1.1. Субаквальные газогидратные залежи

Для морских гидратосодержащих отложений характерно преобладание обширных полей, сфор­мированных гидратосодержащими осадками с газом биохимического ге­незиса – “субаквально-генетического” вид залежей (таблица 1.1). Гидраты биохимического газа, характерные для глубоководного шельфа и конти­нентального склона, образуют обширные гидратоносные подводные про­винции площадью до нескольких десятков тысяч квадратных километров.

Образованию этого вида залежей способствует широко распростра­ненное в субаквальных условиях микробиальное генерирование метана в придонных отложениях и связывание его в гидрат в местах концентрации. Для того, чтобы образующийся газ не уходил из отложений в результате диффузии, необходима достаточная скорость его генерации и, соответст­венно, достаточное количество органического вещества, захороненного в осадках. Кроме того, “субаквально-биохимические” гидратные залежи должны быть приурочены к геолого-геохимическим областям активности метанпродуцирующих микроорганизмов, которые не всегда расположены в зонах максимальной мощности ЗСГ.

Несмотря на то, что долгое время считалось, что образование гидратных залежей “субаквально-биохимического” вида не может приводить к значительному насыщению гидратами порового пространства, исследо­вания в Северо-Западной Атлантике показали, что биохимический газ в этих гидратоносных отложениях содержится в концентрациях, превы­шающих газогенерационный потенциал осадков с учетом диффузионных потерь. То есть описанный вид субаквальных газогидратных залежей может характеризоваться не только формированием огромных полей, но и значительными концентрациями гидратов природных газов в поровом пространстве органосодержащих придонных осадков.

Субаквально-биохимические ГГЗ могут иметь различную площад­ную распространенность из-за соотношения мощности ЗСГ и области максимальной биохимической активности микроорганизмов (таблица 1.1). Так, в “тепловодных” морях и океанах основная биохимическая актив­ность и максимальное содержание органического материала будут при­урочены к прибрежным зонам, шельфовым областям и континентальному склону. После, этого с увеличением глубины на абиссали (с увеличением мощности ЗСГ) будет ухудшаться геохимическая обстановка газогенери­рования и уменьшаться мощность органогенных осадков.

В “холодных” морях, несмотря на меньшие геохимические предпо­сылки для газогенерирования по сравнению с морями “теплыми”, область наибольшей биохимической активности микроорганизмов с глубиной (по разрезу) увеличивается вследствие возрастания температур, то есть гео­химические и термобарические области гидратообразования, как правило, будут совпадать. При этом существуют некоторые данные о “скачко­образном” увеличении активности метанпродуцирующих бактерий на температурном пороге их жизнедеятельности минус 3°С - плюс 4°С. Одна­ко при перемещении от шельфовых зон в область абиссали (на большие глубины воды) распространенность субаквально-биохимических газогид­ратных залежей падает так же, как и в “тепловодных” морях вследствие уменьшения газогенерационного потенциала поддонных отложений как результат снижения содержания органического материала.

В природе субаквально-биохимические ГГЗ неоднократно фиксиро­вались и достаточно подробно изучались рядом исследователей в различ­ные годы. В качестве примера можно привести один из наиболее исследо­ванных в настоящее время объектов – субаквально-биохимические газогидратные залежи в районе океанического хребта Блейк Аутер в Западной Атлантике (таблица 1.1).

Второй вид субаквальных газогидратных залежей – “субаквально-катагенный” (таблица 1.1). Образуется вследствие локальных подъемов флюидов по глубинным разломам и вертикальным гидравлическим кана­лам (грязевой вулканизм) в субаквальную ЗСГ, где и происходит гидратонакопление. Гидраты катагенного газа формируют небольшие по площади (1-2 км²), но значительно более богатые газом осадки. При этом локаль­ные выходы катагенетического газа могут быть весьма многочисленными и даже формировать гидратоносные провинции.

Однако, в целом, образование мощных и протяженных “субаквально-катагенных” залежей требует благоприятного и достаточно редкого со­четания геологических условий. Например, образование обширных под­водных полей катагенных гидратов возможно в вулканических и осадоч­ных отложениях склонов и кратеров подводных и грязевых вулканов при постоянном подъеме флюидов к поверхности дна сквозь ЗСГ (подводно-грязевулканическая модель). Тем не менее, ряд современных авторов со­вершенно справедливо полагают, что именно этот вид субаквальных ГГЗ является наиболее перспективным для постановки разведочных работ. В основном это обусловлено лучшей изученностью этого вида субаквальных ГГЗ, а также тем, что они существенно лучше картируются в своей сконцентрированной части, так как характеризуются определен­ными геолого-структурными, хемогенными и биогенными факторами. Кроме того, отдельная перспектива субаквально-катагенных ГГЗ (так же, как и катагенных газогидратных залежей континентального класса) связа­на с тем, что они могут являться индикаторами глубокозалегающих зале­жей нефти и газа и возобновляться благодаря постоянному подтоку газа.

Географо – генетическая классификация газогидратных залежей (ГГЗ) Таблица 1.1

КЛАСС по географическому положению	ТИП по генезису газа	ХАРАКТЕРИСТИКА			ПРИМЕРЫ обнаруженных в природе ГГЗ
		Типичная совокупность коллекторов	Мощность и морфология залежей
Субавкальные	Биохимические	Площадные	Определяются и мощностью и морфологией коллектора	Мощность залежей определяется общей газогенерационной обстановкой и увеличивается с увеличение мощности ЗСГ	Хр. Блейк Аутер, Западная Атлантика, 500 км на северо-восток от п-ова Флорида
	Катагенные	Локальные экранированные по разломам Несливающиеся Сливающиеся		Мощность залежей определяется общей газогенерационной обстановкой и частотой разломной сети	Мексиканский залив, прибрежье США
Континентальные стабильные	Биохимические	Седиментационные линзы		Мощность залежей определяется мощностью КЛЗ и общей газогенерационной обстановкой	Предположительно часть ГГЗ в районе нефтяных месторождений Купарук Ривер-Прадхо-Бей, Аляска
	Катагенные	Седиментационные линзы, экранированные по разломам (“сингенетические”) Несливающиеся Сливающиеся		Мощность залежей определяется мощностью КЛЗ, общей газогенерационной обстановкой и частотой разломной сети	Дельта р. Макензи, Канада
		Седиментационные линзы (“эпигенетические”)		Мощность залежей определяется мощностью КЛЗ и мощностью газовой залежи, перешедшей в гидратное состояние
Континентальные метастабильные	Биохимические	Седиментационные линзы		Мощность залежей определяется общей газогенерационной обстановкой, мощностью и температурным режимом ММП	П-ов Ямал, район Бованенковского ГКМ
	Катагенные	Седиментационные линзы (“эпигенетические”)		Мощность залежи определяется мощностью ММП и мощностью газовой залежи до промерзания	Западная Якутия, южный край Анабарской антеклизы

В природных условиях субаквально-катагенные ГГЗ исследовались в ряде регионов бассейнов Атлантического, Тихого и Северного Ледовитого океанов. Наиболее изученным в настоящее время объектом является Мексиканский залив в прибрежье США (таблица 1.1).