Томские ученые выяснили, как вторичные минералы вулканических пород влияют на их характеристики и потенциал для нефти и газа.

Исследование было поддержано Госзаданием «Наука». Результаты опубликованы в журнале Geochemistry.

В последние десятилетия наблюдается растущий интерес к изучению базальтовых вулканических пород, как с точки зрения их нефтяного и газового потенциала, так и в контексте возможного использования в качестве резервуара для закачки и утилизации углекислого газа. При благоприятных условиях нефть, образующаяся в соседних материнских породах, может мигрировать в вышележащие вулканические образования. Успешность добычи нефти из вулканических резервуаров зависит от ряда факторов, среди которых ключевыми являются пористость и проницаемость.

Вторичные минералы, такие как карбонаты, цеолиты и филлосиликаты (глинистые минералы), играют важную роль в определении реологических (упругость, пластичность, прочность, вязкость, ползучесть, релаксация напряжений) и коллекторских (плотность породы, пористость, трещиноватость) свойств вулканических пород. Поэтому исследование вторичных минералов в этих породах представляет собой важную задачу.

Согласно словам ученых, в настоящее время существует несколько исследований, посвященных вторичным минералам в вулканических породах, однако их количество относительно невелико и не позволяет составить полное представление. В качестве объектов для изучения политехники выбрали три участка в юго-западной части Северо-Минусинской котловины Минусинского прогиба.

«Этот район был выбран по нескольким причинам. Во-первых, он характеризуется разнообразным геологическим строением. Здесь представлен широкий спектр различных геологических пород – как по возрасту (кембрийские, девонские, меловые и другие), так и по происхождению (осадочные, интрузивные, вулканические, метаморфические). Хорошая обнаженность облегчает изучение – именно поэтому здесь расположены несколько учебных геологических полигонов – ТПУ и других вузов Сибири. Указанные участки активно исследовались геологами с середины 20 века.

Кроме того, в данной области ведется добыча молибдена, золота, а также имеется нефтегазовое месторождение. Более 20 лет назад геологи ТПУ установили, что вулканические породы Северо-Минусинской котловины содержат твердые битумы, что может служить критерием для обнаружения углеводородных залежей, как в самих вулканитах, так и в близлежащих осадочных породах», – отмечает один из авторов статьи, доцент отделения геологии Алексей Рубан.

Политехники отобрали образцы вулканитов различных возрастов – девонского (около 350 миллионов лет назад) и триасового (примерно 200 миллионов лет назад) периодов. Все образцы содержали вторичные минералы – карбонаты и цеолиты. С применением различных минералогических, геохимических и изотопных методов ученые изучили состав пород, включая состав вторичных минералов.

«Ранее мы уже исследовали глинистые минералы в вулканических породах на этом участке. Таким образом, это первое столь полное исследование вторичных изменений вулканических пород Северо-Минусинской котловины Минусинского прогиба. Нам удалось выявить следующие закономерности. Во-первых, породы в изученных участках имеют разный возраст, однако везде обнаружены битумы. Это позволяет предположить, что вулканиты являются вмещающей средой, а углеводороды мигрировали из окружающих осадочных пород. Углеводороды способны перемещаться по трещинам и поровому пространству, накапливаясь в вулканических породах. При этом поры и трещины в образцах вулканитов, которые мы отобрали, в основном заполнены вторичными минералами. Следовательно, формирование вторичных минералов может затруднять дальнейшую миграцию углеводородов из осадочных пород», – добавляет ученый.

Полученные результаты могут быть полезны при оценке углеводородного потенциала вулканогенных толщ. В будущем ученые ТПУ планируют сосредоточиться на исследовании битумов в вулканических породах.