КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Происхождение нефти и газа
Проблема происхождения (генезиса) нефти и газа для нефтяников имеет не только научно-технический интерес, но и большое практическое значение. Зная, в каких условиях образуются нефть и газ, представляя себе четко процессы, формирующие скопление этих полезных ископаемых, нефтяники могут целенаправленно вести их поиски и разведку. По вопросу о происхождении нефти и газа в земной коре единого мнения не существует. Есть сторонники органической и неорганической схемы образования, причем сторонников органической теории генезиса нефти значительно больше. Органическая теория более обоснована, и вооруженные ею нефтяники открыли большое количество крупных скоплений УВ, как у нас в стране, так и за рубежом. По неорганическому синтезу УВ существуют три гипотезы (кар-; Карбидная (минеральная) гипотеза была выдвинута Д. И. Менделеевым в 1877 г. На основе лабораторных опытов по этой гипотезе утверждается, что при действии паров воды на карбиды тяжелых металлов получаются УВ. Высказав предположение, что этот процесс может происходить в глубинных недрах Земли, Д. И. Менделеев при этом говорил, что требуется большая работа по решению вопроса о происхождении нефти и газа. Гипотеза космического происхождения выдвинута русским геологом Н. А. Соколовым в 1889 г. По этой гипотезе исходным материалом для образования нефти в земной коре послужили УВ, образовавшиеся в наружной оболочке Земли в высокотемпературной фазе ее образования. По мере остывания Земли УВ поглотились расплавленной магмой. Затем, с образованием земной коры, УВ в газообразном состоянии, проникая в осадочные толщи, конденсировались, и происходило образование нефти. 1 Вулканическая гипотеза выдвинута в России в 30-х годах XIX в. По этой гипотезе нефть образовалась из УВ, выделившихся при извержении магмы. Как думали сторонники этой гипотезы, газовые эманации, выделяющиеся при извержении магмы, содержат, наряду с другими газами, также УВ, которые, проникая в пористые осадочные породы, образуют нефтяные залежи. В 50-х годах XX в. произошло возрождение гипотез абиогенного (неорганического) генезиса нефти, что было вызвано достижениями науки в области планетарной космогонии и геологии. У нас в стране эти идеи развивали такие геологи, как Н. А. Кудрявцев, В. Б. Порфирьев, П. Н. Кропоткин и другие ученые. Данные, послужившие основанием для возрождения гипотез неорганического происхождения нефти, сводились к следующему. 1. Спектральные наблюдения показали, что атмосфера планет-гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — в основном состоит из метана, а первых двух, в том числе, и аммиака. 2. В газопылевой среде, заполняющей звездное пространство, а также в кометах, выявлены молекулы, образованные соединениями элементов: углерода и водорода (СН), азота и водорода (NH, NH2), углерода и азота (CN). 3. Во всех метеоритах выявлены простейшие органические соединения. Газы, выделяющиеся при прокаливании метеоритов, содержат углекислый газ (С02), метан (СН4), водород (Н2), сероводород (H2S). 4. Большое значение придавалось глубинным разломам, которые могли быть проводниками УВ из глубоких недр вверх, особенно после опубликования работ А. В. Пейве. Возрожденные гипотезы неорганического генезиса делились на две группы: 1 — вулканическая и 2 — космическая. По первой схеме, из углерода и водорода, которые имеются в магме, образуются радикалы СН, СН2, СН3, которые, как и свободный водород Н2, двигаются из магмы вверх в земную кору по глубинным разломам и образуют залежи УВ в земной коре. Однако новые данные планетарной космогонии еще недостаточно обоснованы, требуют проверки. Неясны процессы образования УВ в магме из протопланетного вещества. Факт нахождения в космосе молекул органических веществ химического (неорганического) происхождения никак нельзя связывать с залежами нефти и газа в земной коре. Содержание метана в газах вулканов, о чем говорят неорганики, ничтожно мало. К тому же он может быть генетически связан с осадочной толщей, через которую прорывается магма. Кроме этого, состав природных газов не соответствует составу вулканических газов. Синтез УВ неорганическим путем доказан рядом простейших экспериментов. Однако эти условия не соответствуют тем, при которых мог бы произойти синтез УВ в какой-либо из стадий развития Земли. Трудно представить себе, что при внедрении магмы в осадочную оболочку возникли или существовали какие-либо более сложные УВ, чем метан. Неорганики утверждали, что нефть имеется в изверженных и метаморфических породах, а также, что нефть насыщает весь разрез отложений нефтеносных территорий, причем чем ближе к фундаменту, тем больше УВ, так как глубинные разломы — проводники нефти из глубин Земли. Указанные положения неоргаников критически рассмотрены в многочисленных работах сторонников органической теории происхождения нефти, которые установили следующее. Рассмотрение условий залегания залежей УВ в магматических и метаморфических породах показало, что большинство из них непосредственно связано с миграцией УВ из находящейся близко осадочной толщи, в более редких случаях также допустимо проникновение УВ из осадочных пород. Как отмечают органики, диапазон промышленной нефтегазоносности на многих объектах нефти и газа, как правило, большой. Однако непрерывной нефтегазоносности в разрезе нет. Продуктивные пласты связаны с определенными толщами, в том числе выявлено неравномерное распределение УВ по разрезу по возрастным подразделениями, причем это можно объяснить только с органических позиций, а именно — периодичностью условий, благоприятных для нефтегазообразования. Нет прямой связи нефтегазоносности и с глубинными разломами. Есть участки земной коры, где разломы отсутствуют, однако в осадочной толще таких областей установлены крупные скопления нефти и газа. Таким образом, теоретически можно допустить образование УВ неорганическим путем. Однако остается неясным, возможно ли образование за счет этих УВ нефти как сложной системы органических соединений. При этом трудно себе представить образование неорганическим путем огромного количества УВ в открытых местоскоплениях нефти и газа, а также прогнозируемого количества УВ, заключенного почти во всех регионах мира в осадочных толщах. Образование нефти и газа по органической теории, высказанное впервые в 1757 г. М. В. Ломоносовым, происходит из органических остатков, накопившихся в осадочных толщах. Академик И. М. Губкин, его ученики и последователи детально разработали теорию органического генезиса нефти, которая вооружила нефтяников на поиски крупных скоплений нефти и газа и привела к большим открытиям, в том числе в Урало-По-волжье, республиках Средней Азии, на Северном Кавказе, а в последние годы — в Западной Сибири и Прикаспии. По органической теории исходным материалом для образования нефти являются остатки как растительного, так и животного происхождения — органическое вещество (ОВ) морских и внут-риматериковых водоемов. Для образования газа возможно накопление ОВ не только в морских и прибрежно-морских условиях, но и в континентальных угленосных толщах. В дальнейшем, по мере погружения осадков с ОВ, под влиянием термодинамических, каталитических и бактериальных факторов происходит разложение и преобразование ОВ в УВ нефтяного ряда. Далее нефтяные УВ мигрируют в пористые пласты-коллекторы, где впоследствии скапливаются в ловушках. Процессы нефтегазообразования и нефтегазонакопления в земной коре не являются каким-то уникальным геологическим явлением, приуроченным лишь к одному этапу развития нашей планеты, а имеют периодичный характер. Они происходили при наличии благоприятных условий в течение почти всех геологических периодов с тех пор, как началось накопление осадков. Как писал в своей книге «Учение о нефти» академик И. М. Губкин: «Образование жидкой или полужидкой нефти началось еше в илах и в не вполне отвердевшей породе, и по мере того как эта порода под влиянием возрастающего давления все более и более уплотнялась, жидкость (т. е. вода и нефть) из нее выжималась в рыхлые породы (в пески, известняки и пр.), именно в те, которые подвергались меньше всего сжатию. Образование нефти совершалось во всех точках органогенного слоя, где был соответствующий материал, следовательно, нефть в этом пласте все время находилась в диффузно рассеянном состоянии. По мере того как образовавшаяся нефть выжималась в пористые породы, органогенный пласт или первично-битуминозная порода постепенно беднели органическим веществом...» И далее: «По мере нарастания мощности осадков, по мере погружения первично-битуминозной породы в более глубокие зоны земной коры приобретали в процессе нефтеобразования возрастающее значение процессы гидрогенизации', которые все более и более улучшали качество нефти» [10]. Органическое происхождение нефти и газа признается подавляющим большинством ученых и практиков у нас и за рубежом. Основные доказательства органического генезиса нефти. 1.Подавляющее большинство скоплений УВ, открытых в земной коре (99,9%), приурочено к осадочной толще. 2.В современных и древнечетвертичных осадках морей происходит превращение ОВ в УВ нефтяного ряда, установлено возрастание их содержания по мере захоронения осадков. 3.Довольно часто находят скопления УВ в линзах проницаемых пород (песчаников) среди мощных непроницаемых толщ (глин), где нет разломов и где источником УВ могли быть только сами глины. 4.Экспериментально в лабораторных условиях подтверждена возможность преобразования ОВ в направлении образования УВ нефтяного ряда. Например, при Т — 200°С под действием хлористого алюминия на холестерин, ряд органических кислот, пчелиный воск, каучук удалось получить продукты, похожие по внешнему виду, по физическим и химическим свойствам на нефть. 5.Наличие в составе нефти кислородных, азотистых и сернистых соединений, имеющих явно биогенное происхождение и связанных с разложением ОВ. 6.Близкое сходство изотопного состава углерода нефтей и ОВ при существенном отличии от изотопного состава углерода изверженных пород и неорганических соединений, что говорит о генетическом родстве нефтей с ОВ. Изучение изотопных соотношений серы в нефтях, газах и битумах также говорит об их генетической связи с вмещающими осадочными толщами. 7. Оптическая активность нефтей — одно из доказательств органической теории. Полученные в результате неорганического синтеза УВ и нефтеподобные продукты оптически неактивны. 8. Во многих нефтях, главным образом залегающих в молодых породах, обнаружены жирные кислоты, которые представляют собой неизмененные остатки исходных растительных и животных жиров и масел (т.н. биологические метки). 9. По химсоставу наблюдается сходство органических соединений в осадках с УВ нефтей, в которых выдерживается аналогичное соотношение УВ-молекул, резко нарушающееся при высоких температурах. Это говорит о том, что нефти в процессе образования не могли испытывать действие очень высоких температур, какие предполагаются в магме. 10.Установлен четкий параллелизм процессов накопления ОВ и каустобиолитов (нефти, битумов, углей) в течение геологической истории, что отражает генетическую связь нефте- и углеобразования с накоплением ОВ в истории Земли. Так установлено, что эпохами наибольшего накопления ОВ и каустобиолитов являются карбон, мел, кайнозойское время, в меньшей степени — девон, пермь, юра, кембро-ордовик, а минимум относится к триасовому времени. В заключение надо отметить, что сторонников органического генезиса нефти подавляющее большинство. Они считают, что огромное количество выявленных в земной коре запасов нефти и газа образовалось органическим путем. Но, по-видимому, можно считать, что небольшое количество УВ образовалось и абиогенным путем. При этом следует отметить, что некоторый интерес в направлении разработки неорганических гипотез образования нефти возможно определяется необходимостью поисков новых ресурсов УВ в более глубоких недрах Земли. Таким образом, вопрос о происхождении нефти и газа пока окончательно не решен, и требуется проведение дальнейших исследований. Несмотря на то, что органическая теория практически доказана, ряд вопросов еще требует доработки. А в отношении неорганических гипотез происхождения нефти требуется постановка новых экспериментов, включая моделирование, для изучения процессов неорганического синтеза УВ с привлечением различных специалистов.
Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 905; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |