Студопедия


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ (АБИОГЕННЫЕ) ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ




В последнее время вновь возродилась гипотеза абиогенного про­исхождения нефти. В США ее предложили Е. Мак-Дермот (1939), Р. Робинсон (1963), но она вызвала резкий протест со стороны гео­логов-нефтяников. В Советском Союзе ее стали развивать с 1950-х го­дов геологи Н. А. Кудрявцев (1951), П. Н. Кропоткин (1955), В. Б. Порфирьев и другие.

Возрождение гипотезы абиогенного происхождения нефти вызвано крупными достижениями науки в области планетарной космогонии и геологии за последние 20—30 лет.

В планетарной космогонии радикально изменилось представление о начальном состоянии планетного вещества. Спектральные наблюдения показали, что атмосфера планет-гигантов — Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна — в основном состоит из метана, а первых двух планет из метана и аммиака. По данным Спинрада и Л. Трефтона (1964) в надоблачной части атмосферы Юпитера предположительно содержится 60% водорода, 36% гелия, 3% неона и 1% метана и аммиака.

Молекулы СН, CN, а также Cg наблюдаются в спектрах относи­тельно холодных звезд. В газопылевой среде, заполняющей все звездное пространство, открыты радикалы GH и CN. В кометах выявлено присутствие молекул Cg, Сд, CN, СН, ОН, NH, NHg, СО, Ng. На планетах земной группы (исключая Землю) установлено присутствие только одной углеродсодержащей молекулы, а именно углекислоты, играющей второстепенную роль в атмосфере .Земли, но являющейся основной составной частью Венеры, Марса, и, по-видимому, Меркурия. Во всех без исключения метеоритах выявлены простейшие органические соединения. Газы, выделяющиеся при прокаливании метеоритов, содержат COg, СО, СН^, Нд, H^S и 80з.

Как показали исследования Г. П. Вдовыкина, проведенные под руководством А. П. Виноградова (1962—1965) методом люминесцент­ного анализа экстрактов в углистых метеоритах (углистых хондри-тах), при холодном экстрагировании присутствуют масла, нейтраль­ные и кислые смолы и гуминовые компоненты. Исследования же квазилинейчатых спектров флюоресценции позволили установить присутствие многоядерных углеводородов. Аминокислоты в метеорите Оргей выявлены Е. Андерсом, Е. Дюфрен, Р. Хаянц, А. Кавалье, Ф. Фитчером (1963); содержание же ванадиевого порфирина устано­влено Ж. Ходжсон и Е. Бейкер (1964). Все эти данные остались под сомнением, так как в метеоритах возможно было земное загряз­нение. Но исследования газовых элементов, удерживаемых внутри минеральных зерен, при которых эти сомнения должны отпасть, показали присутствие многих элементов и молекул, среди которых наблюдалось присутствие Hg, СЩ, Ng, CgHg, СдНд, CoHsCHg, CgHgCaHg, С(,Н4(СНз)г, CeH^CHg)^, СвН4(С2Нд)2 и др.; эти данные были доложены на Химическом конгрессе в Москве в 1965 г. X. Студ-пер, Р. Хаянц, Е. Андерс.




Новые данные показали, что в составе газов космоса довольно широко распространены водород, углерод, азот и другие элементы.

Геологи, развивавшие неорганическую теорию происхождения нефти, останавливались на гипотезе О. Ю. Шмидта (1944), который доказывал, что планеты, в том числе и Земля, образовались путем постепенной аккумуляции веществ в основном протопланетного облака. Большое значение также придавалось положениям о глубин­ных разломах, получившим развитие после работ А. В. Пейве (1945).

Эти новые космические и геологические идеи послужили матери­алом для возрождения идей абиогенного синтеза нефти._ •

Предлагаемые гипотезы неорганического происхождения нефти можно разбить на две группы. Взгляды первой группы иссле­дователей излагаются Н. А. Кудрявцевым. Н. А. Кудрявцев (1954) выдвинул гипотезу образования углеводородов в глуби­нах земли. По его предположению из углерода и водорода, име­ющихся в магме, образуются углеводородные радикалы СН, СН^, СН.з, которые, как и свободный водород, выделяются из магмы или подкорового вещества и служат материалом для образования нефти в более холодных зонах земной коры (1966). По мнению Н. А. Куд­рявцева, глубинные разломы «служат путями для подъема из ман-чип Земли в осадочную ее оболочку не только нефти, но и различных газов и паров, из которых по мере перемещения их в зоны с невысокой температурой образуются ювенильные воды, в той или иной степени насыщенные солями . . . Ювенильные воды, поднявшись в осадоч­ную толщу, смешиваются с ископаемыми морскими и подземными морскими и подземными водами атмосферного происхождения и об­разуют различные типы подземных вод, в частности воды нефтя­ных месторождений и грязевых вулканов» (1963).



Вторая группа исследователей предполагает, что сложные угле­водороды, попавшие из космоса в недра земли, претерпевают лишь умеренные химические преобразования, превращающие их в нефть, которая в дальнейшем поднимается к поверхности и образует залежи в земной коре.

Так, В. Б. Порфирьев (1966) пишет: «Нефть поступала с глубины не в форме углеводородных радикалов и низкомолекулярных соеди­нений. а со всеми свойствами, присущими естественной нефти в отно­шении высокомолекулярных соединении и асфальтово-смолистого комплекса. Флюиды поднимались в высоко нагретом состоянии и под колоссальным давлением, обусловливающим эффект, аналогичный гидравлическому разрыву пластов и проникновению в пористые пласты, занятые водой . . . Таким путем образовались все нефтяные месторождения. Где и на каких глубинах находилась нефть до ее миграции, остается неясным. Несомненно только одно — в подкоро-вых зонах. Все соображения об условиях ее залегания и устойчи­вости в условиях температуры порядка 1000° С и высоких давлений могут иметь только гипотетический: характер . . . Движение нефти по полостям разломов проходило под огромным давлением, и про­никновение нефтяных флюидов в породы-коллекторы, прилегающие к разломам, имело характер импрегнации, сопровождаясь явле­ниями гидравлического разрыва. . . История восстановленных вод нефтяного типа аналогична истории нефти — они имеют глубинную природу».

Остановимся кратко на некоторых основных положениях гипо­тезы неорганического происхождения нефти.

1. Обе группы гипотез основаны главным образом на новых ; анных планетарной космогонии, которые еще требуют проверки.

Не рассмотрены возможные процессы образования углеводородов в магме, осевших вместе с протопланетным материалом. Поэтому Н. А. Кудрявцев (1966, 1967) предположил, что все органпчески& соединения в магме разлагаются на углерод и водород, которые в дальнейшем образуют радикалы СН, CHg, CHg и уже в земной коре (по выходе из магмы) под влиянием процессов полимеризации и син­теза образуют углеводороды нефтяного ряда. Углеводородов нефтя­ного ряда много, и как протекает процесс их образования остается неясным. По-видимому, чтобы избежать проблемы состояния угле­водородов в магме В. Б. Порфирьев (1966, 1967) предположил, что-они почти не изменяются в магме, всплывают к ее кровле в сильно" нагретом состоянии и под колоссальным давлением, первично ска­пливаясь в подкоровых зонах.

Следовательно, цикл образования первичнойнефти у обоихавторов остается необоснованным.

В. Б. Порфирьев (1960), ссылаясь на работы астронома Ф. Хойля, указывает на наличие на Венере морей, состоящих из углеводородов. Следует отметить, что Ф. Хойль не доказывал, а лишь предполагал такую возможность на Венере. В последние годы поверхность Венеры и ее атмосфера изучались самыми различными методами: спектраль­ными, радиолокации, радиоизлучения и т. д.

Особенно интересные данные получены Советской межпланетной станцией «Венера-4», опустившейся на поверхность этой планеты 18 октября 1967 г. Температура у поверхности Венеры составляет около 280° С, давление 15—22 am (земные). Атмосфера планеты на 90—95% состоит из COg. Кроме того, в ней содержится кислорода 0,4%, воды вместе с кислородом не более 1,6%, азота не обнаружено. Планета покрыта слоем облаков из пыли мощностью до 30 км. По­верхность планеты представляет собой огромную горячую пустыню, на которой непрерывно бушуют пыльные бури.

Из многих метеоритов путем экстрагирования извлекаются би-т^мы. Детальные исследования таких битумов из большого числа метеоритов произвели И. Карлан, Е. Дегенс, Дж. Рейтер (1964). В битумах метеоритов обнаружены углеводороды алифатического" и ароматического рядов, аминокислоты и глюкоза. Таким образом^ следует признать астрофизическим фактом наличие в космосе орга­нических молекул химического (неорганического) происхождения. Однако связь этих органических соединенийс залежами нефти:

и газа в земной коре нуждается в обосновании.

В современных вулканических газах присутствуют горючие газы. Надо подчеркнуть, что содержание метана в газах вулканов крайне ничтожно даже в тех случаях, когда он обнаруживается (примерно 0,004%). Образование метана в связи с лавами лишь допускается. Фактически обнаруживаемый в вулканических газах метан может быть генетически связан с осадочной толщей. Он мо­жет возникнуть из органического вещества осадочных пород под воздействием высокой температуры лавы при прорыве ею осадоч­ных толщ.

Критикуя взгляды Н. А. Кудрявцева, В. Г. Васильев (1964) отмечает: «Для объяснения приуроченности крупных скоплений нефти, например к центральным районам Западно-Сибирской низ­менности или к таким районам Урало-Поволжья, как Татарский свод, Н. А. Кудрявцев, по-первых, должен, видимо, найти механизм дросселирования огромных давлений глубинных газов, растворенных в магме; во-вторых, найти механизм разделения нефти и газа на больших глубинах в зоне глубинных разломов, при котором нефть и газ поступали бы в коллекторские породы, а магматические рас-ллавы и типично вулканические газы, как правило, содержащие большое количество сернистых соединений, удерживались бы на •какой-то глубине. Однако в районах нефтяных и газовых месторожде­ний составы природных газов не имеют ничего общего с вулканиче­скими; в этих районах также нет и следов воздействия вулканических газов на вмещающие осадочные породы. Получается, что в магме должен происходить такой специфический процесс, при котором растворенные в ней газы в процессе нефтеобразования по непонят­ным причинам не должны проявлять себя». .

2. Возможный синтез углеводородов неорганическим путем дока­зывается рядом простейших химических экспериментов, проведен­ных еще в прошлом столетии. Однако они не соответствуют условиям, которые могли наблюдаться на земле в какую-либо из стадий ее развития. Термодинамический анализ условий магматического рас­плава при внедрении его "в осадочную оболочку (М. Ф. Двали и П. Ф. Андреев) свидетельствует о том, что возникновение и суще­ствование каких-либо углеводородов более сложных, чем метан, невозможно.

3. В качестве одного из основных доказательств неорганического происхождения нефти П. А. Кудрявцев рассматривает наличие нефти или ее признаков в изверженных и метаморфических породах. В его работах проанализирован обширный материал. Н. А. Кудряв­цев стремится показать, что в рассматриваемых им случаях нефть не могла попасть в изверженные и метаморфические породы из оса­дочного комплекса отложений. Действительно, известно около 30 про­мышленных иди полупромышленных залежей нефти, приуроченных к изверженным и метаморфическим породам; кроме того, имеется упоминание более чем о 200 случаях минералогических включений углеводородов в изверженных или метаморфических породах.

Случаи, приводимые Н. А. Кудрявцевым, критически рассмот­рены М. Ф. Двали, П. Ф. Андреевым, А. А. Бакировым, М. К. Ка-линко и многими другими.

Анализ геологических условий нахождения таких залежей нефти или проявлений углеводородов в связи с изверженными и метамор­фическими породами (там, где он может быть проведен при наличии достаточного фактического материала) с несомненностью устанавли­вает связь их образования с осадочной толщей или допускает такую возможность. Только около 30 месторождений нефти (более чем из 10 000) может привлекаться сторонниками неорганического синтеза как доказательство своих взглядов, да и то в большинстве этих случаев легко допустимо проникновение нефти в изверженные и ме­таморфические породы из осадочных пород.

4. Тесно связано с предыдущим положением утверждение сторон­ников неорганического происхождения нефти того, что нефть обя­зательно насыщает весь разрез в нефтегазоносном бассейне от самого верхнего встреченного продуктивного горизонта до пород фунда­мента включительно. В нефтеносных районах, действительно, диа­пазон нефтеносности очень широк и часто охватывает разрез от пород фундамента до четвертичных отложений включительно. Но при этом никогда не наблюдается непрерывной нефтеносности разреза. Она связана лишь с определенными толщами. Эти же толщи нефте­носны на обширных территориях, охватывающих крупные тектони­ческие единицы земной коры. В то же время промежуточные толщи оказываются пустыми, несмотря на наличие в них условий, бла­гоприятных для образования скоплений, и на приуроченность их к тем тектоническим разломам земной коры, по которым, по мы­сли П. Н. Кропоткина, углеводороды проникали из глубоких недр земли.

Эта особенность может быть прослежена не только в каждом нефтегазоносном районе но и в земной коре в целом. Неравномер­ность размещения добычи и запасов нефти и газа по возрасту отло­жений вряд ли можно объяснить с позиций неорганического проис­хождения нефти. Вместе с тем отмеченные особенности размещения залежей нефти и газа как по разрезу, так и по возрасту могут объ­ясняться периодичностью возникновения условий, благоприятных для образования нефти и газа.

5. Региональная приуроченность скоплений нефти и газа к зо­нам разломов в земной коре использовалась как довод П. Н. Кро­поткиным и В. Б. Порфирьевым. В 1963 г. вышла монография Н. А. Кудрявцева, посвященная этому вопросу. Отдавая должное тщательности исследований, проведенных Н. А. Кудрявцевым, ни­как нельзя согласиться с его основными выводами о глубинных разломах как проводниках нефти и газа из глубоких недр земного шара к верхним слоям земной коры.

О характере разломов в фундаменте в нефтегазоносных районах до сих пор известно очень мало. Приуроченность некоторых типов залежей нефти и газа к разрывам в осадочной толще рассмотрена в гл. VII. Глубинные разломы влияют на распределение фаций отложений, в том числе фаций, благоприятных для нефтегазообразо-вания, а приуроченность многих нефтяных и газовых месторождений к зонам глубоких разломов и грабенам в земной коре объясняется прежде всего благоприятными условиями для формирования скопле­ний в таких зонах-

Напомним о своеобразном распределении аномалийных давлений в районах развития тектонически экранированных залежей и усло­виях их существования. Аномалийные давления могут возникать лишь при надежной изоляции залежей от остальных частей резер­вуара, т. е. они возникают там, где не может быть перемещений нефти и газа по разрывам. Если количество залежей с аномалий-ными давлениями на глубинах свыше 2000 м увеличивается, это ука­зывает на ухудшение возможностей миграции нефти и газа по тре­щинам на этих глубинах. Следует считаться с замыканием трещин на значительных глубинах и малой вероятностью миграции по ним газа, нефти и воды. Всестороннее давление в земной коре возрастает пропорционально глубине. Уже на глубинах 20 км оно превышает 5000 am. Как известно, при больших всесторонних давлениях все материалы, в том числе и породы, приобретают пластичность и по своим свойствам напоминают жидкость. Вряд ли кто-либо серьезно может рассматривать глубинные разломыкак открытые трещины, проникающие в мантию земного шара.

За последние годы проведено много работ с целью выявления за­кономерностей формирования нефтяных и газовых месторождений в различных нефтегазоносных регионах. Многие исследователи об­ращали внимание на связь нефтеносности с крупными разрыв­ными нарушениями. В работе Н. А. Крылова (1966) отмечается, что в зонах с крупными разломами поисковые работы на нефть и газ в мезозойских отложениях эпигерцинской платформы юга СССР дали отрицательные результаты. Поэтому автор пришел к выводу, что крупные разломы нельзя считать положительным признаком при оценке перспектив нефтегазоносности. Таким образом, не уста­навливается прямой связи глубинных разломов с нефтегазоносностью разреза осадочных отложений.

Географическое размещение более чем 10 000 известных ныне нефтяных и газовых месторождений и многих тысяч естественных нефтегазопроявлений несомненно указывает на их приуроченность к осадочным бассейнам, в том числе и к зонам разломов, если таковые в этих бассейнах наблюдаются. П. Н. Кропоткин считает, что если бы нефть и газ были органического происхождения, то крупне1"1шие и наиболее концентрированные скопления биогенного органического материала (месторождения горючих сланцев, каменноугольные бас­сейны) сопровождались бы месторождениями нефти и газа. По его мнению, такого явления в природе не наблюдается. Ученые давно отмечали парагенезис полезных ископаемых угольного и битумного ряда (Д. Уайт в США, К. Крэг в Англии и И. М. Губкин в СССР), но объясняли явление по-разному. Д. Уайт, подобно М. В. Ломоно­сову, видел связь этих полезных ископаемых в образовании битумов из углей путем перегонки. К. Крэг объяснял парагенезис, единством исходного материала; И. М. Губкин указывал на переход одной фациальнои обстановки в другую.

И. О. Брод и автор настоящей книги подчеркивали разницу в условиях накопления исходного материала (гомогенная и рас­сеянная формы) и сохранения образовавшихся подвижных веществ. Н. Б. Вассоевич отмечает, что рассеянной органики в породах в 1000 раз больше, чем угля и нефти вместе взятых. По его подсче­там в стратисфере содержится 1013 т микронефти, что на два порядка выше, чем содержание нефти. Примерно такие же данные (6-Ю13) опубликованы Дж. Хантом (1961).

6. В. Б. Порфирьев (1966) пришел к выводу, что все известные на земле нефтяные месторождения образовались недавно, в проме­жутке времени от миоцена до четвертичного периода. Почему нефть. начала мигрировать к земной поверхности именно в миоцене? Ко­нечно, такой подход к проблеме не может быть признан верным. В природе, действительно, существуют залежи, формирование ко­торых происходило в относительно недавнее время, но существуют и залежи более ранние, время формирования которых может быть легко определено. Нельзя в качестве доказательства поздней мигра­ции признавать только наличие «закированных» галек; этот вопрос должен решатьсяна основании совокупности различных, главным образом геологических факторов. В частности, в этом отношении весьма показательными могут быть условия формирования страти­графически и тектонически экранированных залежей.

Следует указать еще на одно обстоятельство, подчеркнутое' В. П. Савченко и необъяснимое с позиции неорганического проис­хождения нефти. В. П. Савченко разработал применение гелиевого. метода для определения условного возраста нефтей и природных газов. Проведенные расчеты показали, что в большинстве случаев возраст нефтей и природных газов в общем соответствует возрасту вмещающих пород.

Н. А. Кудрявцев признаком наличия глубинных разломов в ряде-нефтегазоносных (районов) бассейнов считает присутствие в них грязевых вулканов. Он полагает, что газы, выделяемые ими, имеют глубинное происхождение, так как в них присутствуют СО и Н^ в долях процента. При этом он ссылается на анализы, приведенные С. А. Ковалевским. Заключение лаборатории, выполнявшей анализы,. отличается от выводов С. А. Ковалевского и Н. А. Кудрявцева. Л. Потоловский и В. Буйницкая в 1935 г. писали: «Резюмируя нашу работу, необходимо отметить почти полное отсутствие в иссле­дованных нами образцах газов водорода и окиси углерода. Получив­шиеся в некоторых случаях величины порядка 0,1—0,2% можно отнести за счет погрешности газоаналитического метода . . . Вообще-можно считать, что свободный водород, окись углерода и непре­дельные углеводороды в природных газах Азербайджана отсут­ствуют»

Ф. Г. Дадашев (1965) на основании данных всех анализов, нако­пленных за предыдущие годы, делает вывод: «Газы грязевых вулканов относятся к газам биогенного происхождения. По своему составу они значительно отличаются от газовых выделений магматических вулканов и газов, окклюдированных изверженными горными поро­дами. Абсолютный возраст газов грязевых вулканов Азербайджана, определенный гелий-аргоновым методом, и исследования отношения процентного содержания нормальных бутана и пентана к их изоме­рам показали, что стратиграфическая приуроченность газа подавля­ющего числа грязевых вулканов не выходит за пределы третичных отложений».

Как отмечалось выше, теоретически можно допустить образова­ние углеводородов неорганическим путем. Однако остается неясным, возможно ли образование за счет этих углеводородов нефти как весьма сложной системы органических соединений. Отмечены опре­деленные закономерности в изменении состава нефтей в земной коре в зависимости от глубины залегания и от возраста. В соответствии с глубинной схемой образования нефти по мере увеличения глубины нахождения залежей, т. е. по мере приближения к источнику их образования степень превращенности нефтей, их метанизация должны уменьшаться. В действительности же наблюдается обратная картина. В последующих главах рассматриваются закономерности в распро­странении залежей нефти и газа в земной коре и закономерности свойств находящихся в них нефтей с позиции органического проис­хождения нефти. Для обоснования неорганической схемы образова­ния нефти необходимо объяснить установленные закономерности и геохимические условия возникновения нефти.





Дата добавления: 2013-12-31; просмотров: 1957; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных | ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9016 - | 7248 - или читать все...

Читайте также:

  1. IX. 2. Первичная и вторичная миграция нефти и газа
  2. IX. 4. Разрушение залежей нефти и газа
  3. VIII.3 Осадочно-миграционная теория происхождения нефти
  4. VIII.I. Теоретическое и практическое значение проблемы происхождения нефти и газа
  5. XIII.1. Критерии прогноза нефти и газа
  6. XIII.4. Прямые методы поисков месторождений нефти и газа
  7. АГРОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА В XX ВЕКЕ. стратегического развития восточных регионов страны. В этих районах были разведаны огромные месторождения нефти и природного газа (70 % от всех разведанных
  8. БИЛЕТ 3 ГОМЕРОВСКИЙ ВОПРОС, ЕГО ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ. СОВРЕМЕННОЕ РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ГОМЕРОВСКИХ ПОЭМ
  9. Билет № 18. 1. Открытие сильных минеральных кислот и кислот растительного происхождения. Развитие методов аналитической химии
  10. Блочные автоматизированные установки подготовки нефти, газа и воды
  11. Буржуазные теории происхождения средневековых городов и их критика
  12. ВВЕДЕНИЕ. Обращение к конкретной истории сторонников «азиатской» гипотезы . 279


 

54.227.76.35 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.


Генерация страницы за: 0.005 сек.