- Образование нефти в соответствии с биогенной теории Количества добычи нефти на месторождении «Белый тигр» на морском шельфе Вьетнама превзошли самые оптимистичные прогнозы геологов и внушили многим нефтяникам надежду, что на громадных глубинах сохраняются огромные запасы «нефти» 1494−1555: Георгиус Агрикола, металлург и врач. До кожный покров века существовало множество курьезных предположений происхождения нефти (из «земного жира под действием вод Глобального потопа», из янтаря, из мочи китов и др.).
- Во второй половине 40-ых годов XVI века Георгий Агрикола писал, что нефть имеет неорганическое происхождение, а каменные угли образуются методом ее затвердевания и сгущения 1711−1765: Михайло Васильевич Ломоносов, ученый-энциклопедист — химик, физик, астролог и др. Одним из первых высказал научно обоснованную концепцию о происхождении нефти из растительных остатков, подвергшихся давлению и обугливанию в земных слоях («О слоях земных», 1763): «Выгоняется подземным жаром из приготовляющихся каменных углей бурая и тёмная масляная материя» 1834−1907: Дмитрий Иванович Менделеев, химик, физик, геолог, метеоролог и др.
- Сначала разделял представление об органическом происхождении нефти (в следствии реакций, идущих на громадных глубинах, при давлениях и высоких температурах, между водой и углеродистым железом, просачивающейся с поверхности почвы). Позднее придерживался «неорганической» версии 1861−1953: Николай Дмитриевич Зелинский, химик-органик. Внес значительный вклад в решение проблемы происхождения нефти.
- Продемонстрировал, что кое-какие соединения углерода, входящие в состав растений и животных, при низкой температуре и соответствующих условиях смогут образовывать продукты, сходные с нефтью по физическим свойствам и химическому составу 1871−1939: Иван Михайлович Губкин, геолог-нефтяник. Основоположник советской нефтяной геологии, приверженец биогенной теории. Обобщил данные исследований природы нефти и пришел к заключению: процесс ее образования постоянен; самый благоприятны для образования нефти неустойчивые в прошлом участки земной коры на границах поднятия и областей опускания
Грубо говоря, на какое количество лет хватит запасов нефти, не знает никто. Что необычнее, до сих пор никто не имеет возможности совершенно верно сообщить, каким методом образуется нефть, не смотря на то, что спор об этом ведется еще с XIX века. Ученые в зависимости от своих убеждений разделились на два лагеря.
на данный момент в мире среди экспертов преобладает биогенная теория. Она гласит, что природный газ и нефть появились из остатков растительных и животных организмов на протяжении многоступенчатого, продолжающегося миллионы лет процесса. В соответствии с данной теории, одним из основоположников которой был Михайло Ломоносов, запасы нефти невосполняемы и все ее месторождения когда-нибудь иссякнут.
Невосполняемы, очевидно, с учетом быстротечности людских цивилизаций: первый алфавит и ядерную энергию разделяет не более четырех тысяч лет, в то время как для образования новой нефти из нынешних органических остатков потребуются миллионы. Соответственно, отечественным не через чур далеким потомкам нужно будет обходиться вначале без нефти, а после этого и без газа
Приверженцы абиогенной теории наблюдают в будущее с оптимизмом. Они считают, что запасов нефти и газа нам хватит еще на продолжительные столетия. Дмитрий Иванович Менделеев, пребывав в Баку, в один раз определил от геолога Германа Абиха, что месторождения нефти территориально частенько приурочены к сбросам — особенного типа трещинам земной коры. Тогда же известный русский химик уверился в том, что углеводороды (газ и нефть) образуются из неорганических соединений глубоко под почвой.
Менделеев думал, что на протяжении горообразовательных процессов по трещинам, рассекающим земную кору, поверхностная вода просачивается в глубь Почвы к железным весам и вступает в реакцию с карбидами железа, образуя углеводороды и оксиды металла. После этого углеводороды по трещинам поднимаются в верхние слои земной коры и формируют месторождения нефти и газа. В соответствии с абиогенной теории, образования новой нефти вовсе не нужно будет ждать миллионы лет, она в полной мере восполняемый ресурс.
Приверженцы абиогенной теории уверены, что на громадных глубинах ожидают открытия новые месторождения, а разведанные сейчас нефтяные запасы в полной мере могут быть ничтожными если сравнивать с еще малоизвестными.
В отыскивании доказательств
Геологи, но, скорее пессимисты, чем оптимисты. По крайней мере, предлогов доверять биогенной теории у них больше. Еще во второй половине 80-ых годов девятнадцатого века германские ученые Гефер и Энглер поставили испытания, доказавшие возможность получения нефти из продуктов животного происхождения. При перегонке рыбьего жира при температуре 4000С и давлении около 1 МПа они выделили из него предельные углеводороды, смазочные масла и парафин.
Позднее, в 1919 году, академик Зелинский из органического ила со дна озера Балхаш, в основном растительного происхождения, взял при перегонке сырую смолу, газы и кокс — метан, CO, сероводород и водород. После этого из смолы он извлек бензин, тяжёлые масла и керосин, умелым методом доказав, что нефть возможно взята и из органики растительного происхождения.
Приверженцам неорганического происхождения нефти было нужно скорректировать собственные взоры: сейчас они не отрицали происхождения углеводородов из органики, но думали, что их возможно взять и другим, неорганическим методом. Скоро и у них появились собственные доказательства. Спектроскопические изучения продемонстрировали, что в воздухе Юпитера и других планет-гигантов, и их спутников и в газовых оболочках комет присутствуют несложные углеводороды.
Значит, в случае если в природе идут процессы синтеза органических веществ из неорганики, нет ничего, что мешает образованию углеводородов из карбидов на Земле. Скоро были обнаружены и другие факты, не согласовывавшиеся с хорошей биогенной теорией. На последовательности нефтяных скважин запасы нефти неожиданным образом стали восстанавливаться.
Нефтяное волшебство
Один из первых таких парадоксов был найден в месторождении нефти в Терско-Сунженском районе, рядом от Сурового. Первые скважины тут пробурили еще в первой половине 90-ых годов девятнадцатого века, в местах естественных нефтепроявлений.
В 1895 году одна из скважин с глубины 140 м дала грандиозный фонтан нефти. Через 12 дней фонтанирования упали стены нефтяного амбара и поток нефти затопил башни рядом расположенных скважин. Только спустя три года фонтан удалось укротить, после этого он иссяк и от фонтанного метода добычи нефти перешли к насосному.
К началу ВОВ все скважины очень сильно обводнились, и кое-какие из них законсервировали. По окончании наступления мира добычу вернули, и, к общему удивлению, практически все высокообводненные скважины начали давать безводную нефть! Непонятным образом скважины взяли «второе дыхание».
Спустя еще полвека обстановка повторилась. К началу чеченских войн скважины опять были очень сильно обводнены, значительно снизились их дебиты, и на протяжении войн они не эксплуатировались. В то время, когда же добыча была возобновлена, дебиты существенно возросли. Причем первые небольшие скважины стали через затрубное пространство опять высачивать нефть на земную поверхность.
Приверженцы биогенной теории пребывали в удивлении, в то время как «неорганики» легко растолковывали данный парадокс тем, что в данном месте нефть имеет неорганическое происхождение.
Что-то похожее случилось и на одном из наибольших в мире Ромашкинском нефтяном месторождении, которое разрабатывается уже более 60 лет. По оценкам татарских геологов, из скважин месторождения возможно было извлечь 710 млн. т нефти. Но на сегодня тут уже добыли практически 3 млрд. т нефти! Хорошие законы геологии нефти и газа не смогут растолковать замечаемые факты. Кое-какие скважины как словно бы пульсировали: падение дебитов внезапно сменялось их долгосрочным ростом.
Пульсирующий ритм был отмечен и у большинства вторых скважин на постсоветском пространстве.
Нельзя не упомянуть и о месторождении «Белый тигр» на морском шельфе Вьетнама. Сначала нефтедобычи «тёмное золото» извлекали только из осадочных толщ, тут же осадочную толщу (около трех километров) пробурили полностью, вошли в фундамент земной коры, и скважина зафонтанировала. Причем, в соответствии с подсчету геологов, из скважины возможно было извлечь около 120 млн. тысячь киллограм, но и по окончании того, как данный количество был добыт, нефть поступала из недр с хорошим напором.
Месторождение поставило перед геологами новый вопрос: накапливается ли нефть лишь в осадочных породах либо ее вместилищем смогут быть породы фундамента? В случае если в фундаменте также имеется нефть, то мировые запасы нефти и газа могут быть куда больше, чем мы предполагаем.
Скоро и неорганически
Чем же приведено «к второму дыхание» многих скважин, необъяснимое с позиций хорошей геологии нефти и газа? «В Терско-Сунженском месторождении и некоторых вторых нефть может образовываться из органического вещества, но не за миллионы лет, как предусматривает хорошая геология, а за считанные годы, — вычисляет заведующий кафедрой геологии РГУ нефти и газа им. И.М.
Губкина Виктор Петрович Гаврилов. — Процесс ее образования возможно сравнить с неестественной перегонкой органики, подобной опытам Гефера и Зелинского, но проводимой самой природой. Такая скорость образования нефти стала вероятной благодаря геологическим изюминкам местности, где вместе с нижней частью литосферы часть осадков затягивается в верхнюю мантию Почвы. В том месте в условиях больших давлений и температур происходят стремительные процессы синтеза новых и деструкции органики углеводородных молекул».
На Ромашкинском же месторождении, согласно точки зрения доктора наук Гаврилова, действует второй механизм. Тут в толще кристаллических пород земной коры, в фундаменте, лежит замечательный пласт высокоглиноземных гнейсов возрастом более 3 млрд. лет. В составе этих древних пород содержится большое количество (до 15%) графита, из которого в условиях больших температур в присутствии водорода и образуются углеводороды.
По трещинам и разломам они поднимаются в пористый осадочный слой коры.
Существует еще один механизм стремительного пополнения запасов углеводородов, найденный в Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, где концентрируется добрая половина всех углеводородных запасов России. Тут, согласно точки зрения ученого, в погребенной рифтовой равнине старого океана происходили и происходят процессы образования метана из неорганики, как в «тёмных курильщиках» (см. врезку).
Но местная рифтовая равнина перекрыта осадками, что мешает рассеиванию метана и заставляет его концентрироваться в породных резервуарах. Данный газ подпитывал и подпитывает углеводородами всю Западно-Сибирскую равнину. Тут же из органических соединений ускоренно образуется нефть.
Так что же, углеводороды тут будут неизменно?
«В случае если выстроить отечественный подход к разработке месторождений на новых правилах, — отвечает доктор наук, — согласовать скорость отбора со скоростью поступления углеводородов из очагов генерации в данных районах, скважины будут функционировать много лет».
Но это через чур оптимистичный вариант развития событий. Реалии более ожесточённы: дабы запасы успевали пополняться, человечеству нужно будет отказаться от «насильственных» разработок добычи. Помимо этого, потребуется вводить особые реабилитационные периоды, на время отказываясь от эксплуатации месторождений.
Сможем ли мы пойти на это в условиях растущего населения планеты и потребностей ? Вряд ли. Так как, если не считать ядерной энергетики, у нефти до тех пор пока нет хорошей альтернативы.
Дмитрий Иванович Менделеев в позапрошлом веке критично объявил, что сжигать нефть — это все равно что топить печь ассигнациями. Если бы великий химик жил сейчас, то, возможно, назвал бы нас самым сумасшедшим поколением в истории цивилизации. И быть может, был бы не прав — отечественные дети до тех пор пока еще смогут переплюнуть нас. А вот внукам таковой шанс, вероятнее, уже не представится
«Тёмные курильщики»
- Предположение, что нефть образуется минеральным методом, многим экспертам думается вызывающим большие сомнения. А вот в абиогенном происхождении метана не сомневается фактически никто. «Тёмные курильщики» подтверждают эту версию
О происхождении нефти ученые еще спорят, а вот метан в полной мере возможно взят абиогенным методом. Естественное выделение метана установлено в рифтовых равнинах Мирового океана через так именуемые тёмные курильщики — глубинные гидротермальные источники, расположенные на срединно-океанических хребтах в земной коре. Особенность их пребывает в том, что около этих источников отсутствуют осадочные породы.
Соответственно, вероятнее, метан образуется тут минеральным методом за счет гидратации железосодержащих главных пород морскими водами с растворенным углекислым газом. В следствии сотрудничества солей серной кислоты железа с таковой водой образуется метан, оксид железа и гидросиликат магния и выделяется энергия. Это и ведет к тому, что с океанских глубин выбрасывается чёрная, тёплая, насыщенная метаном и минералами вода.
Думается, словно бы некое огромное животное решило покурить в глубине океана. И масштаб этого явления оценивается в 10 млн. т метана в год!
В это же время, не смотря на то, что «тёмные курильщики» подтверждают абиогенную теорию для метана, делать подобные выводы в отношении нефти через чур рано. Нигде в рифтовых равнинах Мирового океана не было найдено местораждений нефти. Да и через чур вызывающе большие сомнения, что «ласковые» углеводородные соединения, из которых состоит нефть, выдерживают нагревание в недрах Почвы до температур выше 5000С без трансформации структуры.
Статья размещена в издании «Популярная механика» (№57, июль 2007).
Основы геологии нефти и газа 1
Интересные записи на сайте:
- Книга недели: красота физики. постигая устройство природы
- Новые гибридные наночастицы максируются под клетки крови
- Мифы о гиалуроновой кислоте
- Нобелевские премии’2014 вдеталях
- Как побороть неприятный запах изо рта: научный подход
Подобранные по важим запросам, статьи по теме:
-
Составные части географической оболочки
Географическая оболочка — в русском географической науке под этим понимается целостная и постоянная оболочка Почвы, где её составные части (земная кора,…
-
Периодическая совокупность Д.И. Менделеева включает в себя 109 элементов, но в природе, а также в ландшафте, известно только 89, т.к. №№ 43, 85, 87 и…
-
Границы географической оболочки
Положение верхней и нижней границ ГО различными авторами оценивается по-различному. А.А. Григорьев верхнюю границу ГО проводит в стратосфере на высоте…
-
Сокращение пляжей крыма, берегоукрепление, искусственные рифы, отбор строительного песка
В 1982-84 годах я трудился в Крымской инспекции Госкомитета Украинской СССР по охране природы. Практически это был отдел Крымоблисполкома, но и с…
-
Космические данные в комплексе работ при поиске нефти и газа
№1(2), 2009 г. В. Б. Серебряков Спецификой изучения геологического строения и особенно поисков нефти и газа есть недостаточная плотность исходной…
-
Долгая эволюция Почвы, в частности географической оболочки, стала причиной формированию отдельных сфер (оболочек), взаимосвязанных и взаимообусловленных….