ТЕРМОДИНАМІКА ЕВОЛЮЦІЇ ОРГАНІЧНОЇ РЕЧОВИНИ В КОНТЕКСТІ ПОЛІГЕНЕЗУ ВИКОПНИХ ВУГЛЕВОДНІВ

Автор(и)

  • YU.V. Khokha Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України http://orcid.org/0000-0002-8997-9766
  • M.I. Pavlyuk Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України http://orcid.org/0000-0003-3735-047X
  • I.M. Naumko Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України

DOI:

https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2020.4.214800

Ключові слова:

органічна речовина, полігенез, еволюція, Карпатська нафтогазоносна провінція, рівноважна термодинаміка

Анотація

Комплексно розглянуті панівні концепції еволюції органічної речовини, які базуються на теоріях її синтезу, деструкції або гібридних моделях. Проведено оцінку можливості застосування апарату рівноважної термодинаміки для розрахунку зміни складу геохімічних систем при зміні геодинамічних режимів. Виокремлені основні фактори, які впливають на склад системи «кероген/газ», — це температура, тиск та початковий склад, виражений у мольних частках елементів.

Показано деякі шляхи для розрахунку термодинамічними методами систем, що включають в себе органічні сполуки, та встановлено, що метод максимізації ентропії найбільш придатний для оцінки еволюції органічної речовини в товщах осадових порід, а метод констант незалежних хімічних реакцій — для розрахунку в межах астеносфери Землі. Обидва методи застосовано до родовищ вуглеводнів Карпатської нафтогазоносної провінції; за результатом розрахунків визначено глибини утворення суміші газів, що відповідають за складом знайденим у сучасних покладах.

Побудовано картосхеми глибин утворення за обидвома моделями та встановлено закономірності просто рового розподілу глибин і температур утворення родовищ. Встановлено, що компонентний склад газів нафтогазових родовищ Західного нафтогазоносного регіону України при термодинамічному аналізі вказує як на можливість біогенного, так і на ймовірність абіогенного походження, тобто на «полігенез нафти». Показано несуперечливість концепції «нафтового вікна» термодинамічним розрахункам методом максимізації ентропії за формалізмом Джейнса. Висунуто припущення, що концепція полігенезу нафти і газу фактично урівнює точки зору на генезис природних вуглеводнів у надрах Землі: абіогенну, абіогенно-біогенну та біогенну. 

 

Посилання

Ivanjuta M.M. (Ed.), 1998. Atlas of Ukraine oil and gas fields. In 6 vol. Lviv: Tsentr Yevropy, 2354 p. (in Ukrainian).

Dolenko G.N., 1986. The origin of oil and gas and oil and gas accumulation in the earth's crust. Kiev: Naukova Dumka. (in Russian).

Dolenko H.N., Chekaliuk Э.B., Hrynberh Y.V., Kolodyi V.V., Boiko H.Yu., Stefanyk Yu.V., 1981. The theory of oil mineral origin. The origin of oil and gas, their migration and patterns of formation and distribution of oil and gas fields. Thesis of Rep. meeting report. p. 4-7. (in Russian).

Krupskyi Yu.Z., 2001. Geodynamic conditions of formation and oil and gas potential of Carpathian and Volyn-Podilsky regions of Ukraine. Kyiv: UkrDHRI. (in Ukrainian).

Lazaruk Ya.G., 2014. The role of geodynamics in the spatial distribution of traditional and non-traditional hydrocarbon deposits of the Dnieper-Donetsk basin. Geodynamics, 2(17), p. 39-52 (in Ukrainian).

Lukyn A.E., 2014. Hydrocarbon potential of great depths and prospects for its development in Ukraine. Bulletin of the National Academy of Sciences of Ukraine, № 5, p. 31-36. (in Russian).

Lukyn A.E., Pykovskyi Yu.Y., 2004. On the role of deep and superdeep fluids in oil formation. Geological Journal, № 2, p. 21-33 (in Russian).

Lyubchak O., Khokha Yu., Yakovenko M.B., 2018. Correlation of the hydrocarbon components structural elements of the eastern Carpathians argillites by the Jaynes' formalism. Bulletin of Kharkiv National University, series "Geology. Geography. Ecology", № 49, p. 83-94. (in Ukrainian). https://doi.org/10.26565/2410-7360-2018-49-07

Lyubchak O., Khokha Yu., Khramov V., 2013. Thermodynamic model of the structure of coal organic matter by its elemental composition. Geology and geochemistry of combustible minerals, № 1-2(162-163), p. 71-78 (in Ukrainian).

Naumko I., 2019. The lithofluidothermodynamic system in geology and geochemistry. Geology and geochemistry of combustible minerals, 2(179), p. 28-36 (in Ukrainian).

Naumko I.M., Svoren Y.M., 2003. On the importance of deep high-temperature fluid in creating conditions for the formation of natural hydrocarbon deposits in the earth's crust. New Ideas in Earth Sciences. Materials of the VI International Conference (Moskov), vol. 1, P. 249 (in Russian).

Naumko I., 2006. Fluid regime of mineralogenesis of rock-ore complexes of Ukraine (according to inclusions in minerals of typical paragenesis). Dissertation abstract, 52 p. (in Ukrainian).

Pavliuk M.Y., Varychev S.A., Ryzun B.P., 2003. New ideas about the genesis of oil and gas and the formation of oil and gas provinces. In: Genesis of oil and gas. Moskov: GEOS, pp. 441-442. (in Russian).

Pavliuk M.Y., 2014. Geodynamic evolution and oil and gas of the Azov-Black Sea and Barents Sea pericontinental shelves. Lviv: PROMAN LTD. (in Ukrainian).

Pavliuk M.Y., 2017. Geotectonic evolution and oil and gas potential of Ukraine (transcript of a scientific report at a meeting of the Presidium of the NAS of Ukraine). Bulletin of the National Academy of Sciences of Ukraine, № 9, p. 11-21. (in Ukrainian).

Pentelei S.V., 2011. In situ visualization of behavior and phase states of water-hydrocarbon fluids at elevated and high temperatures and pressures. Dissertation abstract, 26 p. (in Russian).

Pykovskyi Yu.Y., 2006. The problem of oil and gas formation: a way out of the impasse? (to a discussion about the origin of oil and natural gas). In: Genesis of hydrocarbon fluids and deposits. Moskov: GEOS, p. 38-46. (in Russian).

Svoren Y.M., Naumko I.M., 2003. Grounds for the development of a new theory of synthesis and genesis of hydrocarbons in the Earth's lithosphere. In: Genesis of oil and gas. Moskov: GEOS, p. 293–294.

Svoren Y.M., 2017. The phenomenon of formation of natural carbon methanes under the action of abiogenic high-thermobaric deep fluid. Geology of combustible minerals: achievements and prospects. Materials of the II International Conference (Kyiv), p. 225–229. (in Ukrainian).

Svoren Y.M., Naumko I.M., 2006. A new theory of synthesis and genesis of natural hydrocarbons: abiogenic-biogenic dualism. Bulletin of the National Academy of Sciences of Ukraine, № 2, p. 111–116. (in Ukrainian).

Sokolov B.A., 2002. Towards the creation of a general theory of oil and gas content of the subsoil. New ideas in the geology and geochemistry of oil and gas. Materials of the VI International Conference (Moskov), v. 1. P. 6-8 (in Russian).

Khokha Yu., Lyubchak O., Yakovenko M.B., 2018. Influence of temperature regime on gas-generating potential of humic acids of organic matter. Geology and geochemistry of combustible minerals, № 176-177, p. 49-63 (in Ukrainian).

Khokha Yu.V., 2014. Thermodynamics of deep hydrocarbons in forecasting regional oil and gas potential. Kiev: Naukova Dumka. (in Ukrainian).

Blecic, J., Harrington, J., & Bowman, M.O., 2016. TEA: A code for calculating thermochemical equilibrium abundances. The Astrophysical Journal Supplement Series, №225(1), web. https://doi.org/10.3847/0067-0049/225/1/4

Koukkari, P., 2014. Introduction to constrained Gibbs energy methods in process and materials research. VTT Technical Research Centre of Finland.

Jaynes, E.T., 1957. Information theory and statistical mechanics. Physical Review, 106(4), 620–630. https://doi.org/10.1103/PhysRev.106.620.

Naumko І.М., Кurovets' І.М., Zubyk М.І., Batsevych N.V., Sakhno B.Е., Chepusenko P.S., 2017. Hydrocarbon compounds and plausible mechanism of gas generation in “shale” gas prospective Silurian deposits of Lviv Paleozoic depression. Geodynamics, 1(22), 26–41. https://doi.org/10.23939/jgd2017.01.036

Sanford, G., McBride, B.J., 1994. Computer program for Calculation of Complex Chemical Equilibrium Composition and Application. NASA Reference Publication 1311.

Tissot, B.P., Welte, D.H., 1984. Petroleum Formation and Occurrence. Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo: Springer-Verlag.

Vandenbroucke, M., Largeau, C., 2007. Kerogen origin, evolution and structure. Organic Geochemistry, 38(5), 719–833. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2007.01.001

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-14

Номер

Розділ

Дослідницькі та оглядові статті