"Oil & Gas Kazakhstan"

международная выставка

  
  
  

Теорії появи нафти. Частина 2

Биогенной теорії дотримувалися багато суворі російські та зарубіжні вчені. Академік В. І. Вернадський, засновник сучасної геохімії нафти, ще спочатку століття писав: "Організми, неодмінно, є початковим речовиною нафт".

Академік И.М.Губкина у власній книжці "Вчення про нафту", в перший раз побачила світ у 1932 році, більш серйозно і багато підвів науковий результат тодішньої історії нафтового і газового справи.

В якості початкового речовини для утворення нафти Губкін розглядав уже знайомий нам сапропель - бітумінозний ил рослинно-тваринного походження. У прибережній смузі моря, де життя в особливості активна, відбувається порівнянно жваве нагромадження цих органічних залишків. Через якийсь час вони перекриваються більш юними відкладеннями, які захищають їх від окислення.

Наступні процеси йдуть вже без доступу кисню під впливом анаеробних мікробів.

У міру занурення пласта, збагаченого органічними залишками, під впливом наступного наносу і тектонічних переміщень в глибину, в ньому ростуть температури і тиску. Ці процеси, які потім дістали назву катагенеза, і приводять зрештою до перетворення органіки в нафту.

Погляди Губкіна на освіту нафти лежать в основі сучасної здогадки її органічного походження. У наш час багато її положень розширені і доповнені. Так, скажімо, тривалий час вважалося, що первісне нагромадження органічної речовини неодмінно має йти в океані.

Але, мабуть, нафта може формуватися і в континентальній обстановці, адже в болотах, озерах, річках досить органічної речовини.
Детально розглянуто та сам процес формування нафтових родовищ. Виділяють 5 головних стадій накопичення опадів і перетворення органічних залишків в нафту.

1-ша стадія: в осад, що утворюється в море або в прісному водоймі, вносяться органічні речовини з маленькою кількістю вуглеводневої нафтового ряду, синтезованих живими організмами.

2-га стадія: накопичений на дні осад перетвориться, ущільнюється, почасти зневоднюється. При всьому цьому частина речовини розкладається з виділенням діоксиду вуглецю, сірководню, аміаку і метану. Словом, виходить картина, часто спостережувана на болотах.

3-тя стадія: біохімічні процеси рівномірно загасають. Порівнянно маленька температура надр землі на даній глибині (порядку 50 С) визначає низьку швидкість реакцій. Концентрація бітумів і нафтових вуглеводнів зростає слабо, в складі газових компонент переважає діоксид вуглецю.

4-ая стадія: осад занурюється на глибину 3-4 км, оточуючі температури зростають до 150 С. Відбувається отгонка нафтових вуглеводнів з розгубленого органічної речовини в пласт. Потрапивши в проникні породи-колектори, нафта починає нове життя, утворює промислові поклади.
І в кінці кінців, 5-а стадія: на глибині 4,5 кілометра і більше при температурах вище 180 С органічна речовина припиняє виділення нафти і продовжує генерувати тільки газ.

Крім температури і тиску в природних процесах учавствует і електрику. Член-кореспондент АН СРСР А.А.Воробьев висунув припущення, що в розвитку нашої планети велику роль грали конкретно електронні процеси. За його погляду, гірські породи володіють ще більшими діелектричними якостями, ніж атмосфера.

А якщо так, то грози можуть шаленіти не тільки лише над, та й під землею.

У підсумку сильних електронних розрядів з'являються частинки плазми, які мають високої хім активністю. Ця подія, в свою чергу, робить передумови для протікання таких реакцій, які неможливі при умовах. На думку Воробйова, метан, що виділяється з органічних сполук, при впливі підземного електронного розряду може піддатися часткового дегидрированию, утворюються вільні вуглеводневі радикали СН, СН2, і СН3.

З'єднуючись між собою, вони утворюють ацетилен, етилен та інші вуглеводні, що входять до складу нафти.

Одним з головних пристроїв електризації гірських порід, згідно міркуванням Воробйова, є тертя в місці контакту гірських порід при обопільній переміщенні в процесі тектонічних процесів. Таким макаром, процеси тріщиноутворення в земній корі можуть сприяти перетворенню механічної енергії в електронну.

І уявіть собі, ці дуже раптові міркування відшукали доказ в геологічній практиці. Ще в 1933 році було відзначено, що форми хмар в зонах розломів земної кори різко відрізняються від хмар в тих місцях, де тріщинок немає. Сучасні геофізичні прилади вказують, що в приземному шарі повітря над зонами розломів земної кори збільшена електропровідність.

Є й ще одна захоплююча здогадка. Відповідно до ній, нафту з'являється також з органічних залишків, затягнутих спільно з океанічними опадами в зону, де відбувався подвиг океанічної плити під континентальну. Кажучи іншими словами, є тектонічні процеси, які дозволяють органічним субстанциям виявитися на дуже великих глибинах.

При всьому цьому механізм затягування опадів в зону подвигу жорстких плит аналогічний механізму потрапляння водянистих мастильних масел в зазори між трущимися жорсткими деталями в різних технічних пристроях і машинах.

Ну а далі що утворилася нафту може піддаватися різним впливам. Приміром, під вагою литосферного виступу, наползающий з континенту плити вуглеводні можуть бути "вичавлені" з осадових порід і інтенсивно мігрувати в бік Недовго. Цим ефектом "жаркого праски" може бути пояснено формування величезних покладів нафти на порівнянно маленький площі, як у районі Перської затоки.

У підсумку затягування органічних речовин в мантію, їх наступній переробки і викиду утворилися вуглеводнів геотермальними водами в верхні шари земної кори їх виявляють у вулканічних газах під час вивержень.

Така теорія, що враховує глобальну тектоніку плит земної кори, виявилася дуже продуктивною і з практичної точки зору. В США, наприклад, ведеться буріння в так іменованих поднаддвігових зонах Скелястих гір. І тут були виявлені як нафтові, так і газові родовища.

А адже за старими, традиційними мірками, їх тут не повинно було бути.

У 1980 році в штаті Вайомінг пошукова свердловина на глибині 1888 метрів увійшла в докембрийский фундамент, складений з граніту. Потім в скельних породах геонефтеразведчікі пройшли ще 2700 метрів і знайшли осадові відкладення крейдяного періоду. Незрозуміле, здавалося б, чергування порід різного геологічного віку роз'яснювалося дуже просто: на осадові породи в свій час була насунута плита граніту.

Буріння було продовжено, і на глибинах 5,5 км вивідачі знайшли промислові поклади газу. До теперішнього часу в Скелястих горах ведеться промислова розробка, а прогнозні запаси оцінюються в 2,8 млрд тонн умовного пального. Це унікальне родовище.

Кругообіг вуглецю в природі


Отже, бачте, обидві точки зору досить продуктивні, обидві спираються не тільки лише на логічні висновки, та й на реальні факти. Що все-таки, потрібно сперечатися далі? Навряд чи ...

Захоплюючу точку зору з цього приводу висловив впізнаваний геолог В.П.Гаврілов.
"Суперечка можна дозволити, - пише він, - якщо простежити круговорот вуглецю в природі. Одним з перших, хто зробив успішну спробу представити глобальний процес кругообігу вуглецю в природі, був В. І. Вернадський. Він вважав, що вуглець і його сполуки, які беруть участь у будові нафти, газу, кам'яного вугілля та інших порід, є частиною глобальної геохимической системи кругообігу в земній корі .... "
Що все-таки, давайте простежимо шлях, який роблять вуглець і його сполуки в природі.
Найбільш поширеним з таких сполук є діоксид вуглецю. Маса цієї речовини в атмосфері оцінюється астрономічної цифрою 400000000000 тонн! В процесі вивітрювання і фотосинтезу щорічно з атмосфери поглинається більш 800 000 000 СО2.

Якщо б не було механізму кругообігу, то за кілька тисяч років вуглець стовідсотково пропав би з атмосфери, виявився "похованим" в гірських породах. За сучасними оцінками, маса діоксиду вуглецю, "захованого" в гірських породах, приблизно в 500 разів перевершує його припаси в атмосфері.
Ще одним переносником вуглецю є метан. Його в атмосфері теж багато - близько 5000000000 тонн. Але з атмосфери відбувається витік метану в стратосферу і далі в космічний простір.

Крім того, метан витрачається і в підсумку фотохімічних реакцій. Тривалість існування молекули метану в атмосфері в середньому становить 5 років.
Як випливає, що б заповнити його припаси, в атмосферу щорічно має надходити близько 1 000 000 000 тонн метану з підземних припасів. І він, справді, надходить у вигляді метанового випаровування або, як був такий Вернадський, "газового дихання Землі".
Якщо обмежитися класичними рамками вуглецевого циклу, то весь резерв земної атмосфери, океану та біомаси вичерпався б в досить маленький термін - за 50-100 тисяч років. Але цього не відбувається. Доводиться припустити, що припаси вуглецю на поверхні планети безперервно поповнюються.

Основними джерелами надходження вуглецю вчені вважають космос і мантію Землі.
Космічний простір постачає нам вуглець спільно з метеоритним речовиною. Точніше буде сказати: поставляло. В поточний час надходження космічного вуглецю на планетку незначно - всього 0,000 000 001 від повного кількості раз на рік "складованого" в процесі накопичення опадів.

Але, як вважають багато фахівців, так було далеко не завжди: в минулі геологічні ери кількість метеорів і космічного пилу було набагато більше.
2-ий і на сьогодні основний постачальник вуглецю - мантія планети, при цьому не тільки лише під час виверження вулканів, як значилося раніше, та й при дегазації надр, за рахунок вже згадуваного газового дихання планети. Так як і тут вуглецеві припаси не безмежні, то вони, природно, повинні якось поповнюватися. І такий механізм поповнення справно працює і до теперішнього часу.

Це затягування опадів океанічної кори в мантію при насування плит друг на друга.
Такий широкий погляд на круговорот вуглецю в природі. Він повинен примирити органиков і неоргаников. По правді: органіки вважають, що вуглець при утворенні нафти неодмінно повинен пройти через живий організм.

І це, найімовірніше, справді так.

Дослідження, виконані міжпланетними автоматичними станціями, демонструють, що на Венері та Марсі вуглеводневих газів не знайдено - по всій ймовірності тому, що на цих планетах відсутня біосфера і земної цикл перевтілення вуглецю в вуглеводні там неможливий.
Мають рацію і неорганики: адже самі по для себе всі органічні речовини, складові актуальні цикли, колись створювалися з неорганічних. Поки, правда, немає повної ясності, як конкретно це вийшло, але в кінці кінців наука це з'ясує.
І отже, в практичних пошуках нафти і газу потрібно використовувати весь арсенал теорій і гіпотез, які має сучасна наука, не обмежувати власний погляд якимись штучними шорами. Тоді і успіх прийде. Як виголосив впізнаваний південноамериканський геолог М.Хелбуті: "Я твердо переконаний, що надалі ми відкриємо в глобальному масштабі стільки ж нафти і суттєво більше газу, ніж відкрито зараз. Я вважаю, що нас обмежує тільки недолік уяви, рішучості і розробка."