Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 40
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
проводящих воду к жидким карбидам, во вторых, не существует трещин от ядра Земли до её поверхности. Базальтовый пояс не даст ни воде проникнуть вглубь, ни готовой нефти подняться наружу. Аргументом Губкину служило ещё и то, что нефть, образованная неорганическим путём, оптически неактивна, а вот природная - активна, даже способна вращаться в плоскости поляризации света. Критиковал Губкин и космическую теорию Соколова, обвиняя при этом в том, что её обоснованиями служат лишь теоретические предположения, не подтвержденные геологическим опытом.
Органическое происхождение нефти и природного газа на данный момент признается наиболее правдивой. Для этого есть ряд химических, геохимических и геологических обоснований. Геологические доказательства органического происхождения нефти базируются на условиях залегания нефти и на закономерностях распространения их в земной коре. Одним из доказательств органического происхождения нефти является то, что 99,9% известных скоплений нефти и газа приурочено к осадочным толщам. Другим доказательством служит неравномерность распространения скоплений нефти и газа в земной коре и преимущественная приуроченность их к определенным лито-лого-фациальным комплексам. Наконец, в качестве доказательства, как отмечают М. Ф. Мирчинк и А. А. Бакиров, можно рассматривать довольно частое нахождение скоплений нефти и газа в линзах проницаемых пород среди непроницаемых.
Химическая аргументация: генетическая связь между групповыми компонентами нефти, твердых горючих ископаемых (уголь, торф и другие) и исходных материнских биологических веществ; в нефтях обнаружены ряд органических соединений, являющихся биомаркерами от исходных материнских веществ, это порфирины - структурные фрагменты хлорофилла и гемоглобина животных, изопреноидные углеводороды; гоманоиды, характерные сине-зеленым планктонным водорослям; н-парафины и так далее. В качестве доказательства органического происхождения нефти следует рассматривать так наличие в ее составе кислородных, азотистых и сернистых соединений явно биогенного происхождения. Большинство из этих соединений, как показали исследования В. И. Вернадского, Н. Д. Зелинского, С. С. Наметкина и других, несомненно, связано с разложением органического вещества.
Стоит также отметить и недостатки органической теории. Так Н.А. Кудрявцев в своей статье «Против органической гипотезы происхождения нефти» выделил следующие тезисы:
1) Гипотеза органического происхождения опирается на два несомненных факта: погребение в осадочных породах значительных масс органического вещества и нахождение нефти, в особенности промышленных её залежей, в подавляющем большинстве случаев в осадочных породах. Из сопоставления этих бесспорных и хорошо изученных фактов и делается заключение, что нефть образовалась в осадочных породах из отложившегося вместе с ними органического вещества. Однако это не обоснованный вывод, а по существу - постулат; жидкость могла поступить в осадочные породы извне. Не имеют силы и доказательства случаи залегания нефти и газа в изолированных песчаных линзах, подчиненных толщам глин.
2) Содержания многочисленных противоречивых вариантов органической теории.
3) Предлагаемые решения вопроса о температуре превращения органического вещества в нефть или явно неправильны (например при любой температуре, компенсируемой некомпенсируемой временем), или при всех допускаемых натяжках в отношении возможности замены температуры временем и преувеличениях поли катализаторов (получены при температуре 150 – 200 градусов Цельсия с участием катализаторов только некоторые очень немногие углеводороды, откуда ещё очень далеко до образования нефти) всё же вынуждены принимать минимальную температуру превращения слишком высокой (100-150 градусов Цельсия).
4) Привлечение бактерий при преобразовании керогена мало помогает, так как продуктами их жизнедеятельности не являются жидкие углеводороды, при том, что их количество на глубине нескольких метров крайне мало. Как показали исследования, бактерии сами потребляют нефть, а не производят её.
5) Нигде и никогда не были найдены следы современного образования нефти или какие-либо промежуточные продукты.
Гипотеза предполагает существование нефтяного окна — глубин от 1 до 7 км, в рамках которых возможно найти нефть. К этому же окну привязаны осадочные породы, которые часто аккумулируют нефтяные и газовые месторождения. Именно наличие осадочных чехлов при соответствующих критериях является основой разведки месторождений.
Однако не единожды месторождения были найдены не в осадочных породах, а в метаморфических и магматических породах, иногда — заметно глубже нефтяного окна, а в некоторых случаях и в заметном удалении от ближайших нефтематеринских пород.
Такую миграцию значительных залежей нефти сложно объяснить градиентом давления. Понятного механизма, благодаря которому углеводороды могли бы мигрировать сквозь пласты в более глубокие слои пород, пока нет.
Аргументация Органической теории
Интересно отметить, что все нефти мира содержат одни и те же углеводороды, но относительное распределение этих углеводородов различных нетфтях различно и зависит оно от того органического вещества, из которого формировался кероген. Иными словами, углеводородное распределение нефтей морского генезиса будет отличатся от углеводородного распределения континентального генезиса. Так например, если осадконакопление происходило в восстановительных условиях, то есть морских, то наблюдается превалирование нормальных алканов относительно низкомолекулярных нормальных алканов с нечетным числом атомов углерода в молекуле состава С15, С17 над нормальными алканами с четным числом атомов углерода в молекуле состава С16, С18. Дело в том, что для морских осадков характерны нормальные жирные кислоты с нечетным числом атомов углерода в молекуле состава С16 и С18 и в процессе созревания органического вещества эти нормальные жирные кислоты декарбоксилируются с образованием нормальных алканов, содержащих на один атом углерода меньше, то есть нормальных алканов с нечетным числом атомов углерода в молекуле состава С15, С16, в то время как для континентальных осадков характерны более высокомолекулярные нормальные жирные кислоты, состава С28 и С30 и в процессе нефтеобразования происходит декарбоксилирование этих жирных кислот с образованием нормальных алканов с нечетным числом атомов углерода в молекуле , то есть С27 и С29. Что касается изопренанов, которыми практически пронизана вся осадочная толща Земли, то считается, что они образовались из соединения, состава С20, которое является боковой цепочкой хлорофилла. В восстановительных условиях происходит дегидратация и образуются изопренан состава С20, то есть фетан. В случае окислительных условий сначала происходит окисление гидроксилькой группы до карбоксильной, то есть образуется фетольная кислота, которая в последствии декарбоксилируется с образованием изопренана на один атом углерода содержащий меньше, то есть изопренан состава С19, который называется пристан. Когда мы говорим о восстановительных условиях, это не значит, что были только условия. Это означает, что восстановительные условия превалировали над окислительными или наоборот. Следствием этого нетрудно догадаться, что по отношению величин престан – фетан мы можем говорить о том, в каких условиях эта нефть образовывалась: в морских или континентальных. Иными словами, если величина отношения престан-фетан больше трех, то условия были континентальными, а если меньше единицы, то восстановительные. Нашей планете приблизительно 4,6 миллиардов лет. Если мы представим геологическую летопись нашей планеты в виде одной линии и разделим её на четыре части и возьмем четвертую часть и ещё разделим её на пополам. Это будет 600 млн лет, то
есть эта та биосфера, которую мы называем современной. Отметим время появления иокориотичексих животных, растений и грибов, о которых говориться в теории. Возникли они приблизительно 2,7 млрд лет тому назад. Пик их развития пришелся на гораздо более позднее время, дотированное приблизительно 1 млрд лет тому назад. Но на нашей планете есть организмы, благодаря которым была создана современная биосфера и благодаря которым она до сих пор поддерживается. Эти организмы называются прокариотами, а именно бактерия археи. К сожалению, гораздо меньше внимания в осадочно-миграционной гипотезы образования нефти уделяется роли именно прокариота. Как правило им отводят роль лишь в начальном этапе при образовании органического вещества иокориот. Вместе с тем понимание процессов нефтеобразования имеет большое теоретическое и практическое значение с точки зрения поисков нефтяных месторождений и возобновления запасов нефти. Происхождение нефти является фундаментальной проблемой естествознания. При этом происхождение и актуальная проблема нефтяной геологии, поскольку для того вести обоснованные поиски нефти, необходимо знать, где и из каких источников она образовалась. В органической теории считается, что нефть возникла из остатков живых организмов, обитавших на Земле в прошлой геологической эпохи. Учитывая этапы эволюции живых организмов модно предположить, что первичным источником углеводов нефти были именно прокариотические организмы, то есть бактерии археи. С учетом широкого распространения и высокой скорости их размножения, происходит накопления огромного количества органического вещества, которое может быть источником углеводородов. Однако этот вопрос практически не исследован. Существует мнение об исчерпаемости нефтяных запасов, что делает данную проблему ещё более актуальной. И поэтому интересно было выяснить, почему в осадчно-миграционной гипотезе основное внимание уделяется роди животных растений и грибов, а в роли источников нефти эукариоты никто не рассматривал. Интересно смоделировать процесс образование нефтяных углеводородов из биомассы прокариота. В лаборатории РГУ нефти и газа имени Губкина под руководством профессора было показано, что прокариоты на ровне с эокариотами также вносят значительный вклад в образование углеводородов нефти, а именно, как в растворимой части, то есть в
продуктах жизнедеятельности бактерий архей, так и в продуктах термических и термокаталитических преобразований нерастворимой части биомассы прокариот, были образованы все те углеводороды, которые находятся в нефтях, а именно: нормальные алканы, изоппрененаны, тераны, терпаны, а при термокатализе, ещё и углеводороды алмазоподобного строения. Это свидетельствует, что образование нефтяных углеводородов происходит и в настоящий момент, что имеет огромное теоретическое значение с точки зрения происхождения нефти, и практическое значение с точки зрения поиска нефтяных месторождений и возобновления запасов нефти.
Нефтеобразование по О.Г. Сорохтину
По О.Г. Сорохтину образование нефти объясняется возгонкой и термолизом биогенных веществ, затянутых вместе с океаническими осадками в зону субдукции, где проходит поддвиг океанической литосферной плиты под континентальную. Породы осадочного слоя океана могут быть затянуты в зону поддвига литосферных плит следующим образом. По мнению Сорохтина и Лобковского «механизм затягивания осадков в зону поддвига плит полностью аналогичен механизму попадания жидких смазочных масел в зазоры между трущимися жёсткими деталями в различных технических устройствах и машинах». Расчёты показали, что если ширина зазора между плитами в 2-3 раза больше мощности осадочного слоя океанической коры перед зоной поддвига, то осадки будут проскальзывать зазор и попадать в мантию. Если же ширина зазора будет меньше, то осадки станут выжиматься из зоны поддвига и приращаться к противоположному от океана склону жёлоба. В этом случае будет происходить образование аккреционной линзы. Осадки, попавшие в зазор между движущимися плитами, подвергаются воздействию интенсивного сжатия, повышенного давления и прогрева, поэтому в них процессы диагенеза и катагенеза протекают значительно быстрее, чем в обычных условиях. Прежде, чем попасть в зону поддвига, океанические осадки ещё в условиях первичного залегания на дне проходят длительную стадию диагенеза в течение 100-150 миллионов лет. Одновременно происходит и некоторое преобразование органического вещества в сторону его созревания в микронефть. В зоне поддвига осадки с органическим веществом попадают в условия повышенного температурного режима. В зонах поддвига возникают природные перегонные кубы, где в сравнительно короткое геологическое время происходит трансформация рассеянного органического вещества в нефть за счёт жёсткого температурного режима. Океанические остатки, приходящие в зону поддвига, всегда насыщены поровыми и кристаллизационными водами, концентрация которых иногда достигает 50%. При разогреве эти воды превращаются в термальные флюиды с температурой до 400С и давлением более 200 атм. Флюиды будут стремиться уйти из-под зоны поддвига в область меньшего давления. На своём
Органическое происхождение нефти и природного газа на данный момент признается наиболее правдивой. Для этого есть ряд химических, геохимических и геологических обоснований. Геологические доказательства органического происхождения нефти базируются на условиях залегания нефти и на закономерностях распространения их в земной коре. Одним из доказательств органического происхождения нефти является то, что 99,9% известных скоплений нефти и газа приурочено к осадочным толщам. Другим доказательством служит неравномерность распространения скоплений нефти и газа в земной коре и преимущественная приуроченность их к определенным лито-лого-фациальным комплексам. Наконец, в качестве доказательства, как отмечают М. Ф. Мирчинк и А. А. Бакиров, можно рассматривать довольно частое нахождение скоплений нефти и газа в линзах проницаемых пород среди непроницаемых.
Химическая аргументация: генетическая связь между групповыми компонентами нефти, твердых горючих ископаемых (уголь, торф и другие) и исходных материнских биологических веществ; в нефтях обнаружены ряд органических соединений, являющихся биомаркерами от исходных материнских веществ, это порфирины - структурные фрагменты хлорофилла и гемоглобина животных, изопреноидные углеводороды; гоманоиды, характерные сине-зеленым планктонным водорослям; н-парафины и так далее. В качестве доказательства органического происхождения нефти следует рассматривать так наличие в ее составе кислородных, азотистых и сернистых соединений явно биогенного происхождения. Большинство из этих соединений, как показали исследования В. И. Вернадского, Н. Д. Зелинского, С. С. Наметкина и других, несомненно, связано с разложением органического вещества.
Стоит также отметить и недостатки органической теории. Так Н.А. Кудрявцев в своей статье «Против органической гипотезы происхождения нефти» выделил следующие тезисы:
1) Гипотеза органического происхождения опирается на два несомненных факта: погребение в осадочных породах значительных масс органического вещества и нахождение нефти, в особенности промышленных её залежей, в подавляющем большинстве случаев в осадочных породах. Из сопоставления этих бесспорных и хорошо изученных фактов и делается заключение, что нефть образовалась в осадочных породах из отложившегося вместе с ними органического вещества. Однако это не обоснованный вывод, а по существу - постулат; жидкость могла поступить в осадочные породы извне. Не имеют силы и доказательства случаи залегания нефти и газа в изолированных песчаных линзах, подчиненных толщам глин.
2) Содержания многочисленных противоречивых вариантов органической теории.
3) Предлагаемые решения вопроса о температуре превращения органического вещества в нефть или явно неправильны (например при любой температуре, компенсируемой некомпенсируемой временем), или при всех допускаемых натяжках в отношении возможности замены температуры временем и преувеличениях поли катализаторов (получены при температуре 150 – 200 градусов Цельсия с участием катализаторов только некоторые очень немногие углеводороды, откуда ещё очень далеко до образования нефти) всё же вынуждены принимать минимальную температуру превращения слишком высокой (100-150 градусов Цельсия).
4) Привлечение бактерий при преобразовании керогена мало помогает, так как продуктами их жизнедеятельности не являются жидкие углеводороды, при том, что их количество на глубине нескольких метров крайне мало. Как показали исследования, бактерии сами потребляют нефть, а не производят её.
5) Нигде и никогда не были найдены следы современного образования нефти или какие-либо промежуточные продукты.
Гипотеза предполагает существование нефтяного окна — глубин от 1 до 7 км, в рамках которых возможно найти нефть. К этому же окну привязаны осадочные породы, которые часто аккумулируют нефтяные и газовые месторождения. Именно наличие осадочных чехлов при соответствующих критериях является основой разведки месторождений.
Однако не единожды месторождения были найдены не в осадочных породах, а в метаморфических и магматических породах, иногда — заметно глубже нефтяного окна, а в некоторых случаях и в заметном удалении от ближайших нефтематеринских пород.
Такую миграцию значительных залежей нефти сложно объяснить градиентом давления. Понятного механизма, благодаря которому углеводороды могли бы мигрировать сквозь пласты в более глубокие слои пород, пока нет.
Аргументация Органической теории
Интересно отметить, что все нефти мира содержат одни и те же углеводороды, но относительное распределение этих углеводородов различных нетфтях различно и зависит оно от того органического вещества, из которого формировался кероген. Иными словами, углеводородное распределение нефтей морского генезиса будет отличатся от углеводородного распределения континентального генезиса. Так например, если осадконакопление происходило в восстановительных условиях, то есть морских, то наблюдается превалирование нормальных алканов относительно низкомолекулярных нормальных алканов с нечетным числом атомов углерода в молекуле состава С15, С17 над нормальными алканами с четным числом атомов углерода в молекуле состава С16, С18. Дело в том, что для морских осадков характерны нормальные жирные кислоты с нечетным числом атомов углерода в молекуле состава С16 и С18 и в процессе созревания органического вещества эти нормальные жирные кислоты декарбоксилируются с образованием нормальных алканов, содержащих на один атом углерода меньше, то есть нормальных алканов с нечетным числом атомов углерода в молекуле состава С15, С16, в то время как для континентальных осадков характерны более высокомолекулярные нормальные жирные кислоты, состава С28 и С30 и в процессе нефтеобразования происходит декарбоксилирование этих жирных кислот с образованием нормальных алканов с нечетным числом атомов углерода в молекуле , то есть С27 и С29. Что касается изопренанов, которыми практически пронизана вся осадочная толща Земли, то считается, что они образовались из соединения, состава С20, которое является боковой цепочкой хлорофилла. В восстановительных условиях происходит дегидратация и образуются изопренан состава С20, то есть фетан. В случае окислительных условий сначала происходит окисление гидроксилькой группы до карбоксильной, то есть образуется фетольная кислота, которая в последствии декарбоксилируется с образованием изопренана на один атом углерода содержащий меньше, то есть изопренан состава С19, который называется пристан. Когда мы говорим о восстановительных условиях, это не значит, что были только условия. Это означает, что восстановительные условия превалировали над окислительными или наоборот. Следствием этого нетрудно догадаться, что по отношению величин престан – фетан мы можем говорить о том, в каких условиях эта нефть образовывалась: в морских или континентальных. Иными словами, если величина отношения престан-фетан больше трех, то условия были континентальными, а если меньше единицы, то восстановительные. Нашей планете приблизительно 4,6 миллиардов лет. Если мы представим геологическую летопись нашей планеты в виде одной линии и разделим её на четыре части и возьмем четвертую часть и ещё разделим её на пополам. Это будет 600 млн лет, то
есть эта та биосфера, которую мы называем современной. Отметим время появления иокориотичексих животных, растений и грибов, о которых говориться в теории. Возникли они приблизительно 2,7 млрд лет тому назад. Пик их развития пришелся на гораздо более позднее время, дотированное приблизительно 1 млрд лет тому назад. Но на нашей планете есть организмы, благодаря которым была создана современная биосфера и благодаря которым она до сих пор поддерживается. Эти организмы называются прокариотами, а именно бактерия археи. К сожалению, гораздо меньше внимания в осадочно-миграционной гипотезы образования нефти уделяется роли именно прокариота. Как правило им отводят роль лишь в начальном этапе при образовании органического вещества иокориот. Вместе с тем понимание процессов нефтеобразования имеет большое теоретическое и практическое значение с точки зрения поисков нефтяных месторождений и возобновления запасов нефти. Происхождение нефти является фундаментальной проблемой естествознания. При этом происхождение и актуальная проблема нефтяной геологии, поскольку для того вести обоснованные поиски нефти, необходимо знать, где и из каких источников она образовалась. В органической теории считается, что нефть возникла из остатков живых организмов, обитавших на Земле в прошлой геологической эпохи. Учитывая этапы эволюции живых организмов модно предположить, что первичным источником углеводов нефти были именно прокариотические организмы, то есть бактерии археи. С учетом широкого распространения и высокой скорости их размножения, происходит накопления огромного количества органического вещества, которое может быть источником углеводородов. Однако этот вопрос практически не исследован. Существует мнение об исчерпаемости нефтяных запасов, что делает данную проблему ещё более актуальной. И поэтому интересно было выяснить, почему в осадчно-миграционной гипотезе основное внимание уделяется роди животных растений и грибов, а в роли источников нефти эукариоты никто не рассматривал. Интересно смоделировать процесс образование нефтяных углеводородов из биомассы прокариота. В лаборатории РГУ нефти и газа имени Губкина под руководством профессора было показано, что прокариоты на ровне с эокариотами также вносят значительный вклад в образование углеводородов нефти, а именно, как в растворимой части, то есть в
продуктах жизнедеятельности бактерий архей, так и в продуктах термических и термокаталитических преобразований нерастворимой части биомассы прокариот, были образованы все те углеводороды, которые находятся в нефтях, а именно: нормальные алканы, изоппрененаны, тераны, терпаны, а при термокатализе, ещё и углеводороды алмазоподобного строения. Это свидетельствует, что образование нефтяных углеводородов происходит и в настоящий момент, что имеет огромное теоретическое значение с точки зрения происхождения нефти, и практическое значение с точки зрения поиска нефтяных месторождений и возобновления запасов нефти.
Нефтеобразование по О.Г. Сорохтину
По О.Г. Сорохтину образование нефти объясняется возгонкой и термолизом биогенных веществ, затянутых вместе с океаническими осадками в зону субдукции, где проходит поддвиг океанической литосферной плиты под континентальную. Породы осадочного слоя океана могут быть затянуты в зону поддвига литосферных плит следующим образом. По мнению Сорохтина и Лобковского «механизм затягивания осадков в зону поддвига плит полностью аналогичен механизму попадания жидких смазочных масел в зазоры между трущимися жёсткими деталями в различных технических устройствах и машинах». Расчёты показали, что если ширина зазора между плитами в 2-3 раза больше мощности осадочного слоя океанической коры перед зоной поддвига, то осадки будут проскальзывать зазор и попадать в мантию. Если же ширина зазора будет меньше, то осадки станут выжиматься из зоны поддвига и приращаться к противоположному от океана склону жёлоба. В этом случае будет происходить образование аккреционной линзы. Осадки, попавшие в зазор между движущимися плитами, подвергаются воздействию интенсивного сжатия, повышенного давления и прогрева, поэтому в них процессы диагенеза и катагенеза протекают значительно быстрее, чем в обычных условиях. Прежде, чем попасть в зону поддвига, океанические осадки ещё в условиях первичного залегания на дне проходят длительную стадию диагенеза в течение 100-150 миллионов лет. Одновременно происходит и некоторое преобразование органического вещества в сторону его созревания в микронефть. В зоне поддвига осадки с органическим веществом попадают в условия повышенного температурного режима. В зонах поддвига возникают природные перегонные кубы, где в сравнительно короткое геологическое время происходит трансформация рассеянного органического вещества в нефть за счёт жёсткого температурного режима. Океанические остатки, приходящие в зону поддвига, всегда насыщены поровыми и кристаллизационными водами, концентрация которых иногда достигает 50%. При разогреве эти воды превращаются в термальные флюиды с температурой до 400С и давлением более 200 атм. Флюиды будут стремиться уйти из-под зоны поддвига в область меньшего давления. На своём