Open Library - открытая библиотека учебной информации. Теория происхождения нефти газа


Теория происхождения нефти и газа — контрольная работа

Содержание

  1. Теория происхождения нефти и газа……………………..3
  2. Геофизические методы исследования……………………11
  3. Месторождения гиганты…………………………………..15
  1. Теория  происхождения нефти  и газа.
 

    В развитии взглядов на происхождение  нефти выделяют 4 этапа:

    • донаучный период
    • период научных догадок;       
    • период формирования научных гипотез, связанный с началом развития нефтяной промышленности;
    • современный период.

      Ярким примером донаучных представлений  о происхождении нефти являются взгляды польского натуралиста  XVIII в. каноника К. Клюка. Он считал, что нефть образовалась в раю и является остатком той благодатной, жирной почвы, на которой цвели райские сады. Но после грехопадения Бог решил наказать человечество и уменьшил урожайность земли, удалив из нее жирное вещество. Одна часть жира, по мнению каноника, испарилась под влиянием солнечного тепла, а другая опустилась вглубь Земли, где и образовала скопления нефти.

      С началом развития нефтяной промышленности вопрос о про-исхождении нефти приобрел важное прикладное значение. Это дало мощный толчок к появлению различных  научных гипотез.

      В 1866 г. французский химик М. Бертло высказал предположение, что нефть образовалась в недрах Земли при воздействии углекислоты на щелочные металлы. Другой французский химик Г. Биассон в 1871 г. выступил с идеей о происхождении нефти в результате взаимодействия, воды, углекислого газа и сероводорода с растленным железом. Обе эти реакции действительно приводят к образованию нефтеподобного вещества, а сами гипотезы являются первыми представителями неорганической теории происхождения нефти.

      В 1888 г. немецкий химик К. Энглер, нагревая жиры морских животных при давлении 1 МПа до температуры 320...400°С, получил нефтеподобные продукты. На этом основании  он вместе, с геологом Г. Гефером выдвинул гипотезу о происхождении нефти из животного жира, т.е. из органического вещества. В настоящее, время сформировались две теории происхождения нефти: органическая и неорганическая.

      Сторонники  органической теории утверждают, что исходным материалом для образования нефти стало органическое вещество.

      В основе современных взглядов на происхождение нефти лежат положения, сформированные академиком И.М. Губкиным в 1932 г: в его монографии «Учение о нефти». Ученый считал, что исходным для образования нефти является органическое вещество морских илов, состоящее из растительных и животных организмов. Его накопление на дне морей происходит со скоростью до 150 г на 1 квадратный метр площади в год. Старые слои довольно быстро перекрываются более молодыми, что предохраняет органику от окисления. Первоначальное разложение растительных и животных остатков происходит без доступа кислорода под действием анаэробных бактерий. Далее пласт, образовавшийся на морском дне, опускается в результате общего прогибания земной коры, характерного для морских бассейнов. По мере погружения осадочных пород давление и температура в них повышаются. Это приводит к преобразованию рассеянной органики в диффузно рассеянную нефть. Наиболее благоприятны для нефтеобразования давления 15...45 МПа и температуры 60... 150 °С, которые существуют на глубинах 1,5...6 км. Далее, под действием возрастающего давления, нефть вытесняется в проницаемые породы, по которым она мигрирует к месту образования залежей.

      Таким образом, процесс нефтеобразования делится на три этапа:

      1) накопление органического материала  и его преобразование в диффузно  рассеянную нефть;  

      2) выжимание рассеянной нефти из  нефтематеринских пород в коллекторы;

      3) движение нефти по коллекторам  и ее накопление в залежах.

      В последующие годы взгляды И.М. Губкина  блестяще подтвердились. В 1934 г. в нефти, асфальтах и ископаемых углях были найдены порфирины, входящие в молекулу хлорофилла. В 50-е годы нашего столетия А.И. Горской (в СССР) и Ф. Смитом (в США) были открыты нефтяные углеводороды в осадках водоемов различных типов (в озерах, заливах, морях, океанах). Открытие крупнейших нефтяных месторождений в осадочных бассейнах сначала между Волгой и Уралом, а затем в Западной Сибири также подтверждает взгляды И.М. Губкина. Наконец, в настоящее время большинство нефтяных месторождений мира находится в местах сосредоточения осадочных пород, содержащих окаменелые останки животных и растений.

      Вместе  с тем сторонники органического  происхождения нефти бессильны объяснить существование её гигантских скоплений там, где органического вещества в осадочных породах относительно мало (например, бассейн реки Ориноко). Более того, довольно значительные скопления нефти в Марокко, Венесуэле, США и других странах встречаются в метаморфических и изверженных породах, в которых органического вещества просто не может быть. До недавнего времени бесспорным подтверждением родства нефти и органического мира считались соединения, встречающиеся в обоих из них (например, порфирины). Однако в настоящее время многие из этих, соединений получены неорганическим путем. При этом синтезе так же получается значительное количество твердых парафинов, часто встречающихся в нефти. Органическая же теория объяснить такую долю парафина в нефтях не может.

      Сторонники  неорганической теории считают, что нефть образовалась из минеральных веществ.

      В 1876 г. Д.И. Менделеев выдвинул, так  называемую, «карбидную» гипотезу происхождения нефти. По мнению ученого, во время горообразовательных процессов по трещинам-разломам, рассекающим земную кору, вглубь проникает вода. Встречая на своем пути карбиды железа, она вступает с ними в реакцию, в результате которой образуются оксиды железа и углеводороды. Затем последние по тем же разломам, поднимаются в верхние слои земной коры и образуют нефтяные месторождения.

      Заслугой  Д.И. Менделеева, является то, что впервые  вместо общих рассуждений им была выдвинута стройная гипотеза, объясняющая не только химическую, но и геологическую сторону процесса образования нефти из неорганических веществ.

      Оппоненты «карбидной» гипотезы утверждают, что  существование карбидов железа в недрах Земли не доказано, а кроме того, в условиях высоких давлений и температур горные породы становятся пластичными и поэтому существование трещин, ведущих к ядру Земли, по их мнению, невозможно.

      В 1892 г. русский геолог В.Д. Соколов, основываясь  на фактах находок битумов в метеоритах, а также на наличии углеводородов  в хвостах некоторых комет, предложил  «космическую» гипотезу возникновения  нефтяных углеводородов в коре нашей  планеты. По его мнению, углеводороды изначально присутствовали в газопылевом  облаке, из которого сформировалась Земля. Впоследствии они стали выделяться из магмы и подниматься в газообразном состоянии по трещинам в верхние  слои земной коры, где конденсировались, образуя месторождения нефти. Оппоненты В.Д. Соколова утверждают, что существование в недрах Земли трещин большой протяженности, соединяющих земное ядро с поверхностью, невозможно. Современными же исследованиями установлено, что в атмосфере планет Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна присутствует метан, хотя никакой органики на этих планетах не было и быть не может. Ученые предполагают, что метан образовался в условиях высоких температур из водорода и углекислого газа, широко распространенных в космосе.

      В 50-е годы ленинградский геолог-нефтяник Н.А. Кудрявцев собрал и обобщил  огромный геологический материал по нефтяным месторождениям мира. Прежде всего, он на более обширном материале подтвердил наблюдения Д.И. Менделеева о том, что многие месторождения обнаруживаются под зонами глубинных разломов земной коры. Во-вторых, он собрал сведения об отсутствии прямой связи между наличием нефти и количеством органического вещества в породе. Таким местом является, в частности, Мархининский вал на севере Сибири, где горные породы на глубину двух километров буквально пропитаны нефтью, а количество углерода, образовавшегося одновременно с породой, составляет всего 0,2...0,4 %. На этом основании ученый считал, что нефтеносность Мархининского вала связана не с преобразованием органического вещества, а с наличием глубинного разлома, по которому углеводороды поднимались из недр планеты. Тем же самым можно объяснить присутствие нефти в кимберлитовых трубках, которые представляют собой каналы взрывного разлома земной коры, образовавшиеся в результате прорыва глубинных газов и магмы из недр Земли.

      На  основании этих и других фактов Н.А. Кудрявцев выдвинул «магматическую» гипотезу образования нефти. По его мнению, на больших глубинах в условиях очень высокой температуры углерод и водород образуют углеводородные радикалы СН, СН2 и СН3. Затем по глубинным разломам они поднимаются вверх, ближе к земной поверхности. Благодаря уменьшению температуры, в верхних слоях Земли эти радикалы соединяются друг с другом и с водородом, в результате чего образуются различные нефтяные углеводороды.

      Иное  дело теория неорганического происхождения  нефти. В недрах нашей планеты  имеется достаточное количество исходного материала для образования  углеводородов. Источниками углерода и водорода считаются вода и углекислый газ. Их содержание в 1 м3 вещества верхней мантии Земли, по данным Е.К. Мархинина, составляет 180 кг и 15 кг соответственно. Благоприятная для реакции химическая среда обеспечивается присутствием закисных соединений металлов, содержание которых в вулканических породах доходит до 20 %. Образование нефти будет продолжаться до тех пор, пока в недрах Земли есть вода, углекислый газ и восстановители (в основном закись железа). Таким образом, теория неорганического происхождения нефти не только объясняет факты, ставящие в тупик «органиков», но и дает нам надежду на то, что запасы нефти на Земле значительно больше разведанных на сегодня, а самое главное - продолжают пополняться.

Происхождение газа 

      Метан широко распространен в природе. Он всегда входит в состав пластовой  нефти. Много метана растворено в  пластовых водах на глубине 1,5…5 км. Газообразный метан образует залежи в пористых и трещиноватых осадочных породах. В небольших концентрациях он присутствует в водах рек, озер и океанов, в почвенном воздухе и даже в атмосфере. Основная же масса метана рассеяна в осадочных и изверженных породах. Напомним также, что присутствие метана зафиксировано на ряде планет Солнечной системы и в далеком космосе.

      Широкое распространение метана в природе  позволяет предположить, что он образовался различными путями.

      На  сегодня известно несколько процессов, приводящих к образованию метана:

    • биохимический
    • термокаталитический;
    • радиационно-химический;    
    • механохимический;
    • метаморфический;
    • космогенный.

      Биохимический процесс образования метана происходит в илах, почве, осадочных горных породах  и гидросфере. Известно более десятка  бактерий, в результате жизнедеятельности  которых из органических соединений (белков, клетчатки, жирных кислот) образуется метан. Даже нефть на больших глубинах под действием бактерий, содержащихся в пластовой воде, разрушается до метана, азота и углекислого газа.

      Термокаталитический процесс образования метана заключается в преобразовании в газ органического вещества осадочных пород под воздействием повышенных температуры и давления в присутствии глинистых минералов, играющих роль катализатора. Этот процесс подобен образованию нефти. Первоначально органическое вещество, накапливающееся на дне водоемов и на суше, подвергается биохимическому разложению. Бактерии при этом разрушают простейшие соединения. По мере погружения органического вещества вглубь Земли и соответственного повышения температуры деятельность бактерий затухает и полностью прекращается при температуре 100 °С. Однако уже включился другой механизм - разрушения сложных органических соединений (остатки живого вещества) в более простые углеводороды и, в частности, в метан, под воздействием возрастающих температуры и давления. Важную роль в этом процессе играют естественные катализаторы - алюмосиликаты, входящие в состав различных, особенно глинистых пород, а также микроэлементы и их соединения.

      Радиационно-химический процесс образования метана протекает при воздействии радиоактивного излучения на различные углеродистые соединения.

      Замечено, что черные тонкодисперсные глинистые  осадки с по-вышенной концентрацией  органического вещества, как правило, обогащены и ураном. Это связано  с тем, что накопление органического  вещества в осадках благоприятствует осаждению солей урана. Под воздействием радиоактивного излучения органическое вещество распадается с образованием метана, водорода и окиси углерода. Последняя сама распадается на углерод и кислород, после чего углерод соединяется с водородом, также образуя метан.

      Механохимический  процесс образования метана заключается в образовании углеводородов из органического вещества (углей) под воздействием постоянных и переменных механических нагрузок. В этом случае на контактах зерен минеральных пород образуются высокие напряжения, энергия которых и участвует в преобразовании органического вещества. 

      Метаморфический процесс образования метана связан с пре-образованием угля под воздействием высоких температур в углерод. Данный процесс есть часть общего процесса преобразования веществ при температуре свыше 500 °С. В таких условиях глины превращаются в кристаллические сланцы и гранит, известняк - в мрамор и т.п.

yaneuch.ru

Теории происхождения нефти и газа

Химия Теории происхождения нефти и газа

просмотров - 67

Нефть - ϶ᴛᴏ смесь природных углеводородов, изменчивая по составу и плотности, но обычно более легкая чем вода . Углеводороды могут встречаться в природе и в твердом виде, в виде битумов, но крупные залежи относительно редки. Гораздо большее распространение находят углеводородные газы – состоящие в основном из метана. В определœенных условиях температур газ выделяет растворенные в нем нефтяные углеводороды в виде газоконденсата – жидкости, более легкой и светлой, чем нефть. Все это природное углеводородное сырье имеет сходное происхождение и встречается либо совместно, либо в близком сосœедстве.

Происхождение нефти и формирование ее залежей является в течение многих лет одной из наиболее сложных проблем современного естествознания. Кроме чисто познавательного аспекта эта проблема имеет большое практическое значение, так как позволяет сознательно подходить к задачам поиска и разведки нефтяных месторождений и оценке промышленных и прогнозных ее запасов.

Научно-обоснованные поиски нефти не бывают проведены без достаточно полного представления условий ее образования. Вопрос о происхождении нефти относится к теоретическим проблемам, имеющим большое практическое значение. Только тогда, когда мы будем иметь правильное представление о тех процессах, в результате которых возникает нефть, мы будем знать, каким образом в земной коре образуются еѐ залежи, в каких местах нам искать нефть и как надлежит наиболее целœесообразно организовать еѐ разведку (Дмитриевский, 1997).

До XVIII века существовало множество курьезных версий происхождения нефти (из «земного жира под воздействием вод Всемирного потопа», из янтаря, из мочи китов и др.).

Существуют три гипотезы происхождения нефти.

1. Гипотеза неорганического (абиогенного) происхождения нефти – карбидная. В 1546 году Георгий Агрикола писал, что нефть имеет неорганическое происхождение, а каменные угли образуются путем ее сгущения и затвердевания. Впервые ее высказал Д. И. Менделœеев (1877 ᴦ.), который полагал, что нефть образовалась из карбидов металлов и паров воды в условиях глубинных процессов, происходящих в земной коре при воздействии высоких давлений и температур. В результате образовывались метан, этилен, ацетилен, которые под действием природной радиации полимеризовались в высшие углеводороды нефти.

2. Другая гипотеза неорганического происхождения нефти - ϶ᴛᴏ так называемая космическая гипотеза Соколова (1892 ᴦ.), переносящая образование углеводородов нефти из углерода и водорода в эпохи формирования Земли и других планет Солнечной системы. Впервые гипотеза была высказана учеными в конце 19 века (Бека и др., 1976). Согласно космической гипотезе УВ существовали в первозданном веществе Земли или образовались на ранних высокотемпературных стадиях ее существования. С охлаждением последней углеводороды поглощались остывающей магмой и позднее, поднимались по трещинам, внедрялись в осадочные породы. Сегодня космической гипотезе начали уделять достаточное внимание (Каграманов и др., 2000). Как показывают астрофизические исследования, источником углеводородного сырья может служить космос. Но в космической гипотезе есть трудности в обосновании выдвинутых концепций внеземного нефтеобразования. и последующего поступления нефти в земную кору

Космическая гипотеза не опирается ни на какие факты, если не считать наличия метана в атмосфере некоторых планет, который был обнаружен по спектрам поглощения этих планет.

Недостатком гипотез неорганического происхождения нефти (карбидной и космической) является то, что гипотезы не объясняют географического и геологического распределœения нефтяных месторождений.

3. Наиболее современной и распространенной является гипотеза органического (биогенного) происхождения. В начале XX века Н.Д.Зелинский внес существенный вклад в решение проблемы происхождения нефти. Показал, что некоторые соединœения углерода, входящие в состав животных и растений, при невысокой температуре и соответствующих условиях могут образовывать продукты, сходные с нефтью по химическому составу и физическим свойствам. Чуть позднее И.М.Губкин обобщил результаты исследований природы нефти и пришел к заключению: процесс ее образования непрерывен; наиболее благоприятны для образования нефти неустойчивые в прошлом участки земной коры на границах областей опускания и поднятия.

Согласно биогенной теории, нефть образовалась из останков растений и животных, накопившихся в осадочных породах морей и океанов (сапропель). По классической биогенной гипотезе начальной стадией процесса образования нефти являлось разложение останков низших животных и растений (планктон и бентос) под воздействием кислорода и бактерий с образованием газов и других продуктов на глубинœе 100–200 м. Газы, образовавшиеся в результате разложения останков (Н2О, Н2S, СО2, N2, Ch5, Nh4), рассеивались в атмосфере, растворялись в воде и поглощались естественными адсорбентами. Белки, жиры, углеводы, липиды расщеплялись с образованием более простых кислот и спиртов. Оставшаяся часть исходного органического материала, наиболее устойчивая к окислительным процессам и бактериальному воздействию, оставалась в осадочных породах и постепенно опускалась в их толщу и в результате тектонических процессов оказывалась в глубоких недрах земли в нескольких километрах от поверхности (1,5–3,5 км), где температура составляет 60–170°С. Попав в восстановительную среду под давлением до 30 МПа и при температуре 150–200°С, в присутствии естественных катализаторов эти продукты в течение многих миллионов лет превращались в нефть – сложную смесь различных углеводородов и других органических соединœений.

Самым сложным в этой гипотезе было объяснить миграцию нефти. Среднее содержание органического вещества в глинистых породах составляет 1,5–2 %, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ находится в сорбированном состоянии. Чтобы вымыть органическое вещество из породы должен быть либо газ носитель (попутный) или вода. Из первичных месторождений нефть постепенно по трещинам, песчаным и пористым породам перемещалась (мигрировала) и скапливалась на различных глубинах в пустотах земной коры, образуя вторичные месторождения, т. е. зоны заполнения, откуда она и добывается в настоящее время.

Основные доказательства биогенной гипотезы:

1. Территориальное совпадение нефтяных месторождений и зон осадочных пород. К примеру, обилие нефтяных месторождений в зоне шельфа морей и океанов, прибрежных зон, зон, где в отдаленные геологические периоды было морское дно.

2. В составе нефти обнаружены элементы биогенного происхождения, входящие в состав белков, жиров (азот, сера, кислород), а также оптически активные вещества биогенного происхождения.

3. Углеводороды нефти имеют преимущественно нормальное строение молекул, как и углеводороды биогенного происхождения. В случае образования углеводородов в результате каталитической полимеризации, как следует из первой и второй гипотез, они имели бы преимущественно разветвленное строение.

При этом в последние годы обнаружены большие скопления нефти, не связанные с осадочными породами. Это позволило предположить в качестве варианта биогенной гипотезы, что возможны процессы образования нефти из органического материала, попавшего в глубокие недра земли не путем постепенного осаждения, а в результате геологических процессов, характерных для ранних периодов формирования земной поверхности.

К настоящему времени эта проблема в основном из области догадок и гипотез переведена в научно аргументированную и в базовых звеньях разработанную теорию органического происхождения нефти. Наиболее распространенное мнение, что нефть органического происхождения, как и уголь. Уголь образовывался в пресноводных водоемах, а нефть в теплых водах на дне доисторических морей. Образование этих осадочных пород происходило 600 –30 млн. лет назад. При этом и сейчас среди геологов и химиков имеются сторонники различных вариантов гипотезы неорганического происхождения нефти.

Несмотря на то, что еще не достигнуто полного согласия исследователœей в отношении происхождения жидкой нефти, в настоящее время стало возможным синтезировать в лабораторных условиях нефтеподобные вещества как из неорганических, так и из органических веществ. Скопления нефти в недрах приурочены почти исключительно в осадочных породах, которые одновременно содержат остатки фауны, флоры и являются важным доказательством того, что исходный материал был органическим по своей природе. В основном предполагается, что остатки растений и животных, которые захоронились в иле, преобразуются в восстановительной среде, где органическое вещество изолировано от окисления. С погружением в глубину земной коры температура и давление возрастают. Соответствующее время (не менее 500 тыс. лет), умеренные температуры (35–400 С) и давления (более 10 ат) ведут к преобразованию органического вещества в низкомолекулярные легкие УВ, обычно находящиеся в сырой нефти.

Читайте также

  • - Теории происхождения нефти и газа

    Нефть – это смесь природных углеводородов, изменчивая по составу и плотности, но обычно более легкая чем вода . Углеводороды могут встречаться в природе и в твердом виде, в виде битумов, но крупные залежи относительно редки. Гораздо большее распространение находят... [читать подробенее]

  • oplib.ru

    Теории происхождения нефти и газа основа прогнозирования

    Теории происхождения нефти и газа – основа прогнозирования перспектив нефтеносности недр Theories of the origin of oil and gas - the basis of the prediction of oilbearing prospects 2016 г.

    Теории происхождения нефти Ø Органическая теория- осадочно-миграционная карбидная Ø Неорганические вулканическая теории космическая магматическая теория дегазации Земли Ø Теории смешанного происхождения флюидодинамическая

    Гипотезы происхождения нефти Hypothesis of the origin of oil Осадочномиграционная Губкин И. М. Карбидная Менделеев Д. И. Космическая Соколов Н. А.

    Неорганические теории происхождения нефти The inorganic theory of petroleum origin Первые гипотезы о неорганическом происхождении нефти —карбидная гипотеза Менделеева (1877 г. ), космическая гипотеза Соколова (1892 г. ) и вулканическая гипотеза Коста (1902 г. ) — встретили ряд серьезных возражений со стороны многих ученых того времени. Современные научные представления о генезисе нефти и газа и практические результаты геологических исследований позволяют говорить о наличии в недрах Земли громадных, неисчерпаемых запасов углеводородов, которое может быть объяснено только с точки зрения их абиогенного глубинного происхождения. Основные положения концепции абиогенного глубинного происхождения нефти и газа были сформулированы в прошлом веке такими выдающимися учеными, как Н. А. Кудрявцев, П. Н. Кропоткин, В. П. Порфирьев, Г. Н. Доленко, В. А. Краюшкин, И. И. Чебаненко и др.

    Карбидная теория происхождения нефти Д. И. Менделеев выдвинул на заседании Русского химического общества в 1877 г. минеральную или карбидную гипотезу происхождения нефти. Концептуальная проблема видится не в биогенном либо абиогенном происхождении нефти, а в осадочном или глубинном источнике вещества и в определении конкретных геологических процессов, приводящих к формированию местоскоплений углеводородов. В основу гипотезы Менделеева легла реакция Энглера: 2 Fe. C + 3 H 2 O = Fe 2 O 3 + C 2 H 6 Вода проникала в глубь земли по трещинам, глубина которых должна была достигать десятков километров. Находящиеся в недрах земли карбиды металлов реагировали с водой, образуя углеводороды. Нефтяные углеводороды под действием высоких температур в недрах испарялись и поднимались в область меньших давлений, в наружную холодную оболочку Земли, сложенную осадочными породами.

    Карбидная теория Carbide theory Дмитрий Иванович Менделеев, химик, физик, геолог, метеоролог 1834 -1907 Атмосферные осадки проникают по разломам в глубинные слои земли и взаимодействует с карбидами металлов и образуют углеводороды

    Космическая теория происхождения нефти Космическая гипотеза, высказанная В. Д. Соколовым в 1892 году (Космическое происхождение нефти и других битумов) предполагала, в частности, присутствие нефти и других битумов на многих космических объектах. Новейшие космические исследования укрепляют эту идею. Метан и его гомологи обнаружены космическими аппаратами в атмосфере планет, в составе космической пыли, метеоритов, комет. Так, в атмосфере Титана, спутника планеты Сатурн, концентрация метана достигает 5%, предопределяя его автохтонный генезис – образование внутри экосистемы спутника. Space theory

    Геолог В. Д. Соколов, 1889 год «Когда вся наша планета еще представляла собой газовый сгусток, в составе этого газа присутствовали и углеводороды. По мере охлаждения раскаленного газа и перехода его в жидкую фазу, углеводороды постепенно растворялись в жидкой магме. Когда же из жидкой магмы стала образовываться твердая земная кора, она, согласно законам физики, уже не могла удержать в себе углеводороды. Они стали выделяться по трещинам в земной коре, поднимались в верхние ее слои, сгущаясь и образуя здесь скопления нефти и газа»

    Вулканическая теория происхождения нефти Вулканическая гипотеза основывалась на наблюдениях извержений грязевых вулканов, сопровождавшихся выбросами нефти и газа на поверхность. И в наши дни подобные явления можно наблюдать на Апшероне и Таманском полуострове. В 1805 году, основываясь на собственных наблюдениях, сделанных в Венесуэле, на описаниях извержения Везувия, известный немецкий естествоиспытатель А. Гумбольд заявляет «. . . Мы не можем сомневаться в том, - пишет он, - что нефть представляет продукт перегонки на громадных глубинах и происходит из примитивных горных пород, под которыми покоится энергия всех вулканических явлений» .

    В мантии Земли под давлением и при высокой температуре из углерода и водорода, которые имеются в магме, образуются радикалы СН, СН 2, СН 3, которые, как и свободный водород Н 2, двигаются из магмы вверх в земную кору по глубинным разломам и образуют залежи УВ в земной коре.

    Вулканическая теория происхождения нефти Volcanic theory В качестве возражения можно заявить, что содержание метана в газах вулканов, о чем говорят неорганики, ничтожно мало. К тому же, он может быть генетически связан с осадочной толщей, через которую прорывается магма. Кроме этого, состав природных газов не соответствует составу вулканических газов.

    Магматическая теория происхождения нефти Обобщив эти и множество других фактов, Н. А. Кудрявцев создал свою магматическую гипотезу происхождения нефти. Magmatic theory

    Синтез Фишера-Тропша Сторонники абиогенного происхождения нефти объясняют ее образование путем синтеза УВ из оксидов углерода и водорода. синтезе Фишера-Тропша (ФТ-синтез): n. CO + (2 n+1)H 2 → Cn. H 2 n+2 + n. H 2 O; Q = − 165 к. Дж/моль где Cn. H 2 n+2– обозначение н-алканов, Q – энтальпия, знак «минус» указывает на экзотермический характер реакции, протекающей с выделением энергии. ФТ-синтез в настоящее время нашел применение в промышленном производстве углеводородов, и потому хорошо изучен теоретически и экспериментально. Его осуществляют при температурах 150 -300 о. С, в качестве катализаторов используют кобальт, никель, платину и элементы VIII группы.

    Абиогенная теория происхождения нефти

    Абиогенная теория происхождения нефти

    Формирование и переформирование крупных месторождений нефти и газа. В пределах Татарстана под руководством Р. Х. Муслимова были проведены исследования Ромашкинского месторождения. Толчком к изучению послужило несоответствие начальных прогнозных ресурсов Татарстана, из которых уже извлечено 3 млрд. т. нефти и полученных на основе геохимических анализов доманикитов палеозоя с оценкой их нефтегенерационного потенциала в объеме 709 млн. т. Выделены скважины с аномальными параметрами: с инверсиями дебитов, появившимися после длительного простоя; с накопленной добычей более 1 млн. т; накопленной добычей нефти, превышающей добычу воды и другими параметрами, указывающими на признаки современного подтока нефти в районах аномальных скважин. Скважины сгруппированы по зонам, которые расположены вблизи разломов фундамента и в зонах пересечения разломных зон.

    Схема расположения объектов исследования на Ромашкинском месторождении 1 - Алтунино-Шунакский прогиб, 2 – разломы кристаллического фундамента, 3 - скважины, в которых отобраны пробы нефти, 4 - скважины, в которых отобраны образцы керна из кристаллического фундамента, 5 - аномальные скважины по комплексу исследований

    Схема расположения аномальных зон в пашийских отложениях на Абдрахмановской площади 1 - пробуренные скважины; 2 - оси локальных разломов фундамента; 3 - оси региональных разломов кристаллического фундамента; 4 - оси прогибов; 5 - аномальные зоны; 6 - скважины, в которых отобраны пробы нефти; 7 – скважины, в которых отобраны образцы керна из фундамента

    Теория дегазации Земли Theory of the Earth degassing Большой вклад в изучение вопроса генезиса нефти внес А. Н. Дмитриевский. Ранее, в 1990 -х гг он развивал «бассейновое» направление нафтидогенеза, позднее он стал последователем флюидодинамической концепции Б. А. Соколова, стал автором теории дегазации Земли. При перемещении глубинных флюидов от внутренних геосферных оболочек к внешним происходит их существенное преобразование. Энергетика процессов ядра и нижней мантии переводит флюиды в «закритическое» состояние, когда флюиды представлены только ядрами элементов. По мере перемещения к внешним геосферам ядра элементов приобретают электронные оболочки и формируются глубинные восстановленные флюиды. Изменение условий фильтрации может снова привести к потере ядрами своих электронов.

    Теория дегазации Земли При снижении температуры отмечается формирование гидротермальных растворов. Восстановленный состав флюидов и наличие в них водорода и углерода предопределяют возможность минерального синтеза углеводородов. Минеральный синтез углеводородов может происходить как в глубокозалегающих флюидизированных очагах, так и в пространственно-временных диссипативных структурах, сформировавшихся в результате энергетического воздействия. В пределах осадочного чехла происходит дальнейшее преобразование и трансформация глубинных флюидов и их активное участие в формировании месторождений нефти и газа.

    Теория дегазации Земли Процессы дилатансии и компакции в коровом волноводе

    Теория дегазации Земли

    Биосферная теория нефтеобразования Biosphere theory of oil formation Биосферная концепция (А. А. Баренбаум) связывает образование УВ с геохимическим круговоротом на Земле углерода и воды, в котором активное участие принимает биосфера. В соответствии с биосферной концепцией, углерод биосферы циркулирует через земную поверхность в трех основных циклах круговорота. Первый цикл с характерным временем ~10 -100 лет вызван круговоротом углерода в биосфере, включая ее подземную часть. Второй цикл с периодом ~106 -107 лет обусловлен преобразованием в земной коре захороненной органики (а также карбонатов) при осадконакоплении. И третий цикл продолжительностью ~108 -109 лет может быть связан с погружением углеродсодержащих пород в мантию при субдукции литосферных плит.

    carbon cycle

    Осадочно-миграционная теория нефтеобразования The sedimentary-migration theory

    Осадочно-миграционная теория нефтеобразования В осадочных породах содержание РОВ, как правило, не превышает 1 -2%. Широко распространены концентрации менее 0. 1 %. Наиболее бедны РОВ красноцветные и карбонатные породы. В отдельных случаях концентрация РОВ превышает 20 %, такие породы относятся к горючим сланцам. Принято оценивать содержание РОВ в осадочных породах по содержанию в них Сорг. Среднее содержание Сорг. в глинистых породах -1 -1. 1 %, в алеврито-песчаных - 0. 3 -0. 4%, в мергелях - 0. 4%, в карбонатах -0. 2%.

    Стадии онтогенеза stage of ontogenesis

    Осадочно-миграционная теория нефтеобразования Стадию мезокатагенеза (МК) принято подразделять на 5 этапов, соответствующих пяти маркам каменных углей – MK 1 (Ддлиннопламенные), МК 2 (Г-газовые), МК 3 (Ж-жирные), МК 4 (Ккоксовые) и МК 5 (ОС-отощенно-спекающиеся). Со стадией мезокатагенеза связаны основные события, составляющие процесс нефтеобразования. На этапах МК 1 и МК 2 наиболее интенсивно в результате термокатолиза и мягкого термолиза (по Н. Б. Вассоевичу) происходит новообразование жидких и газообразных УВ. С этими этапами связана главная фаза нефтеобразования (ГФН), или главная зона нефтеобразования (по А. Э. Конторовичу) – нефтяное окно. Согласно вертикальной зональности генерации углеводородов без учета вертикальной миграции флюидов и их перетоков в разрезе осадочных бассейнов распределены и первичные залежи УВ флюидов. В целом же для большинства бассейнов сохраняется зональность сверху вниз: газ—тяжелая нефть—легкая нефть—газоконденсат—газ.

    ШКАЛА КАТАГЕНЕЗА Главная фаза нефтеобразования Главная фаза газообразования SCALE katagenesis Main oil formation stage The main phase of gas generation

    ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕФТЯНОГО ПОТЕНЦИАЛА ГОРНЫХ ПОРОД DETERMINATION OF OIL POTENTIAL OF ROCK

    Понятие «микронефти» • Микро-нефть – нефть, нефтепроизводящей породой; генерируемая • Ее количество - нефтематеринский потенциал — количество микро-нефти, которое может генерировать данная порода (свита) за всю геологическую историю.

    Пиролизатор горных пород Rock-EVAL • МЕТОД ROCK-EVAL • ОЦЕНКА НЕФТЯНОГО ПОТЕНЦИАЛА ОБРАЗЦОВ ГОРНОЙ ПОРОДЫ МЕТОДОМ ПИРОЛИЗА ПРИ ПРОГРАММИРОВАННОМ НАГРЕВЕ • ПИРОЛИТИЧЕСКОЕ И ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ ПРОБЫ ГОРНОЙ ПОРОДЫ С ПОСЛЕДУЮЩИМ ДЕТЕКТИРОВАНИЕМ ПРОДУКТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ

    Метод Rock-Eval - оценка потенциала на нефть образцов горной породы методом пиролиза при программируемом нагреве и пиролитическое и окислительное разложение проб породы с последующим детектированием продуктов разложения. Rock-Eval признан на международном уровне как система, способная измерить следующие параметры с достаточной точностью: • Пики S 1, S 2, S 3, S 4, S 5 • Пик S 3 с разделением сигналов CO и CO 2 • TOC (Общий Органический Углерод ) • Tmax • Тип карбонатов • Водородный индекс (HI) и кислородный индекс (OI)

    pyrolysis

    Аналитический цикл включает два основных этапа нагрева образца, в течение которых определяются пиролитические показатели, позволяющие получить характеристику степени катагенетической зрелости и генерационного потенциала исследуемой породы. На первом этапе при кратковременном воздействии (3 мин) температуры до 300 °С из образца выделяются свободные и/или сорбированные (жидкие или газообразные) углеводороды, количество которых (в мг УВ/г породы) фиксируется и обозначается параметром “S 1”. pyrolysis

    На втором этапе температура нагрева образца увеличивается до 600 o. С. В этом режиме определяется количество УВ (в мг. УВ/г породы), которые могут образоваться при полной реализации нефтематеринского потенциала - параметр “S 2”- характеризующий остаточный генетический потенциал породы. На завершающем этапе происходит сжигание остаточного керогена породы в токе кислорода в температурном диапазоне 600– 620 o. С. Это озволяет п определить массу образующегося СО 2 и с учетом всех данных рассчитать содержание в породе Сорг.

    В течение второго этапа аналитического цикла термического масс-спектрометрического анализа одновременно с параметром S 2 определяется также температура максимальной генерации УВ при пиролизе керогена - параметр “Тmax”. Значение этого параметра используется для оценки степени зрелости рассеянного органического вещества (РОВ) и выступает в качестве критерия выделения главной зоны нефтеобразования (ГЗН). Способность керогена генерировать УВ нефтяного ряда (главная зона нефтегенерации - ГЗН) характеризуется диапазоном значений Тmax 435 -460 0 С.

    Помимо вышеперечисленных пиролитических показателей, получаемых аналитическим путем, для оценки нефтегазогенерационных свойств РОВ используется также и целый ряд расчетных параметров: (“S 1+S 2”) - генерационный потенциал породы (в мг УВ/г породы) без учета эмигрировавшей массы УВ газов и битумоидов. По величине S 1+S 2 оценивают качество материнских пород: 2 мг/г - нефтематеринская порода с бедным потенциалом; от 2 до 6 мг/г - материнская порода с умеренным генерационным потенциалом; 6 мг/г - материнская порода с высоким генерационным потенциалом. [“S 1/(S 1+S 2”)] - индекс продуктивности (OPI) характеризующий процессы перераспределения УВ. “(S 2*100)/Cорг%” - водородный индекс (HI) , который используется для определения типа керогена, а также степени реализации нефтематеринского потенциала пород. По мере роста зрелости HI уменьшается. “(S 1*100)/Cорг%” – битумный индекс (BI), который указывает на удельное содержание (по отношению к керогену) свободной микронефти (мг м. Н/г ТОС).

    Классификация нефтегазоматеринских пород по углеводородно- генерационному потенциалу ОPI Характер продуктов генерации 0, 40 >470 - легкие нефти, конденсаты, жирные газы

    Индекс водорода для разных типов керогена и тип генерируемых углеводородов Тип керогена HI (мг УВ/ Сорг) Преимущественный состав генерируемых углеводородов I >600 нефть II 300 -600 нефть II/III 200 -300 нефть и газ III 50 -200 IV

    Стадии термической зрелости органического вещества ( в отношении способности нефтегазогенерации) по параметрам пиролиза Rock Eval Характер продуктов генерации Стадии зрелости Tmax* ОPI незрелое 0, 40 >470 - легкие нефти, конденсаты, жирные газы [“S 1/(S 1+S 2”)] - индекс продуктивности (OPI) характеризующий процессы перераспределения УВ

    present5.com