Во время главной фазы нефтеобразования образуется и эмигрирует из материнских пород основная часть углеводородов. Количественная сторона этого процесса зависит от генетического типа органического вещества. В гумусовом (растительном) органическом веществе генерация битумоида (включая нефтяные углеводороды) не превышает 2–3 %, а в сапропелевом (животном) достигает 25–28 %.
В главной зоне нефтеобразования происходит также перемещение нефти в более пористые и рыхлые породы под действием возрастающего горного (геостатического) давления: поры в породе уменьшаются и могут вовсе исчезнуть, а нефть или газ, содержащиеся в них, выдавливаются. Если учесть еще, что горные породы гидрофильны, т. е. смачиваются водой, а не нефтью, то к горному давлению еще следует прибавить и капиллярные силы, которые усиливают отжатие нефти.
Данные изменения пористости горных пород с глубиной получены на примере уже уплотненных (литофицированных) пород континентов. В морских же условиях, где формируется осадочная порода, уплотнение ее протекает значительно медленнее. Высокая пористость (до 50–60 %) сохраняется в них до глубин 1,5 км, а на глубинах 5 км, по материалам морского бурения Апшеронского шельфа, пористость составляет 10–20 % [Калинко, 1977]. Значит, в морях и океанах процесс отжатия нефти из нефтематеринских пород сильно облегчен. Он получил название первичной миграции, или эмиграции. Долгое время вероятность этого процесса ряд ученых, сторонников неорганического синтеза нефти, ставили под сомнение (своеобразная ахиллесова пята органических гипотез). Однако в последние годы геологи ИГиРГИ, ВНИГНИ и ВНИГРИ доказали возможность эмиграции нефти в виде растворов в сжатых газах и воде. Причем процесс эмиграции также имеет определенную стадийность. Вначале эмигрируют преимущественно ароматические углеводороды, о чем свидетельствует идентичность их содержания в органическом веществе пород и генерированных ими нефтях. На этой стадии содержание парафино-нафтеновых углеводородов в органическом веществе пород сравнительно низкое — 20–30 %, намного ниже, чем в нефтях (60–80 %). По мере погружения осадков и возрастания температуры и давления количество парафино-нафтеновых углеводородов в органическом веществе увеличивается до 40 % и происходит их эмиграция в значительных масштабах. Как считают ученые, стадийность генерации и эмиграции углеводородов является одним из важнейших свойств нефтегазообразования.
Попав в проницаемые породы-коллекторы, нефть начинает новую жизнь. Путешествие по коллекторам продолжается до тех пор, пока нефть не попадет в ловушку — пласт, который способен удержать нефть в виде залежи. Наиболее благоприятным для образования углеводородов и накопления их в залежи является элизионный гидрогеологический режим (от греч. «элизио» — отжимаю), который как раз и характеризуется отжатием из глинистых нефтегазоматеринских пород флюидов нефти и газа. При этом пластовые воды с растворенными в них углеводородными компонентами двигаются из наиболее прогнутых областей осадочных бассейнов к их краевым частям, где и создаются условия для концентрации в залежи. А если это так, то пластовые воды должны бы содержать в себе растворенные битумоиды.
Рис. 8. «Созревание» микронефти по мере погружения материнских пород различного возраста
Кривые, составленные по различным нефтегазоносным районам мира, показывают, что, начиная с 2–2,5 км, резко увеличивается содержание углеводородов в породе
«Погоню» за ними предприняли геологи-нефтяники Сибирского отделения АН СССР. Ими было установлено широкое развитие в подземных водах битуминозных компонентов (аквабитумов), содержание которых возрастает в главной зоне нефтеобразования до 350 мг/л, где оно пропорционально битуминозно осадочных пород. Интересно, что в составе аквабитумов присутствует вся гамма высокомолекулярных углеводородов, свойственных нефтям: нормальные и изоалканы, цикланы, арены. Обнаружены также смолы и асфальты. Это доказывает, что в пластовых водах осадочных бассейнов содержится целый комплекс углеводородных и гетероциклических соединений, характерных для нефтей, причем в довольно значительных количествах.
Главная фаза нефтеобразования завершается по мере расходования той части органического вещества, которая способна генерировать углеводороды и другие составные части нефти. Нефтематеринские породы, прошедшие главную фазу нефтеобразования, могут погружаться и на большую глубину, но основная масса образовавшейся нефти будет концентрироваться на определенном гипсометрическом уровне.
Пятая стадия: конец мезокатагенеза и апокатагенеза (глубина более 4,5 км, температура более 180 °C). Органическое вещество исчерпало свой нефтегенерирующий потенциал, продолжает реализоваться метаногенерирующий потенциал.
Однако не все геологи-нефтяники, сторонники органического происхождения нефти, разделяют идею о существовании главной фазы нефтеобразования. Так, А. А. Бакиров критикует это положение, указывая, что разные авторы по-разному определяют интервалы глубин, в чем он видит субъективный подход, не подкрепленный должным образом анализом фактических условий распределения выявленных запасов нефти и газа в разрезе земной коры.
Критические замечания в адрес указанной идеи высказывает и один из ведущих советских геологов-нефтяников, В. В. Вебер, По его данным, образование нефти из рассеянного органического вещества может начаться и на самых ранних стадиях преобразования рыхлого осадка в породу (процесс диагенеза), на глубинах буквально в несколько десятков метров от поверхности дна водоема. Ученый считает, что «учение о повышенном термальном интервале, при достижении которого нефтематеринские отложения реализуют свой потенциал, является в своей основе вообще неприемлемым, ибо в этом случае приходилось бы допускать геохимическую инертность органического вещества осадков в течение многих миллионов лет до тех пор, пока эти осадки не испытывают погружения до глубин «главной фазы» [Вебер, 1983, с. 255]. В подтверждение своих взглядов ученый приводит целый ряд доказательств того, что уже на стадии самого раннего диагенеза, в современных осадках морских водоемов, образуется весь комплекс углеводородов, имеющихся в нефтях, хотя и несколько в других соотношениях. Погружение же осадка на большие глубины сопровождается преобразованием уже сформировавшейся нефти. Все это свидетельствует о том, что, хотя идея о существовании главной фазы и главной зоны нефтеобразования широко распространена среди геологов-нефтяников и в ряде случаев хорошо подтверждается, все же считать ее универсальным законом нефтегазообразования было бы пока преждевременным. Эта концепция требует дальнейшей разработки и совершенствования.
Рассмотрение современных взглядов «органиков» позволяет утвердиться во мнении о том, что процесс возникновения нефти из животных и растительных организмов тесно связан с осадочными бассейнами, которые можно рассматривать как родину нефти. Н. Б. Вассоевич образно назвал нефть детищем литогенеза, поставив ее в прямую зависимость от процесса формирования осадочных горных пород. В природе известно множество подобных осадочно-породных бассейнов. В современной геологической истории это моря и океаны. От прошлых эпох такие бассейны остались в виде крупных впадин на континентах. Площадь впадин — тысячи и сотни тысяч квадратных километров, а объемы заполняющих их пород колеблются от n×103 до n×106 км3. Сейчас известно около 600 осадочных бассейнов, занимающих не менее 35 % поверхности материков и обрамляющих их шельфов. Принимая во внимание определяющую роль в образовании нефти процессов литогенеза и миграции первоначально рассеянного нефтяного вещества, Н. Б. Вассоевич предложил называть органическую концепцию происхождения нефти осадочно-миграционной теорией.