Тэорыі паходжання нафты: арганічная і неарганічная. Стадыі адукацыі нафты. На колькі гадоў хопіць нафты

Адносна тэорыі паходжання нафты навукоўцы да адзінага меркавання не прыйшлі. Гэта вельмі складанае пытанне, і праблема яго дазволу не па сілах пакуль ні геалогіі газу і нафты, ні ўсім прыродазнаўстве, якое ў дадзены момант даступна чалавецтву. Аб паходжанні нафты кажуць не толькі тэарэтыкі, але і практыкі. Знакаміты геолаг-нафтавік І. М. Губкіна ў трыццатых гадах мінулага стагоддзя пісаў пра гэта шмат і цікава, абмяркоўваючы розныя тэорыі паходжання нафты. Мы наогул можам толькі здагадвацца, што за працэсы прайшлі на працягу мільярдаў гадоў пад зямной карой, наша планета для нас шмат у чым яшчэ загадка. Чалавек мала ведае пра сапраўдны ходзе працэсаў геоэволюции, таму тэорыі паходжання нафты вельмі шматлікія.

Дзве асноўныя тэорыі

Калі чалавецтва атрымае поўныя веды аб умовах, якія спрыяюць узнікненню нафты, калі вывучыць, як менавіта фармуюцца паклады яе ў зямной кары, калі пазнаёміцца з усімі без выключэння структурнымі формамі пластоў, іх литологическими асаблівасцямі, якія спрыяльныя для з'яўлення і навалы нафты, - толькі тады разведка і пошук радовішчаў будуць праводзіцца сапраўды мэтазгодна. Як толькі пачала развівацца геалагічная навука, намеціліся дзве асноўныя тэорыі паходжання нафты. Першая звязвае яе адукацыю з жывым рэчывам. Гэта арганічная тэорыя паходжання нафты. Другая кажа пра тое, што і газ, і нафта паўсталі дзякуючы сінтэзу вадароду і вугляроду пры высокіх цісках і тэмпературах у глыбіні зямной кары. Гэта неарганічная тэорыя паходжання нафты.

Гісторыя сцвярджае, што арганічная тэорыя з'явілася пазней неарганічнай: да сярэдзіны дзевятнаццатага стагоддзя нафту здабывалася толькі там, дзе датыкалася з паверхняй зямлі - у Каліфорніі, у Міжземнамор'е, у Венесуэле і некаторых іншых месцах. Нямецкі вучоны Гумбольдт меркаваў, як утворыцца нафта: гэтак жа, як асфальт, у выніку дзеяння вулканаў. Крыху пазней, у другой палове дзевятнаццатага стагоддзя, хімікі ўжо ўмелі ў лабараторыях сінтэзаваць ацэтылен З ₂ Н ₂ з вуглевадародамі метанового шэрагу. Яшчэ пазней нашым Дзмітрыем Іванавічам Мендзялеевым была прад'яўлена свеце ўласная "карбідных", а не арганічная тэорыя паходжання нафты. Геолаг і навуковец Губкіна люта яе крытыкаваў.

Мендзялееў і Губкіна

У 1877 годзе мэтр выступіў у Рускім хімічным грамадстве адносна гіпотэзы паходжання нафты. Яна была заснавана на велізарным фактычным матэрыяле, а таму неадкладна стала папулярнай. Мяркуючы па выстаўленых доказам, усё на той момант адкрытыя радовішчы сканцэнтраваліся на краях горна-складчатых утварэнняў, яны выцягнуты ў даўжыню і размешчаны паблізу зон буйных разломаў. Па Мендзялееву, праз разломы ўглыб Зямлі трапляе вада і ўступае ў рэакцыю з карбідам металаў, такім чынам, спрыяючы ўзнікненню нафты, якая затым падымаецца і ўтварае залежы. Формула Мендзялеева выглядае так: 2FeC + 3H ₂ O = Fe ₂ O ₃ + C ₂ H _6. Мяркуючы па яго гіпотэзе (як утворыцца нафта), працэс гэты адбываецца заўсёды, а не толькі ў далёкія геалагічныя перыяды.

І. М. Губкіна карбідных тэорыю крытыкаваў паўсюдна. Гэты варыянт не можа задаволіць добра дасведчанага геалогію чалавека, які ўпэўнены, што нафта цалкам выдатна ўтварылася і там, дзе наогул няма ніякіх разломаў, якія праводзяць ваду да вадкім карбіду. Такіх расколін проста не існуе ў прыродзе - ад ядра Зямлі да паверхні. Базальтавы пояс не дасць ні вадзе пранікнуць углыб, ні гатовай нафты падняцца вонкі. Тым больш што супраць гэтай тэорыі кажа ўся нафта, сёння здабываецца з велізарных глыбінь. Аргументам Губкіна служыла яшчэ і тое, што нафта, адукаваная неарганічным шляхам, аптычна неактыўная, а вось прыродная - актыўная, нават здольная круціцца ў плоскасці палярызацыі святла.

Космас - трэцяя тэорыя

Вельмі папулярная была і касмічны тэорыя адносна таго, як утворыцца нафту. Сёння, з надыходам на космас сучасных тэхналогій, і яна пацярпела поўнае фіяска. Руская геолаг Н. А. Сакалоў апублікаваў сваю тэорыю касмічнага паходжання нафты ў далёкім 1892 годзе, грунтуючыся на тым, што вуглевадароды існавалі на нашай планеце заўсёды, у самым першародным яе выглядзе, а ўтвараліся яны пры высокіх тэмпературах, калі Зямля толькі фармавалася. Астуджаючыся, планета паглынала нафту, раствараючы яе ў вадкай магме. Пасля ўтварэння цвёрдай зямной кары магма як бы аддала вуглевадароды, якія па расколін і падняліся ў верхнія яе часткі, дзе згусцелі ад астуджэння і ўтварылі нейкія навалы. Аргументамі Сакалову служыла тое, што вуглевадароды былі выяўленыя ў масе метэарытаў.

Губкіна і гэтую тэорыю раскрытыкаваў у пух і прах, абвінаваціў у тым, што яе падставамі служаць чыста тэарэтычныя выкладкі, якія геалагічнымі назіраннямі ні разу не пацвярджаліся. Ён наогул быў упэўнены, што неарганічнай нафты ў прыродзе амаль няма, а тая, што ёсць, не можа мець практычнага значэння. Асноўная маса нафтавых пакладаў ўсё-ткі змяшчае рэчыва, якое прайшло ўсе стадыі адукацыі нафты, і менавіта арганічным шляхам. Наступнае абмеркаванне гэтай праблемы адбывалася амаль сто гадоў, з такімі ж спрэчкамі і адсутнасцю згоды. Савецкія навукоўцы-нафтавікі вылучылі найбольш абгрунтаваную тэорыю неарганічнага паходжання нафты.

Навукоўцы Савецкага Саюза

Крапоткін, Парфір, Кудраўцаў і іншыя іх аднадумцы паспрабавалі даказаць, што з вадароду і вугляроду, якіх дастатковую колькасць у магме, атрымліваюцца радыкалы СН, CH _2, CH _3, якія вылучаюцца з яе разам з кіслародам, што і служыць зыходным матэрыялам у халодных зонах для адукацыі нафты. Кудраўцаў быў упэўнены, што абиогенное паходжанне нафты дазваляе ёй праходзіць разам з газамі ў ападкавых абалонку планеты па глыбінным разломах менавіта з мантыі Зямлі. Парфір пярэчыў, што нафта паступала не ў форме радыкалаў вуглевадароду з глыбінных зон, а ўжо цалкам валодаючы ўсімі ўласцівасцямі гатовай натуральнай нафты, прабіваючыся скрозь кіпрыя пароды. Ён не мог адказаць толькі на пытанне аб тым, на якой глыбіні нафту знаходзілася да міграцыі? Несумненна, што ў падкоркавых зонах, але ўся гэтая тэорыя гэтак жа дакладна недоказуемым, як і папярэднія.

Неарганічнае паходжанне нафты падмацоўвалася наступнымі аргументамі:

1. У фундаментальных крышталічных пародах таксама ёсць радовішча.

2. Прымешкі газу і нафты знойдзены разам з вуглевадародамі ў выкідах вулканаў, у "трубках выбуху", у космасе.

3. Вуглевадароды можна атрымаць лабараторным шляхам, ствараючы ўмовы высокіх ціскаў і тэмператур.

4. вуглевадароднай газы і вадкія флюіды вуглевадародаў прысутнічаюць у свідравінах, якія выкрываюць крышталічны падмурак (у Швецыі, Татарстане і іншых месцах).

5. Арганічная тэорыя ніяк не можа растлумачыць наяўнасць велічэзных канцэнтрацый нафты і гіганцкіх радовішчаў.

6. Паклады газу маюць кайнозойской ўзрост, а нафты - постпалеозойский на старажытных горных платформах.

7. Нафтавыя радовішчы часцей за ўсё звязаны з глыбіннымі разломамі.

арганічная тэорыя

У апошнія гады з'явілася досыць шмат публікацый з новымі дадзенымі. Напрыклад, вадкая нафту знойдзена ў акіянах, у спрединговых іх зонах. Большасць гэтых фактаў кажа пра неарганічных паходжанні нафты. Аднак усё роўна яна абгрунтавана досыць скупа і слаба. Таму і прыхільнікаў у яе па гэты дзень вельмі мала. Пераважная большасць навукоўцаў-геолагаў і за мяжой, і ў нашай краіне прытрымліваюцца арганічнай тэорыі ўзнікнення нафты. Чым жа так прывабная гэтая тэорыя?

Біягеннае паходжанне нафты на ўвазе ўзнікненне яе з арганічнага рэчывы ападкавых субаквальных адкладаў. Характар гэтага працэсу відавочна стадыйнасці. Прыхільнікі біягенных тэорыі ўпэўненыя, што нафта - прадукт, атрыманы з дапамогай ператварэння з арганічнага рэчыва. Гэта рэшткі жывёльнага і расліннага свету ў ападкавых адкладах марскога паходжання, якіх на адзін кубічны метр пароды саляносных адкладаў прыпадаюць літаральна грамы, але ў гаручых сланцах на той жа кубічны метр ападкавых адкладаў можа прыходзіцца да шасці кілаграм. У глінах - паўкілаграма, у алевролитах - дзвесце грам, у вапняках - дзвесце пяцьдзесят.

Два віды арганічнага рэчыва

Сапрапель і перагной - кожны чалавек, які захапляецца раслінаводствам, ведае, што гэта такое. Калі арганічнае рэчыва назапашваецца пад вадой, дзе доступ паветра недастатковы, але ён ёсць, яно перегнивает, атрымліваецца перагной - галоўная частка глебы, якая забяспечвае ўрадлівасць. Калі ж пад вадой, але без доступу кіслароду назапашваецца арганічнае рэчыва, тады адбываецца "павольная перагонка", аднаўленчы хімічны працэс - гніенне. Дробныя басейны з застойнай вадой заўсёды маюць вялікую колькасць сіне-зялёных водарасцяў, планктону, у тым ліку і членістаногіх, якія жывуць нядоўга і паміраюць у велічэзных колькасцях.

На дне ўтвараецца магутны пласт арганічнага глею - сапрапелю. Такія прыбярэжныя часткі мораў, лагуны, ліманы. Пры сухім перагонцы сапрапель выдае дваццаць пяць працэнтаў вагі падобных на нафту тоўстых алеяў. А адукацыя нафты - працэс настолькі доўгі і складаны, што прасачыць за ўсімі яго стадыямі чалавек не мае магчымасці, ён знаходзіць толькі вынік - вялізныя радовішча і залежы нафты. А працэсы ішлі тысячагоддзямі ў нефтематеринских світы, дзе самыя разнастайныя адклады фармаваліся на дне акіянаў і ўтрымлівалі расьсеянае рэчыва арганічнага паходжання ў колькасцях не ніжэй за Кларка - чатырыста грам на кубічны метр.

патэнцыял

Нефтематеринские адклады з самым высокім патэнцыялам - глініста-карбанатныя, у якіх змяшчаецца арганічнае рэчыва сапрапель. Называюцца такія адклады доманикитами. Яны ёсць ва ўсіх Дакембрыйскі тоўшчах, у сістэмах фанерозоя, прычым на аднолькавых стратыграфічная узроўнях цалкам розных кантынентаў. Якім жа чынам так атрымалася? Тры з паловай мільярды гадоў таму на зямлі зарадзілася жыццё. У Кембрыйскія эпоху водная абалонка Зямлі ўжо мела самыя разнастайныя формы арганікі. Ранні палеазой быў прадстаўлены неабсяжнымі морамі і акіянамі, дзе багавіння і бесхрыбтовых ўжо было велізарная колькасць відаў.

І далёка не адразу ўвесь гэты арганічны свет накіраваўся на сушу. Самыя лепшыя ўмовы для жыцця ствараліся ў вадаёмах на глыбіні ад шасцідзесяці да васьмідзесяці метраў - часцей за ўсё гэта шэльфе падводных межаў кантынентаў. Чым бліжэй да сушы, тым арганічнага рэчыва ў адкладах больш. Нутракантынентальных мора ўтрымліваюць да пяцідзесяці працэнтаў усёй Адклаўшы арганікі. Найлепшыя ўмовы для стварэння нафты - прыбярэжныя часткі мораў. Радзімай нафты з'яўляюцца старажытныя мора, а не балота ў прэснаводных басейнах.

Стадыі адукацыі нафты

Акадэмік Губкіна сцвярджаў, што нефтеобразование не можа абысціся без праходжання пэўных стадый. Першыя - седиментогенез і диагенез, калі ідзе фарміраванне газоматеринских і нефтематеринских ападкаў, гэта значыць - зыходнага арганічнага рэчыва. Першая стадыя нясе з сабой такія біяхімічныя працэсы, пры якіх утворыцца кероген і багацце газападобных рэчываў, якія паступова рассейваюцца.

Некаторая частка іх раствараецца і канцэнтруецца, часам нават прадстаўляючы цікавасць прамысловай здабычы (пяцьдзесят мільярдаў кубічных метраў метану ў афрыканскім возеры, напрыклад, або ў Японіі таксама з мора здабываецца газ, у якім да дзевяноста сямі працэнтаў метану). Аднак на гэтай стадыі нафту яшчэ не ўтварылася. А вось далейшае паглыбленьне вядзе выведніка да нефтематеринским пародам зоны катагенез, дзе ўжо ўзнікаюць з зыходнага арганічнага рэчыва аміяк, серавадарод, метан, вуглякіслы газ, а з імі і вадкія прадукты вуглевадародаў.

Фазы і зоны

Галоўнай фазай з'яўляецца нефтеобразование ў стадыі катагенез на глыбіні двух-трох кіламетраў адкладаў пры тэмпературы ад васьмідзесяці да ста пяцідзесяці градусаў па Цэльсіі. Аптымальнымі ўмовамі з'яўляюцца як раз тыя, пры якіх вырашальны фактар - высокая тэмпература. Нефтегазогенерация мае і канкрэтныя зоны па глыбіні залягання. Да ста пяцідзесяці метраў зона біяхімічная, для якой характэрна развіццё ў арганічным рэчыве біяхімічных працэсаў з вылучэннем газаў.

Ад аднаго да паўтары кіламетраў уніз - пераходная зона, дзе згасаюць усе біяхімічныя працэсы. Трэцяя зона ад паўтары да шасці кіламетраў - термокаталитическая, яна асабліва важная для адукацыі нафты. І чацвёртая - газавая, дзе утвараецца ў асноўным метан. Відаць, што працэс і пачынаецца з адукацыі газу, і суправаджае нефтеобразование на ўсіх этапах, і завяршае гэты працэс. Занальнасць гэтая вертыкальная, а размеркаванне вуглевадародаў у радовішчах - гарызантальнае.

здабыча

Раней нафту здабывалі там, дзе яна амаль ушчыльную падыходзіць да паверхні. Зараз здабыча яе павялічылася шматкроць, а таму і свідравіны проста дзівяць сваёй працягласцю. Самыя доўгія былі прасвідраваныя ў СССР: на Сахаліне - значна больш дванаццаці кіламетраў, і на Кольскім паўвостраве - 12262 метра. У Катары гарызантальная свідравіна больш дванаццаці кіламетраў, у ЗША - дзве девятикилометровые свідравіны. У баварскіх гарах Германіі ёсць такая ж девятикилометровая свідравіна, з якой нічога не здабывалася і не здабываецца, хоць патрацілі на яе трыста трыццаць сем мільёнаў даляраў. У Аўстрыі было знойдзена невялікае радовішча нафты, якое нечакана апынулася значна больш разведанага, але нафта знайшлася на глыбіні больш за восем кіламетраў. Пры бліжэйшым разглядзе гэта навала апынулася не нафтай, а газам, які здабываць было немагчыма - геалагічныя асаблівасці гэтага ўчастка не дазволілі. А свідравіну ўсё-ткі прабурылі, але не знайшлі наогул нічога, нават сланцаў, якія можна было б здабываць.

Усім краінам патрэбна нафту. З-за яе адсутнасці пастаянна пачынаюцца войны. Здабываецца яна цяпер у нябачаных раней колькасцях. Зямля ўжо літаральна абяскроўлена. Эксперты-энергетыкі падлічылі, на колькі гадоў хопіць нафты, якая маецца ў нетрах Зямлі. І аказалася, што ўжо разведаных запасаў засталося ўсяго на пяцьдзесят шэсць гадоў. Вядома, цалкам яна не знікне. Людзі ўжо ўмеюць здабываць нафту з сланцаў, нафтаноснага пяску, з прыродных бітумаў і шмат чаго яшчэ. Венесуэле хопіць нафты на сто гадоў, Саудаўскай Аравіі - амаль на семдзесят, Расіі - менш за трыццаць гадоў засталося быцця нафтагазавых гігантам.