По отношение на теорията за произхода на петрола учените не са стигнали до консенсус. Това е много сложен въпрос и нито геологията на газа и петрола, нито цялата естествена наука, която в момента е достъпна за човечеството, не могат да решат проблема за неговото разрешаване. За произхода на петрола говорят не само теоретици, но и практици. Известният нефтен геолог И. М. Губкин пише много и интересно за това през тридесетте години на миналия век, обсъждайки различни теории за произхода на нефта. Като цяло можем само да гадаем какви процеси са се случвали в продължение на милиарди години под земната кора, нашата планета все още е загадка за нас в много отношения. Човекът знае малко за истинския ход на процесите на геоеволюцията, така че теориите за произхода на петрола са многобройни.
Две основни теории
Когато човечеството получи пълно знание за условията, които допринасят за появата на нефт, когато изучава как точно се образуват залежите му в земната кора, когато се запознае с всички структурни форми без изключениепластове, техните литоложки особености, които са благоприятни за появата и натрупването на нефт - само тогава проучването и търсенето на находища ще се извършват наистина целесъобразно. Веднага след като геоложката наука започва да се развива, се появяват две основни теории за произхода на петрола. Първият свързва образуването му с живата материя. Това е органична теория за произхода на петрола. Вторият казва, че както газът, така и нефтът са възникнали поради синтеза на водород и въглерод при високо налягане и температури в дълбините на земната кора. Това е неорганична теория за произхода на петрола.
Историята твърди, че органичната теория се появява по-късно от неорганичната: до средата на деветнадесети век нефтът се добива само там, където влиза в контакт със земната повърхност - в Калифорния, в Средиземно море, във Венецуела и някои други места. Германският учен Хумболт предложи как се образува нефтът: точно като асфалта, в резултат на действието на вулкани. Малко по-късно, през втората половина на деветнадесети век, химиците вече знаеха как да синтезират ацетилен С2Н2 с въглеводороди от метанова серия в лаборатории. Още по-късно нашият Дмитрий Иванович Менделеев представи на света своята собствена „карбидна“, а не органична теория за произхода на петрола. Геологът и учен Губкин я критикува яростно.
Менделеев и Губкин
През 1877 г. майсторът говори в Руското химическо дружество относно хипотезата за произхода на петрола. Той се основаваше на огромен фактически материал и затова веднага стана популярен. Съдейки поСпоред представените доказателства всички открити по това време находища са съсредоточени по ръбовете на планински нагънати образувания, те са издължени и са разположени в близост до зоните на големи разломи. Според Менделеев водата навлиза дълбоко в Земята през разломи и реагира с метални карбиди, като по този начин допринася за образуването на масло, което след това се издига и образува отлагания. Формулата на Менделеев изглежда така: 2FeC+3H2O=Fe2O3+C2H6. Съдейки по неговата хипотеза (как се образува нефтът), този процес се случва винаги, а не само в далечни геоложки периоди.
I. М. Губкин критикува карбидната теория навсякъде. Този вариант не може да задоволи човек, който познава добре геологията, който е сигурен, че маслото се е образувало доста добре дори там, където изобщо няма дефекти, които пренасят водата към течни карбиди. Такива пукнатини просто не съществуват в природата – от ядрото на Земята до повърхността. Базалтовият пояс няма да позволи на водата да проникне дълбоко, или на готовото масло да се издигне навън. Освен това, цялото масло, произвеждано в момента от големи дълбочини, говори против тази теория. Друг аргумент за Губкин беше, че маслото, образувано неорганично, е оптически неактивно, докато естественото масло е активно, дори може да се върти в равнината на поляризация на светлината.
Пространството е третата теория
Космическата теория за това как се образува маслото също беше много популярна. Днес, с навлизането на съвременните технологии в космоса, той също претърпя смазващо фиаско. РускиГеологът Н. А. Соколов публикува своята теория за космическия произход на петрола още през 1892 г., основавайки се на факта, че въглеводородите винаги са съществували на нашата планета, в най-девствената си форма, и те са се образували при високи температури, когато Земята току-що се е формирала. Охлаждайки, планетата абсорбира нефт, разтваряйки го в течна магма. След образуването на твърдата земна кора, магмата като че ли се отказа от въглеводороди, които по пукнатините се издигнаха до горните й части, където се сгъстиха от охлаждане и образуваха някои натрупвания. Аргументите на Соколов бяха, че въглеводороди са открити в масата на метеоритите.
Губкин разкритикува тази теория на парчета, обвинявайки я, че се основава на чисто теоретични изчисления, които никога не са били потвърдени от геоложки наблюдения. Като цяло той беше сигурен, че в природата почти няма неорганично масло и че това, което има, не може да има практическо значение. По-голямата част от нефтените находища все още съдържат вещество, което е преминало през всички етапи на образуване на нефт, и то по органичен начин. Последващото обсъждане на този проблем се проведе в продължение на почти сто години, със същите спорове и липса на съгласие. Съветските петролни учени излагат най-обоснованата теория за неорганичния произход на петрола.
Учени от Съветския съюз
Кропоткин, Порфириев, Кудрявцев и другите им съмишленици се опитаха да докажат, че от водорода и въглерода, които са в достатъчни количества в магмата, радикалите CH, CH2, CH се получават 3,отделя се от него заедно с кислорода, който служи като изходен материал в студените зони за образуване на масло. Кудрявцев беше сигурен, че абиогенният произход на петрола му позволява да премине заедно с газове в седиментната обвивка на планетата по дълбоки разломи от мантията на Земята. Порфириев възрази, че нефтът не идва под формата на въглеводородни радикали от дълбоките зони, а вече напълно притежава всички свойства на готовото природно масло, пробиващо порести скали. Той не можа да отговори само на въпроса колко дълбоко е било нефтът преди миграцията? Несъмнено в подкоровите зони, но цялата тази теория е също толкова категорично недоказуема, колкото и предишните.
Неорганичният произход на маслото беше подкрепен от следните аргументи:
1. Има и отлагания в фундаментални кристални скали.
2. Примеси от газ и нефт са открити заедно с въглеводороди в емисиите на вулкани, във „експлозивни тръби“, в космоса.
3. Въглеводородите могат да бъдат получени в лабораторията чрез създаване на условия на високо налягане и температури.
4. Въглеводородни газове и течни въглеводородни течности присъстват в кладенци, които проникват в кристалната основа (в Швеция, Татарстан и другаде).
5. Органичната теория не може по никакъв начин да обясни наличието на огромни концентрации на нефт и гигантски находища.
6. Газовите находища са с кайнозойска възраст, а залежите на нефт са от следпалеозойска възраст на древни планински платформи.
7. Нефтените находища най-често се свързват с дълбоки разломи.
Органична теория
През последните години се появиха много публикации с нови данни. Например течен нефт се намира в океаните, в техните зони на разпространение. Повечето от тези факти говорят за неорганичния произход на маслото. Въпреки това, той все още се оправдава доста пестеливо и слабо. Ето защо тя има много малко поддръжници и до днес. По-голямата част от геолозите както в чужбина, така и у нас се придържат към органичната теория за произхода на нефта. Защо тази теория е толкова привлекателна?
Биогенният произход на петрола предполага произхода му от органичната материя на седиментните подводни отлагания. Естеството на този процес е ясно поетапно. Привържениците на биогенната теория са сигурни, че маслото е продукт, получен чрез преобразуване на органична материя. Това са останки от флора и фауна в седиментни отлагания от морски произход, от които има буквално грамове на кубичен метър скала от солоносни отлагания, но в нефтените шисти могат да паднат до шест килограма върху същия кубичен метър седиментен депозити. В глини - половин килограм, в алевролити - двеста грама, във варовици - двеста и петдесет.
Два вида органична материя
Сапропел и хумус - всеки, който обича растениевъдството, знае какво е това. Ако органичната материя се натрупва под вода, където достъпът на въздух е недостатъчен, но присъства, тя загнива, в резултат на което се образува хумус - основната част от почвата, която осигурява плодородие. Ако е под вода, но без достъп до кислород, се натрупваорганична материя, тогава настъпва "бавна дестилация", редуциращ химичен процес - гниене. В плитките басейни със застояла вода винаги има огромно количество синьо-зелени водорасли, планктон, включително членестоноги, които не живеят дълго и умират в огромни количества.
На дъното се образува мощен слой от органичен тиня - сапропел. Това са крайбрежните части на моретата, лагуните, устията. При суха дестилация сапропелът произвежда двадесет и пет процента от теглото на мастните масла, подобни на масло. А образуването на нефт е процес толкова дълъг и сложен, че човек няма възможност да проследи всичките му етапи, той намира само резултата - огромни залежи и залежи на нефт. И процесите протичаха хиляди години в апартаменти с нефтени източници, където голямо разнообразие от седименти се образуваха на дъното на океаните и съдържаха дифузна органична материя в количества не по-ниски от кларк - четиристотин грама на кубичен метър.
Потенциал
Изходните находища с най-висок потенциал са глинесто-карбонатните, които съдържат органична материя сапропел. Такива находища се наричат доманикити. Те се намират във всички докамбрийски пластове, във фанерозойските системи и на едни и същи стратиграфски нива на напълно различни континенти. Как се случи това? Преди три милиарда и половина години на Земята е започнал живот. През камбрийската епоха водната обвивка на Земята вече е имала най-разнообразни форми на органична материя. Ранният палеозой е представен от обширни морета иокеани, където водораслите и безгръбначните вече са имали огромен брой видове.
И далеч не веднага целият този органичен свят се втурна да кацне. Най-добрите условия за живот са създадени в резервоари на дълбочина от шестдесет до осемдесет метра - най-често това са рафтовете на подводните граници на континентите. Колкото по-близо до сушата, толкова повече органична материя има в седиментите. Вътрешните морета съдържат до петдесет процента от всички отложени органични вещества. Най-добрите условия за създаване на нефт са крайбрежните части на моретата. Нефтът идва от древни морета, а не от блата в сладководни басейни.
Етапи на образуване на масло
Академик Губкин твърди, че образуването на петрол не може без преминаване през определени етапи. Първите са седиментогенезата и диагенезата, когато се образуват седименти от източник на газ и нефт, тоест на първоначалната органична материя. Първият етап носи със себе си такива биохимични процеси, които произвеждат кероген и изобилие от газообразни вещества, които постепенно се разсейват.
Някои от тях се разтварят и концентрират, понякога дори представляват интерес за промишленото производство (петдесет милиарда кубически метра метан в африканско езеро, например, или в Япония, газът също се добива от морето, в което нагоре до деветдесет и седем процента метан). На този етап обаче петролът все още не се е образувал. Но по-нататъшното потапяне отвежда изследователя до скалите с нефтен източник на зоната на катагенезата, където амоняк, сероводород, метан, въглероден диоксид и с тях течни продукти вече възникват от първоначалната органична материя.въглеводороди.
Фази и зони
Основната фаза е образуване на нефт в стадия на катагенеза на дълбочина от два до три километра седименти при температура от осемдесет до сто и петдесет градуса по Целзий. Оптималните условия са именно тези, при които решаващ фактор е високата температура. Производството на нефт и газ също има специфични зони по отношение на дълбочината. До сто и петдесет метра е биохимична зона, която се характеризира с развитие на биохимични процеси в органичната материя с отделяне на газове.
От един до километър и половина надолу - преходната зона, където всички биохимични процеси избледняват. Третата зона, от един и половина до шест километра, е термична каталитична зона, тя е особено важна за образуването на нефт. И четвъртият - газ, където се образува основно метан. Може да се види, че процесът започва с образуването на газ и придружава образуването на нефт на всички етапи и завършва този процес. Тази зоналност е вертикална, а разпределението на въглеводородите в находищата е хоризонтално.
Производство
По-рано маслото се извличаше там, където се доближава до повърхността. Сега производството му се е увеличило многократно и затова кладенците са просто невероятни по дължината си. Най-дългите са пробити в СССР: на Сахалин - много повече от дванадесет километра, и на Колския полуостров - 12262 метра. В Катар хоризонтален кладенец е дълъг повече от дванадесет километра, в Съединените щати - два деветкилометрови кладенеца. В баварските планини на Германия има същият деветкилометров кладенец, от койтонищо не е добито и не се копае, въпреки че за това бяха похарчени триста тридесет и седем милиона долара. В Австрия беше открито малко нефтено находище, което неочаквано се оказа много по-голямо от проучваното, но нефтът беше открит на дълбочина повече от осем километра. При по-внимателно изследване се оказа, че това натрупване не е нефт, а газ, който е невъзможно да се извлече - геоложките особености на тази област не позволяват. Но те все пак пробиха кладенец, но не намериха нищо, дори шисти, които биха могли да бъдат добивани.
Всички страни имат нужда от петрол. Заради нейното отсъствие непрекъснато започват войни. В момента се добива в невиждани досега количества. Земята вече е буквално изсъхнала. Експерти по енергетиката изчислиха колко години ще издържи наличното масло в недрата на Земята. И се оказа, че са останали само петдесет и шест години вече проучени запаси. Разбира се, няма да изчезне напълно. Хората вече знаят как да добиват петрол от шисти, нефтен пясък, естествен битум и много други. Венецуела ще има достатъчно петрол за сто години, Саудитска Арабия - почти седемдесет години, Русия - по-малко от тридесет години, за да бъде нефтен и газов гигант.
