Teorii despre originea uleiului: organice și anorganice. Etapele formării uleiului. De câți ani va dura uleiul

În ceea ce privește teoria originii petrolului, oamenii de știință nu au ajuns la o opinie comună. Aceasta este o problemă foarte complexă, iar problema soluției sale este dincolo de forțele geologiei gazului și a petrolului, nici de toate științele naturale disponibile în prezent pentru omenire. Originea uleiului este vorbită nu numai de teoreticieni, ci și de practicanți. Renumitul geolog de petrol IM Gubkin în anii treizeci ai secolului trecut a scris despre acest lucru mult și interesant, discutând diverse teorii despre originea petrolului. În general, putem presupune doar că procesele se desfășoară de miliarde de ani sub scoarța pământului, planeta noastră este, în multe privințe, un mister pentru noi. O persoană nu știe prea multe despre adevăratul curs al proceselor de geoevoluție, deci teoriile despre originea petrolului sunt foarte numeroase.

Două teorii de bază

Când omenirea cunoaște complet condițiile care contribuie la apariția petrolului, când învață cum se formează depozitele sale în scoarța pământului, când se cunoaște cu toții, fără excepție, formele structurale ale straturilor, trăsăturile lor litologice favorabile apariției și acumulării de petrol - abia atunci Explorarea și prospectarea depozitelor se va realiza foarte rapid. De îndată ce știința geologică a început să se dezvolte, au fost evidențiate două teorii principale despre originea petrolului. Prima se referă la educația ei în materie vie. Aceasta este o teorie organică a originii petrolului. Cel de-al doilea sugerează că atât gazul, cât și uleiul au apărut datorită sintezei hidrogenului și a cărbunelui la presiuni și temperaturi ridicate în adâncurile crustei pământului. Aceasta este o teorie anorganică a originii petrolului.

Istoria susține că teoria organică a apărut mai târziu anorganică: până la mijlocul secolului al XIX-lea, petrolul a fost extras numai acolo unde a atins suprafața pământului - în California, în Marea Mediterană, în Venezuela și în altă parte. Omul de știință german Humboldt a presupus cum se formează uleiul: la fel ca și asfaltul, ca urmare a acțiunii vulcanilor. Puțin mai târziu, în a doua jumătate a secolului al XIX-lea, chimistii știau deja cum să sintetizeze acetilena C2H2 cu hidrocarburi metanice în laboratoare. Chiar mai târziu, Dmitri Ivanovici Mendeleev a fost prezentat lumii cu propriul său "carbid", mai degrabă decât o teorie organică a originii petrolului. Geologul și savantul Gubkin l-au criticat vehement.

Mendeleev și Gubkin

În 1877, maestrul a acționat în societatea chimică rusă cu privire la ipoteza originii petrolului. Sa bazat pe un material imens de fapt și, prin urmare, a devenit imediat popular. Judecând după dovezi, toate depozitele deschise în acel moment s-au concentrat pe marginea formațiunilor îndoite la munte, fiind extinse în lungime și situate în apropierea zonelor de mari greșeli. Potrivit lui Mendeleyev, prin defectele adânci în Pământ, apa intră și reacționează cu carburi metalice, contribuind astfel la apariția petrolului, care apoi se ridică și formează depozite. Formula lui Mendeleyev arată astfel: 2FeC + 3H2O = Fe2O3 + C2H6. Judecând după ipoteza sa (cum se formează petrolul), acest proces se întâmplă întotdeauna și nu numai în perioade geologice îndepărtate.

IM Gubkin a criticat pretutindeni teoria carburilor. Această opțiune nu poate satisface o persoană care cunoaște bine geologia unei persoane care este sigură că uleiul sa format perfect și în care nu există defecte care să conducă apa la carburile lichide. Astfel de fisuri pur și simplu nu există în natură - de la miezul Pământului până la suprafață. Cureaua de bazalt nu va permite ca apa să pătrundă adânc în pământ, nici uleiul finit să se ridice în afară. Cu atât mai mult, pentru că împotriva acestei teorii spune tot petrolul, extras astăzi din adâncimi uriașe. Argumentul Gubkin a servit de asemenea ca faptul că uleiul se formează în mod anorganic, optic inactiv, dar natural - este activ, chiar capabil să se rotească în planul de polarizare a luminii.

Cosmos este a treia teorie

Foarte populara a fost teoria cosmică a modului în care se formează petrolul. Astăzi, cu debutul tehnologiei moderne, a suferit un fiasco zdrobitor. Geologul rus N. A. Sokolov a dezvăluit teoria despre originea cosmică a uleiului în anul îndepărtat al anului 1892, pe baza faptului că hidrocarburile au existat mereu pe planeta noastră, în forma sa cea mai primordială și au fost formate la temperaturi ridicate, când Pământul a fost format. Răcirea, planeta a absorbit petrolul, dizolvându-l în magma lichidă. După formarea unei cruste solide, magma părea să renunțe la hidrocarburi, care de-a lungul crăpăturilor se ridică în părțile superioare, unde se îngroașeau de la răcire și se formau niște acumulări. Sokolov a susținut că hidrocarburile au fost descoperite în masa de meteoriți.

Gubkin și această teorie au criticat nouă, au acuzat faptul că temeiurile sale sunt calcule pur teoretice, care nu au fost niciodată confirmate de observațiile geologice. El a fost, în general, convins că nu există aproape nici un ulei anorganic în natură, și ceea ce este, nu poate avea o semnificație practică. Majoritatea depozitelor de petrol încă conțin o substanță care a trecut prin toate etapele de formare a uleiului și este organică. Discuția ulterioară a acestei probleme a durat aproape o sută de ani, cu aceleași dispute și neînțelegeri. Cercetătorii sovietici de petrol au prezentat cea mai valabilă teorie a originii anorganice a petrolului.

Oamenii de știință din Uniunea Sovietică

Kropotkin, Porfiryev, Kudryavtsev și alți oameni asemănători au încercat să demonstreze că din hidrogen și carbon, care sunt suficiente în magma, se obțin radicalii CH, CH2, CH3 care sunt eliberați împreună cu oxigenul, care servește ca materie primă în zonele reci pentru Formarea uleiului. Kudryavtsev a fost sigur că originea abiogenă a uleiului îi permite să treacă împreună cu gazele în coaja sedimentară a planetei prin defecte profunde, tocmai din mantaua Pământului. Porfiriev a contestat că petrolul nu a venit sub formă de radicali de hidrocarburi din zone adânci, dar deja deținând în totalitate toate proprietățile uleiului natural finit, care se rupe prin rocile poroase. El nu a putut răspunde doar la întrebarea cât de adânc a fost uleiul înainte de migrație. Fără îndoială, în zonele subcortice, însă întreaga teorie este la fel de nedovedită ca și cele precedente.

Originea anorganică a uleiului a fost întărită de următoarele argumente:

1. Există, de asemenea, depozite în rocile cristaline fundamentale.

2. Amestecurile de gaze și petrol se găsesc împreună cu hidrocarburile în emisiile de vulcani, în "tuburile de explozie", în spațiu.

3. Hidrocarburile pot fi obținute prin mijloace de laborator, creând condiții pentru presiuni și temperaturi ridicate.

4. Gazele hidrocarbonate și fluidele hidrocarbonate lichide sunt prezente în puțurile care deschid subsolul cristalin (în Suedia, Tatarstan și în alte părți).

5. Teoria organică nu poate explica prezența unor mari cantități de petrol și depozite gigantice.

6. Depozitele de gaz sunt de vârstă Cenozoic, și de ulei-post-Paleozoic pe platformele antice de munte.

7. Câmpiile petroliere sunt cel mai adesea asociate cu defecte profunde.

Teoria organică

În ultimii ani, au apărut numeroase publicații cu date noi. De exemplu, uleiul lichid se găsește în oceane, în zonele lor de împrăștiere. Cele mai multe dintre aceste fapte indică originea anorganică a uleiului. Cu toate acestea, este încă destul de puțin justificată și puțin justificată. Prin urmare, are foarte puține suporteri până în ziua de azi. Majoritatea covârșitoare a geologilor, atât în străinătate cât și în țara noastră, aderă la teoria organică a originii petrolului. Ce este atât de atractiv în legătură cu această teorie?

Originea biogenică a petrolului implică apariția de materie organică a depozitelor sedimentare subacvatice. Natura acestui proces este bine pusă în scenă. Susținătorii teoriei biogenești cred că uleiul este un produs obținut prin transformarea materiei organice. Acestea sunt rămășițele vieții animalelor și plantelor în depozitele sedimentare de origine marină, din care un gram de depozite de sare pe litru sunt literalmente grame, dar în șisturi combustibile același metru cub de sediment poate reprezenta până la șase kilograme. În lut - jumătate de kilogram, în piatră de gresie - două sute de grame, în calcar - două sute cincizeci.

Două tipuri de materie organică

Sapropel și humus - fiecare persoană, dornică de plante, știe ce este. Dacă materia organică se acumulează sub apă, unde accesul la aer este insuficient, dar se rotește, se obține humus - partea principală a solului care asigură fertilitatea. Dacă sub apă, dar fără accesul la oxigen, se acumulează materie organică, atunci se produce "distilarea lentă", procesul de recuperare chimică se putrezeste. Piscine mici cu apă stagnantă au întotdeauna o cantitate imensă de alge albastre-verzi, plancton, inclusiv artropode, care trăiesc pentru o perioadă scurtă de timp și mor în cantități imense.

În partea inferioară se formează un strat puternic de silice organice - sapropel. Acestea sunt părțile de coastă ale mărilor, lagunele, estuarele. Cu o distilare uscată, sapropelul produce douăzeci și cinci procente din greutatea uleiurilor grase asemănătoare uleiului. Și formarea petrolului este un proces atât de lung și complex încât este imposibil ca o persoană să-și urmeze toate etapele, el găsește doar rezultatul - depozitele uriașe și depozitele de petrol. Iar procesele au durat mii de ani în rezervoarele de petrol, unde o varietate de depozite s-au format în fundul oceanelor și conțineau o substanță dispersată de origine organică în cantități care nu erau sub clark - patru sute de grame pe metru cub.

potențial

Depozitele de petrol cu cel mai mare potențial - argilă-carbonat, care conțin materii organice sapropel. Astfel de depozite se numesc constructori de case. Acestea există în toate straturile Precambrian, în sistemele fanerozoice și la aceleași niveluri stratigrafice ale unor continente complet diferite. Cum sa întâmplat? Trei și jumătate de miliard de ani în urmă, viața a început pe pământ. În epoca Cambriană, carapacele de apă ale Pământului aveau deja o mare varietate de forme de materie organică. Paleozoicul timpuriu a fost reprezentat de marile și oceanele imense, unde algele și nevertebratele au avut deja un număr imens de specii.

Și nu tocmai această lume organică s-a grăbit să treacă pe pământ. Cele mai bune condiții de viață au fost create în rezervoare la o adâncime de șaizeci până la optzeci de metri, cel mai adesea pe rafturile limitelor submarine continentale. Cât mai aproape de pământ, cu atât mai multă materie organică din sedimente. Mările intracontinentale conțin până la 50% din totalul materiei organice depuse. Cele mai bune condiții pentru crearea petrolului sunt părțile de coastă ale mărilor. Patria petrolului este marea veche, și nu mlaștinile din bazinele de apă dulce.

Etapele formării uleiului

Academicianul Gubkin a susținut că formarea uleiului nu poate face fără trecerea anumitor etape. Primul - sedimentogeneza și diagenesisul, atunci când se formează sedimente de mamă cu gaze și ulei-mamă, adică - materia organică inițială. Prima etapă poartă cu ea procese biochimice, sub care se formează kerogenul și o abundență de substanțe gazoase, care se disipa treptat.

Unele dintre ele se dizolvă și se concentrează, uneori chiar reprezentând interesul extracției industriale (cincizeci de miliarde de metri cubi de metan într-un lac african, de exemplu, sau în Japonia, de asemenea, gazul este produs din gaze în care până la nouăzeci și șapte la sută din metan). Cu toate acestea, petrolul nu sa format încă în acest stadiu. Dar o altă scufundare duce cercetașul la rocile de petrol din zona catagenesisului, unde amoniacul, hidrogenul sulfurat, metanul, dioxidul de carbon și produsele hidrocarbonate lichide au ieșit deja din materia organică inițială.

Faze și zone

Faza principală este formarea uleiului în stadiul catagenzei la o adâncime de două până la trei kilometri de sediment la o temperatură de optzeci până la o sută cincizeci de grade Celsius. Condițiile optime sunt cele în care factorul decisiv este temperatura ridicată. Producția de petrol și gaze are, de asemenea, zone specifice în funcție de adâncimea de apariție. Până la o sută cincizeci de metri zona este biochimică, pentru care este caracteristică dezvoltarea proceselor biochimice în materia organică cu eliberarea de gaze.

De la unu la unu și jumătate de kilometru în jos - zona de tranziție, unde toate procesele biochimice sunt amortizate. A treia zonă este de la un an și jumătate până la șase kilometri - termocatalitic, este deosebit de important pentru formarea de petrol. Și al patrulea este gazul, unde se formează în principal metanul. Se poate observa că procesul începe cu formarea gazului și însoțește formarea de ulei în toate etapele și completează acest proces. Zonarea este verticală, iar distribuția hidrocarburilor în câmpuri este orizontală.

extracție

Anterior, petrolul a fost extras acolo unde aproape se apropie de suprafață. Acum producția sa a crescut de mai multe ori și, prin urmare, puțurile sunt pur și simplu uimitoare după lungimea lor. Cele mai lungi au fost forate în URSS: pe Sahalin - mult mai mult de douăsprezece kilometri, iar pe Peninsula Kola - 12262 de metri. În Qatar, un puț orizontal are o lungime mai mare de douăsprezece kilometri, în Statele Unite două puțuri de nouă kilometri. În munții bavarezi din Germania există același puț de nouă kilometri, din care nimic nu a fost extras sau extras, deși au cheltuit trei sute treizeci și șapte de milioane de dolari. În Austria a fost descoperit un mic câmp petrolier, care sa dovedit neașteptat a fi mult mai mare decât cel explorat, dar petrolul a fost descoperit la o adâncime mai mare de opt kilometri. La o examinare mai atentă, acest grup nu era ulei, ci gaz, pe care nu era posibil să-l extragem - caracteristicile geologice ale acestui site nu erau permise. Și au forat fântâna, dar nu au găsit nimic, nici măcar plăci, care să poată fi extrase.

Toate țările au nevoie de petrol. Din cauza absenței ei, războaiele încep constant. Acum este extrasă în cantități fără precedent. Pământul este deja literalmente exsanguinat. Experții în domeniul energiei au calculat cât va rezista uleiul disponibil în inimile Pământului. Și sa dovedit că au rămas doar cincizeci și șase de ani pentru rezervele explorate. Desigur, nu va dispărea complet. Oamenii știu deja cum să extragă țițeiul din țiței, țiței, bitum natural și multe altele. Venezuela are suficiente petrol pentru o sută de ani, Arabia Saudită - aproape șaptezeci, Rusia - mai puțin de treizeci de ani fiind un gigant petrolier și de gaze.