"Oil & Gas Kazakhstan"

международная выставка

  
  
  
3

Теории появления нефти. Часть 1

С теорией появления угля вы наверное знакомы. Точка зрения на этот счет закоренелая: он образовался (и продолжает создаваться) из остатков буйной вечнозеленой растительности, покрывавшей некогда всю планетку, включая даже сегодняшние районы нескончаемой мерзлоты, и занесенной сверху обыкновенными горными породами, под воздействием давления недр и при недочете кислорода.

Разумно представить, что и нефть была сделана по аналогичному рецепту на той же кухне природы. К 19 веку споры, в главном, сводилось к вопросу, что послужило начальным материалом, сырьем для образования нефти: остатки растений либо животных?

Германские ученые Г.Гефер и К.Энглер в 1888 году поставили опыты по перегонке рыбьего жира при температуре 400 С и давлении порядка 1 МПа. Им удалось получить и предельные углеводороды, и парафин, и смазочные масла, в состав которых входили алкены, нафтены и арены.

Позже, в 1919 году, академик Н.Д.Зелинский провел схожий опыт, но начальным материалом послужил органический ил растительного происхождения – сапропель – из озера Балшах. При его переработке удалось получить бензин, керосин, томные масла, также метан…

Так опытным методом была подтверждена теория органического происхождения нефти. Какие же здесь могут быть еще трудности ?...

Но с другой стороны, в 1866 году французский химик М.Бертло высказал предположение, что нефть образовалась в недрах Земли из минеральных веществ. В доказательство собственной теории он провел несколько тестов, искусственно синтезировав углеводороды из неорганических веществ.

10 лет спустя, 15 октября 1876 года, на заседании Российского хим общества выступил с серьезным докладом Д.И.Менделеев. Он выложил свою догадку образования нефти. Ученый считал, что во время горообразовательных процессов по трещинам-разломам, рассекающим земную кору, вглубь поступает вода.

Просачиваясь в недра, она в конце концов встречается с карбидами железа, под воздействием окружающих температур и давления вступает с ними в реакцию, в итоге которой образуются оксиды железа и углеводороды, к примеру этан.

Приобретенные вещества по этим же разломам подымаются в верхние слои земной коры и насыщают пористые породы. Так образуются газовые и нефтяные месторождения.

В собственных рассуждениях Менделеев ссылается на опыты по получению водорода и ненасыщенных углеводородов методом воздействия серной кислоты на чугун, содержащий достаточное количество углерода.

Правда, идеи «незапятнанного химика» Менделеева сначала не имели фуррора у геологов, которые считали, что опыты, проведенные в лаборатории, существенно отличаются от процессов, происходящих в природе.

Но внезапно карбидная либо, как ее еще именуют, абиогенная теория о происхождении нефти получила новые подтверждения – от астрофизиков. Исследования спектров небесных тел проявили, что в атмосфере Юпитера и других огромных планет, также в газовых оболочках комет встречаются соединения углерода с водородом. Ну, а раз углеводороды обширно всераспространены в космосе, означает в природе все таки идут и процессы синтеза органических веществ из неорганики.

Но ведь конкретно на этом и построена теория Менделеева.

Итак, на сегодня налицо две точки зрения на природу происхождения нефти. Одна – биогенная. Согласно ей, нефть образовалась из остатков животных либо растений.

2-ая теория – абиогенная.

Тщательно разработал ее Д.И.Менделеев, предположивший, что нефть в природе может синтезироваться из неорганических соединений.

И хотя большая часть геологов держится все-же биогенной теории, отзвуки этих споров не затихли и до настоящего времени. Уж очень велика стоимость правды в этом случае. Если правы сторонники биогенной теории, то правильно и опасение, что припасы нефти, возникшие давным-давно, скоро могут подойти к концу.

Если же правда на стороне их оппонентов, то возможно, эти опаски напрасны. Ведь землетрясения и на данный момент приводят к образованию разломов земной коры, воды на планетке довольно, ядро ее, по неким данным, состоит из незапятнанного железа… Словом, все это позволяет возлагать, что нефть появляется в недрах и сейчас, а означает, нечего бояться, что завтра она может кончиться.

Давайте поглядим, какие резоны приводят в защиту собственных точек зрения сторонники одной и другой гипотез.

Но до этого несколько слов о строении Земли. Это поможет нам резвее разобраться в логических построениях ученых. Упрощенно говоря, Земля представляет собой три сферы, расположенные снутри друг дружку. Верхняя оболочка – это жесткая земная кора.

Поглубже размещена мантия.

И в конце концов, в самом центре – ядро. Такое разделение вещества, начавшееся 4,5 млрд лет тому вспять, длится и до настоящего времени. Меж корой, мантией ядром осуществляется насыщенный тепло- и массообмен, со всеми вытекающими отсюда геологическими последствиями – землетрясениями, извержениями вулканов, перемещениями континентов...

ПАРАД НЕОРГАНИКОВ

1-ые пробы разъяснить происхождение нефти относится еще ко временам античности. Сохранилось, к примеру, выражение древнегреческого ученого Страбона, жившего около 2000 лет тому вспять: «В области аполлонийцев есть место под заглавием Нимфей, - писал он, - это гора, извергающая огнь, а под ней текут источники теплой воды и асфальта, возможно, от сгорания асфальтовых глыб под землей...».
Страбон соединил в целое два факта: извержение вулканов и образование асфальтов (так он называл нефть). И... ошибся! В упомянутых им местах нет действующих вулканов.

Не было их и 20 веков вспять.

То, что Страбон принял за извержения, по сути – выбросы, прорывы подземных вод (так именуемые грязевые вулканы), сопровождающие выходы нефти и газа на поверхность. И в наши деньки подобные явления можно следить на Апшероне и Таманском полуострове.
Вобщем, невзирая на ошибку, в рассуждениях Страбона было здравое зерно - его истолкование происхождения нефти имело под собой материалистическую почву. Эта линия прервалась навечно. Только в 1805 году, основываясь на собственных наблюдениях, изготовленных в Венесуэле, на описаниях извержения Везувия, узнаваемый германский естествоиспытатель А.Гумбольд опять ворачивается к материалистической точке зрения. «...Мы не можем колебаться в том, - пишет он, - что нефть представляет продукт перегонки на большенных глубинах и происходит из простых горных пород, под которыми лежит энергия всех вулканических явлений.»
Неорганическая теория происхождения нефти выкристаллизовывалась равномерно, и к тому моменту, когда Менделеев выдвинул свою теорию карбидного происхождения нефти, неорганики накопили достаточное количество фактов и рассуждений. И следующие годы добавляли в их копилку новые сведения.
В 1877-1878 годах французские ученые, воздействуя соляной кислотой на зеркальный чугун и водяными парами на железо при белоснежном калении, получили водород и существенное количество углеводородов, которые даже по запаху напоминали нефть.
Не считая вулканической догадки у приверженцев абиогенного происхождения нефти еще есть и галлактическая. Геолог В.Д.Соколов в 1889 году высказал предположение, что в тот дальний период, когда вся наша планетка еще представляла собой газовый сгусток, в составе этого газа присутствовали и углеводороды. По мере остывания раскаленного газа и перехода его в водянистую фазу, углеводороды равномерно растворялись в водянистой магме.

Когда же из водянистой магмы стала создаваться жесткая земная кора, она, согласно законам физики, уже не могла удержать внутри себя углеводороды.

Они стали выделяться по трещинкам в земной коре, подымалиь в верхние ее слои, сгущаясь и образуя тут скопления нефти и газа.
Уже в наше время обе догадки – вулканическая и галлактическая – были объединены в единое целое новосибирским исследователем В.Сальниковым. Он использовал предположение, что планета, имевшая в собственном составе огромное количество углеводородов, находясь на очень низкой орбите, равномерно тормозилась о верхние слои атмосферы и в конце концов свалилась на Землю, как это происходит с искусственными спутниками. Резкий толчок активизировал вулканическую и горообразовательную деятельность.

Млрд тонн вулканического пепла, мощнейшие грязевые потоки завалили принесенные из космоса углеводороды, похоронили их в глубочайших недрах, где под действием больших температур и давлений они перевоплотился в нефть и газ.
В качестве обоснования собственных выводов Сальников показывает на необыкновенное размещение месторождений нефти и газа. Соединив меж собой большие зоны найденных месторождений, он получил систему параллельных синусоидальных линий, которая, по его воззрению, очень припоминает проекции траекторий искусственных спутников Земли.
Рассказ о неорганических догадках нельзя будет считать полным, если не упомянуть известного геолога-нефтника Н.А.Кудрявцева. В 50-е годы он собрал и обобщил большой геологический материал по нефтяным и газовым месторождениям мира.
Сначала Кудрявцев направил внимание на то, что многие месторождения нефти и газа обнаруживаются под зонами глубинных разломов земной коры. Сама по для себя такая идея не была новейшей: на это событие направил еще Д.И.Менделеев. Но Кудрявцев намного расширил географию внедрения таких выводов, поглубже доказал их.
К примеру, на севере Сибири, в районе так именуемого Мархининского вала, очень нередко встречаются выходы нефти на поверхность. На глубину до 2-ух км все горные породы практически пропитаны нефтью. В то же время, как показал анализ, количество углерода, образовавшегося сразу с породой очень невелико – 0,02-0,4%.

Но по мере удаления от вала количество пород, богатых органическими соединениями, растет, а вот количество нефти резко миниатюризируется.
На основании этих и других данных Кудрявцев утверждает, что нефтегазоносность Мархининского вала вероятнее всего связан не с органическим веществом, а с глубинным разломом, который и поставляет нефть из недр планетки.
Подобные же образования имеются в других регионах мира. Скажем, в штате Вайоминг (США) обитатели давно отапливают дома кусочками асфальта, который они берут в трещинках горных город примыкающих Медных гор. Но сами по для себя граниты, из которых состоят те горы, не могут копить нефть и газ.

Эти полезные ископаемые могут поступить только из земных глубин по образовавшимся трещинкам.
Более того, найдены следы нефти в кимберлитовых трубках – тех, в каких природа выполнила синтез алмазов. Такие каналы взрывного разлома земной коры, образовавшиеся в итоге прорыва глубинных газов и магмы, возможно окажутся полностью подходящим местом и для образования нефти и газа.
Обобщив эти и огромное количество других фактов, Кудрявцев сделал свою магматическую догадку происхождения нефти. В мантии Земли под давлением и при высочайшей температуре из углерода и водорода поначалу образуются поначалу углеводородные радикалы СН, СН2 и СН3. Они движутся в веществе мантии от области высочайшего к области низкого давления.

А потому что в зоне разломов перепад давлений в особенности ощутим, углероды и направляются сначала конкретно сюда. Поднимаясь в слои земной коры, углеводороды в наименее нагретых зонах реагируют вместе и с водородом, образуя нефть. Потом образовавшаяся жидкость может передвигаться как вертикально, так и горизонтально по имеющимся в породе трещинкам, скапливаясь в ловушках.
Исходя из теоретических представлений, Кудрявцев рекомендовал находить нефть не только лишь в верхних слоях, да и поглубже. Этот прогноз искрометно подтверждается, и глубина бурения с каждым годов растет.
Посреди 60-х годов удалось ответить на таковой принципиальный вопрос: «Почему настолько «нежные» углеводородные соединения, из которых состоит нефть, не распадаются в недрах Земли на хим элементы при высочайшей температуре?» Вправду, такое разложение полностью можно следить даже в школьной лаборатории. На схожих реакциях зиждется деструктивная переработка нефти. Оказалось, что в природе дело обстоит как раз напротив – из обычных соединений образуются сложные...

Математическим моделированием хим реакций подтверждено, что схожий синтез полностью допустим, если к высочайшим температурам мы добавим к тому же высочайшие давления. То и другое, как понятно, в излишке имеется в земных недрах