Dėl naftos kilmės teorijos mokslininkai nepasiekė bendro sutarimo. Tai labai sudėtingas klausimas, ir nei dujų ir naftos geologija, nei visas šiuo metu žmonijai prieinamas gamtos mokslas negali išspręsti jos sprendimo problemos. Apie naftos kilmę kalba ne tik teoretikai, bet ir praktikai. Apie tai daug ir įdomiai rašė žinomas naftos geologas I. M. Gubkinas praėjusio amžiaus trečiajame dešimtmetyje, aptarinėdamas įvairias naftos kilmės teorijas. Apskritai galime tik spėlioti, kokie procesai vyko per milijardus metų po žemės pluta, mūsų planeta daugeliu atžvilgių mums vis dar yra paslaptis. Žmogus mažai žino apie tikrąją geoevoliucijos procesų eigą, todėl naftos kilmės teorijų yra labai daug.
Dvi pagrindinės teorijos
Kai žmonija gaus visas žinias apie sąlygas, kurios prisideda prie naftos atsiradimo, kai tiksliai ištiria, kaip žemės plutoje susidaro jos telkiniai, kai susipažįsta su visomis be išimties struktūrinėmis formomissluoksniai, jų litologinės ypatybės, palankios naftos atsiradimui ir kaupimuisi – tik tada žvalgyba ir telkinių paieška bus atliekama tikrai tikslingai. Kai tik pradėjo vystytis geologijos mokslas, išryškėjo dvi pagrindinės naftos kilmės teorijos. Pirmasis susijęs su jo formavimusi su gyva medžiaga. Tai organinė aliejaus kilmės teorija. Antrasis sako, kad dujos ir nafta atsirado dėl vandenilio ir anglies sintezės esant aukštam slėgiui ir temperatūrai žemės plutos gelmėse. Tai neorganinė naftos kilmės teorija.
Istorija teigia, kad organinė teorija atsirado vėliau nei neorganinė: iki XIX amžiaus vidurio nafta buvo išgaunama tik ten, kur ji liečiasi su žemės paviršiumi – Kalifornijoje, Viduržemio jūroje, Venesueloje ir kai kurios kitos vietos. Vokiečių mokslininkas Humboldtas pasiūlė, kaip susidaro nafta: kaip ir asf altas, veikiant ugnikalniams. Šiek tiek vėliau, XIX amžiaus antroje pusėje, chemikai jau mokėjo sintetinti acetileną С2Н2 su metano serijos angliavandeniliais. laboratorijose. Dar vėliau mūsų Dmitrijus Ivanovičius Mendelejevas pristatė pasauliui savo „karbido“, o ne organinę naftos kilmės teoriją. Geologas ir mokslininkas Gubkinas ją įnirtingai kritikavo.
Mendelejevas ir Gubkinas
1877 m. meistras Rusijos chemijos draugijoje kalbėjo apie naftos kilmės hipotezę. Jis buvo paremtas didžiule faktine medžiaga, todėl iškart išpopuliarėjo. Spręsti pagalRemiantis pateiktais įrodymais, visi tuo metu aptikti telkiniai buvo susitelkę kalnų susiklosčiusių darinių pakraščiuose, yra pailgi ir išsidėstę šalia didelių lūžių zonų. Anot Mendelejevo, vanduo giliai patenka į Žemę per gedimus ir reaguoja su metalų karbidais, taip prisidedant prie naftos susidarymo, kuris vėliau pakyla ir formuoja nuosėdas. Mendelejevo formulė atrodo taip: 2FeC+3H2O=Fe2O3+C2H6. Sprendžiant iš jo hipotezės (kaip susidaro nafta), šis procesas vyksta visada, ir ne tik tolimais geologiniais laikotarpiais.
Aš. M. Gubkinas visur kritikavo karbido teoriją. Ši parinktis negali patenkinti žmogaus, kuris gerai išmano geologiją, kuris yra įsitikinęs, kad nafta gana gerai susiformavo net ten, kur nėra jokių gedimų, kurie vandenį praleidžia skystiems karbidams. Tokių plyšių gamtoje tiesiog nėra – nuo Žemės šerdies iki paviršiaus. Baz alto diržas neleis nei vandeniui giliai prasiskverbti, nei užbaigtam aliejui pakilti į lauką. Be to, visa šiuo metu iš didelių gelmių gaminama nafta prieštarauja šiai teorijai. Kitas argumentas Gubkinui buvo tai, kad neorganiškai susidaręs aliejus yra optiškai neaktyvus, o natūralus aliejus yra aktyvus, netgi gali suktis šviesos poliarizacijos plokštumoje.
Kosmosas yra trečioji teorija
Kosminė naftos susidarymo teorija taip pat buvo labai populiari. Šiandien, kosmose atsiradus šiuolaikinėms technologijoms, ji taip pat patyrė triuškinantį fiasko. rusųgeologas N. A. Sokolovas dar 1892 metais paskelbė savo teoriją apie kosminę naftos kilmę, pagrįstą tuo, kad angliavandeniliai mūsų planetoje egzistavo visada, nesugadintu pavidalu, ir jie susidarė esant aukštai temperatūrai, kai Žemė dar tik kūrėsi. Vėsdama planeta absorbavo naftą, ištirpdydama ją skystoje magmoje. Susidarius vientisai žemės plutai, magma tarsi atsisakė angliavandenilių, kurie išilgai plyšių kilo į viršutines dalis, kur nuo aušinimo sutirštėjo ir susidarė tam tikros sankaupos. Sokolovo argumentai buvo tokie, kad angliavandenilių buvo rasta meteoritų masėje.
Gubkinas sukritikavo šią teoriją, k altindamas, kad ji pagrįsta grynai teoriniais skaičiavimais, kurie niekada nebuvo patvirtinti geologiniais stebėjimais. Jis apskritai buvo tikras, kad gamtoje beveik nėra neorganinio aliejaus, o tai, kas yra, negali turėti praktinės reikšmės. Didžiojoje dalyje naftos telkinių vis dar yra medžiagos, perėjusios visus naftos susidarymo etapus, ir tai yra organiniu būdu. Vėlesnės diskusijos apie šią problemą vyko beveik šimtą metų, su tais pačiais ginčais ir nesusitarimu. Sovietų naftos mokslininkai pateikė labiausiai pagrįstą neorganinės naftos kilmės teoriją.
Sovietų Sąjungos mokslininkai
Kropotkinas, Porfirievas, Kudrjavcevas ir kiti jų bendraminčiai bandė įrodyti, kad iš vandenilio ir anglies, kurių yra pakankamai magmoje, radikalai CH, CH2, CH gaunami 3,iš jo išsiskiria kartu su deguonimi, kuris š altose zonose yra pradinė medžiaga aliejui susidaryti. Kudrjavcevas buvo tikras, kad abiogeninė naftos kilmė leidžia jai kartu su dujomis prasiskverbti į planetos nuosėdinį apvalkalą per gilius Žemės mantijos lūžius. Porfirjevas paprieštaravo, kad aliejus atkeliavo ne angliavandenilių radikalų pavidalu iš giliųjų zonų, o jau visiškai turėdamas visas gatavos natūralios alyvos savybes, prasiskverbdamas pro porėtas uolienas. Jis negalėjo atsakyti tik į klausimą, kokio gylio buvo nafta prieš migraciją? Be jokios abejonės, subkortikinėse zonose, tačiau visa ši teorija taip pat neabejotinai neįrodoma, kaip ir ankstesnės.
Neorganinė aliejaus kilmė buvo paremta šiais argumentais:
1. Taip pat yra nuosėdų pagrindinėse kristalinėse uolienose.
2. Dujų ir naftos priemaišų rasta kartu su angliavandeniliais ugnikalnių išmetamuose teršaluose, „sprogimo vamzdžiuose“kosmose.
3. Angliavandenilius galima gauti laboratorijoje, sukuriant aukšto slėgio ir temperatūros sąlygas.
4. Angliavandenilių dujų ir skystų angliavandenilių skysčių yra šuliniuose, kurie prasiskverbia į kristalinį pagrindą (Švedijoje, Tatarstane ir kitur).
5. Organinė teorija niekaip negali paaiškinti didžiulės naftos koncentracijos ir milžiniškų telkinių.
6. Dujų telkiniai yra kainozojaus amžiaus, o naftos telkiniai – popaleozojaus senovės kalnų platformose.
7. Naftos telkiniai dažniausiai siejami su giliais gedimais.
Organikos teorija
Pastaraisiais metais pasirodė daug leidinių su naujais duomenimis. Pavyzdžiui, skysta nafta randama vandenynuose, jų plitimo zonose. Dauguma šių faktų kalba apie neorganinę aliejaus kilmę. Tačiau jis vis tiek pateisinamas gana taupiai ir silpnai. Štai kodėl ji iki šiol turi labai mažai rėmėjų. Didžioji dauguma geologų tiek užsienyje, tiek mūsų šalyje laikosi organinės naftos kilmės teorijos. Kodėl ši teorija tokia patraukli?
Biogeninė aliejaus kilmė reiškia, kad ji kilusi iš organinių medžiagų, esančių povandeninių nuosėdų nuosėdose. Šio proceso pobūdis yra aiškiai suplanuotas. Biogeninės teorijos šalininkai yra įsitikinę, kad aliejus yra produktas, gaunamas transformuojant organines medžiagas. Tai floros ir faunos liekanos jūrinės kilmės nuosėdinėse nuosėdose, kurių viename kubiniame metre druskos turinčių uolienų yra gramų, o naftinguose skalūnuose ant to paties kubinio metro nuosėdų gali iškristi iki šešių kilogramų. indėlių. Molyje - pusė kilogramo, aleurio - du šimtai gramų, kalkakmenyje - du šimtai penkiasdešimt.
Dviejų rūšių organinės medžiagos
Sapropelis ir humusas – kiekvienas augalininkystę mėgstantis žmogus žino, kas tai yra. Jei organinės medžiagos kaupiasi po vandeniu, kur nepakankamas oro priėjimas, bet jos yra, jos pūva, susidaro humusas – pagrindinė dirvožemio dalis, suteikianti derlingumą. Jei po vandeniu, bet neturint prieigos prie deguonies, jis kaupiasiorganinės medžiagos, tada vyksta „lėta distiliacija“, redukuojantis cheminis procesas – skilimas. Sekliuose stovinčio vandens telkiniuose visada yra didžiulis kiekis melsvadumblių, planktono, įskaitant nariuotakojus, kurie ilgai negyvena ir miršta didžiuliai kiekiai.
Apatinėje dalyje susidaro galingas organinio dumblo sluoksnis – sapropelis. Tai jūrų pakrantės dalys, lagūnos, žiotys. Sausai distiliuojant, sapropelis gamina dvidešimt penkis procentus į aliejų panašių riebiųjų aliejų masės. O aliejaus susidarymas yra toks ilgas ir sudėtingas procesas, kad žmogus neturi galimybės sekti visų jo etapų, randa tik rezultatą – didžiulius naftos telkinius ir nuosėdas. O procesai tūkstančius metų vyko naftos š altinių kompleksuose, kur vandenynų dugne susidarė įvairiausios nuosėdos, kuriose buvo difuzinės organinės medžiagos, kurių kiekis ne mažesnis kaip klarko – keturi šimtai gramų kubiniame metre.
Potencialas
Didžiausio potencialo š altiniai yra molio karbonatas, kuriame yra organinės medžiagos sapropelio. Tokie telkiniai vadinami domanikitais. Jie randami visuose ikikambro sluoksniuose, fanerozojaus sistemose ir tais pačiais stratigrafiniais lygiais visiškai skirtinguose žemynuose. Kaip tai nutiko? Prieš tris su puse milijardo metų Žemėje atsirado gyvybė. Kambro eroje Žemės vandens apvalkalas jau turėjo pačių įvairiausių organinių medžiagų formų. Ankstyvąjį paleozojų atstovavo didžiulės jūros irvandenynai, kur dumbliai ir bestuburiai jau turėjo daugybę rūšių.
Ir toli gražu ne iš karto visas šis organiškas pasaulis puolė į žemę. Geriausios sąlygos gyvenimui buvo sukurtos rezervuaruose, esančiuose šešiasdešimties iki aštuoniasdešimties metrų gylyje - dažniausiai tai yra žemynų povandeninių ribų lentynos. Kuo arčiau žemės, tuo daugiau organinių medžiagų nuosėdose. Vidaus jūrose yra iki penkiasdešimt procentų visų nusėdusių organinių medžiagų. Geriausios sąlygos naftos gamybai yra pakrantės jūrų dalys. Nafta gaunama iš senovės jūrų, o ne iš pelkių gėlo vandens baseinuose.
Alyvos susidarymo etapai
Akademikas Gubkinas teigė, kad naftos formavimasis negali išsiversti be tam tikrų etapų. Pirmosios yra sedimentogenezė ir diagenezė, kai susidaro dujų š altinio ir naftos š altinio nuosėdos, tai yra pradinės organinės medžiagos. Pirmajame etape vyksta tokie biocheminiai procesai, kurių metu susidaro kerogenas ir gausybė dujinių medžiagų, kurios palaipsniui išsisklaido.
Kai kurios iš jų ištirpsta ir koncentruojasi, kartais net yra svarbios pramoninei gamybai (pavyzdžiui, Afrikos ežere arba Japonijoje dujos taip pat išgaunamos iš jūros, kurioje iki iki devyniasdešimt septynių procentų metano). Tačiau šiame etape nafta dar nesusidarė. Tačiau tolesnis panardinimas atveda tyrinėtoją į katagenezės zonos naftos š altinio uolienas, kur iš pirminės organinės medžiagos jau atsiranda amoniakas, vandenilio sulfidas, metanas, anglies dioksidas ir kartu su jais skysti produktai.angliavandeniliai.
Fazės ir zonos
Pagrindinė fazė yra naftos susidarymas katagenezės stadijoje dviejų ar trijų kilometrų gylyje nuosėdų, kurių temperatūra nuo aštuoniasdešimties iki šimto penkiasdešimties laipsnių Celsijaus. Optimalios sąlygos yra būtent tos, kurioms esant lemiamas veiksnys yra aukšta temperatūra. Naftos ir dujų gamyba taip pat turi specifines zonas gylio požiūriu. Iki šimto penkiasdešimties metrų yra biocheminė zona, kuriai būdingas biocheminių procesų vystymasis organinėse medžiagose ir išsiskiriant dujoms.
Nuo vieno iki pusantro kilometro žemyn – pereinamoji zona, kurioje nublanksta visi biocheminiai procesai. Trečioji zona, nuo pusantro iki šešių kilometrų, yra šiluminė katalizinė zona, ji ypač svarbi alyvos susidarymui. Ir ketvirta – dujos, kuriose daugiausia susidaro metanas. Matyti, kad procesas prasideda nuo dujų susidarymo, lydi naftos susidarymą visuose etapuose ir užbaigia šį procesą. Šis zoniškumas yra vertikalus, o angliavandenilių pasiskirstymas laukuose yra horizontalus.
Gamyba
Anksčiau aliejus buvo išgaunamas ten, kur jis priartėjo prie paviršiaus. Dabar jo gamyba išaugo daug kartų, todėl šuliniai yra tiesiog nuostabūs savo ilgiu. Ilgiausi buvo išgręžti SSRS: Sachaline - daug daugiau nei dvylika kilometrų, o Kolos pusiasalyje - 12262 metrai. Katare horizontalus šulinys yra daugiau nei dvylikos kilometrų ilgio, JAV – du devynių kilometrų šuliniai. Bavarijos kalnuose Vokietijoje yra tas pats devynių kilometrų šulinys, iš kurionieko nebuvo iškasama ir negaunama, nors tam buvo išleisti trys šimtai trisdešimt septyni milijonai dolerių. Austrijoje buvo rastas nedidelis naftos telkinys, kuris netikėtai pasirodė gerokai didesnis už ištirtą, tačiau nafta buvo aptikta daugiau nei aštuonių kilometrų gylyje. Atidžiau panagrinėjus paaiškėjo, kad ši sankaupa buvo ne nafta, o dujos, kurių išgauti buvo neįmanoma – šios vietovės geologinės ypatybės neleido. Bet jie vis tiek išgręžė šulinį, bet visiškai nieko nerado, net skalūnų, kuriuos būtų galima išgauti.
Visoms šalims reikia naftos. Dėl jos nebuvimo nuolat prasideda karai. Dabar jis išgaunamas anksčiau nematytais kiekiais. Žemė jau tiesiogine prasme išdžiūvo. Energetikos ekspertai apskaičiavo, kiek metų užteks naftos, esančios Žemės gelmėse. Ir paaiškėjo, kad iš jau išžvalgytų rezervų liko tik penkiasdešimt šešeri metai. Žinoma, jis visiškai neišnyks. Žmonės jau žino, kaip išgauti naftą iš skalūnų, aliejinio smėlio, natūralaus bitumo ir daug daugiau. Venesuelai naftos pakaks šimtui metų, Saudo Arabijai – beveik septyniasdešimčiai metų, Rusijai – mažiau nei trisdešimčiai metų būti naftos ir dujų milžine.
