечание: н. о. — определения не проведены.

Рис. 2. Сводный разрез угленосных отложений месторождения Еджыд-Кырта.

Условные обозначения: 1—8 типы пород: 1 — песчаник, 2 — алевролит, 3 — аргиллит, 4 — уголь, 5 — углистый аргиллит, 6 — известняк, 7 — глинистый известняк; 8 — скопления углефицированного растительного детрита

Результаты и их обсуждение

Согласно полученным ранее данным [1], изученные образцы из скв. 226-Вуктыл и 215-Сев. Вуктыл попадают в зону развития приливноотливных (авандельтовых) фаций. Содержание органического углерода в исследованных образцах изменяется от 6.9 до 75.6 % (см. таблицу). Минимальное значения Сорг отвечает углистому аргиллиту, максимальное — углю.

Выход ХБА составляет от 0.16— 0.28 % в углистых аргиллитах до 1.74—4.04 % в угольных разностях. Практически во всех исследованных образцах сапропелитов водородный индекс (HI) высок — не менее 544 мг УВ/г Сорг. Приведенные данные позволяют отнести ОВ по составу к I и II типу. В составе керогена из углистых аргиллитов скв. 215-Сев. Вуктыл (гл. 4334—4340 м) установлено ОВ II типа, причем 70 % составляют аморфные компоненты: водорослевые (20 %) и лейптинитовые (50 %), и 30 % приходится на гумусовые компоненты [4].

Содержание углеводородной (ме-таново-нафтеновой) фракции в биту-моидах изменяется в пределах от 6.8 до 13.7 %. Большую часть битумоида пород составляют смолисто-асфаль-теновые компоненты. Среди нормальных и изопреноидных алканов низко- и среднемолекулярные углеводороды преобладают над высокомолекулярными, о чем свидетельствуют хроматограммы распределения алканов в метано-нафтеновых фракциях хлороформенных битумоидов (рис. 3, а). Почти для всех исследованных образцов максимум распределения приходится на н -С₁₇—С₁₈.

Данный факт свидетельствует о водорослевом составе исходного ОВ [4].

Концентрация изопреноидов невелика по сравнению с близкими по временам хроматографического удерживания н -алканами, так, отношение (Pr + Ph)/( н -C₁₇ + н -C₁₈) изменяется от 0.11 до 0.28. Значения отношения пристана (Pr) к фитану (Ph) в определенной степени обусловлены окислительно-восстановительным потенциалом среды раннего диагенеза [6]. В битумоидах углей и углистых аргиллитов величина этого отношения составляет 0.9—4.2.

Несколько иная картина наблюдается в углях месторождения Еджыд-Кырты (образцы из отвалов шахты № 1). Так, на хроматограммах углеводородных фракций битумоида наблюдается преобладание среднемолекулярных и высокомолекулярных н -алканов над низкомолекулярными (рис. 3, б). Такое распределение алканов нормального строения свидетельствует о смешанном составе исходного ОВ: высокомолекулярные н -алканы характерны для гумусовой органики, а доминирование С₁₇–С₂₅ характерно для ОВ сапропелевого типа.

В битумоидах углей отмечается высокая концентрация изопреноидных алканов, особенно пристана. Коэффициент (Pr + Ph)/( н -C₁₇ + + н -C₁₈) достигает значения 6. Авторы [2] считают, что содержание изопреноидных углеводородов увеличивается по отношению к н -алканам при метаморфизме углей. Отношение Pr/Ph достигает 8.1. Концентрация С_орг составляет 59.6—77.9 %, выход ХБА — 0.02—1.53 %, выход углеводородной фракции — 6.5—15.5 %.

Угли Еджыд-Кырты имеют следующий микрокомпонентный со-

Рис. 3. Хроматограммы распределения и -алканов в углях: а — Вуктыльской площади; б — Еджыд-Кырты

став: 50 % витринита, 20 % фюзинита + семифюзенита и 30 % споринита [5].

Формирование этих углей происходило за счет высшей растительности, произраставшей по берегам болот и заболоченных рек, что четко прослеживается по составу органического вещества.

Выводы

В ранневизейское время на востоке Печорского бассейна в преде- лах аллювиально-дельтовой палеоравнины накапливалось полима-церальное органическое вещество. Исходную органическую массу в осадках этой зоны образовывали остатки гумусовой и водорослевой органики, бактериальной массы и спор. Содержание сапропелевой органики значительно повышает генерационный потенциал комплекса в целом и благоприятно для формирования автохтонных залежей жидких УВ.

Работа выполнена при поддержке программы фундаментальных исследований УрО РАН проекта УрО РАН № 12-5-6-012-АРКТИКА «Формирование углеводородных систем в толщах верхнего палеозоя в арктическом районе Тимано-Печорского нефтегазоносного бассейна».