Нефтеобразование

Нефтеобразование(происхождение нефти; генезис нефти) — длительный процесс образования и накоплениянефтивземной коре.
С конца 1850-х годовГ. В. Абихизучал нефтяные месторождения Кавказа и выдвигал идеи по происхождению и залеганию нефти
В 1906 годуГ. П. Михайловскийзанимался вопросами происхождения кавказской нефти, он отстаивал следующие основные положения:
Его считают одним из основоположников представлений о нефтематеринскихсвитах. Совершенно аналогичные мысли на 15—25 лет позже Михайловского стали развивать многие советские и зарубежные ученые. Причём общая картина, нарисованная Г. П. Михайловским, была показана в книге «Учение о нефти» (Губкин, 1932).
В 1912 году Ганс Хёфер (1843—1924) собрал в своей книге «Нефть и её родственники. Новый справочник по химической технологии»более сотни гипотез происхождения нефти.
В 1926 году на 15 СессииМеждународного геологического конгресса, по предложению румынского геологаГ. Маковея(отГеологической ассоциации по изучению Карпатских гор), в тематику Конгресса была включена тема «Генезис нефти»
В 1950-х годахС. И. МироноввозглавилЛабораторию генезиса нефтиИнститута геологии разработки горючих ископаемых АН СССР в Москве и написал ряд статей.
Распространение получили две концепции: органического (биогенного) и неорганического (абиогенного) происхождения нефти, при этом большинство научных данных свидетельствует в пользу биогенного происхождения (то есть из остатков древних живых организмов); поиск и добыча нефти ведутся в соответствии с предсказаниями биогенной теории.
Прифоссилизации(захоронении) органического вещества (остатковзоопланктонаиводорослей)сапропелевого типав водно-осадочных отложениях происходит его постепенное преобразование. В условиях древних тёплых морей, богатых питательными веществами, органическое вещество поступало на дно быстрее, чем могло разложиться. При погружении осадков на глубину 3-6 км с повышением температуры свыше +50 °C органическое вещество (кероген) подвергается термическому и термокаталитическому распаду полимерлипоидных и других компонентов, при котором могут образовываться жидкие углеводороды, в том числе низкомолекулярные (C5-C15). Жидкие нефтяные углеводороды имеют повышенную подвижность и микронефть может мигрировать из нефтематеринских пород по коллекторам, собираясь в ловушках. В результатедвижения континентовнекоторые ловушки могут остаться на территории континентов илишельфа, однако бо́льшая часть органических осадков при движении океанической коры попадает в зонусубдукции.
При изучении молекулярного состава углеводородов были обнаруженыхемофоссилии— молекулярные структуры биогенной природы.
Процесс нефтеобразования занимает от 50 до 350 млн лет.
Выделяют следующие стадии нефтеобразования:
Убеждённым сторонником биогенного (растительно-животного) нефтеобразования былИ. М. Губкин
В 1948—1949 годах в СССР официально утвердили теорию органического происхождения нефти (И. М. Губкина) на сессиях учёных советов нефтяных институтов в Москве и Ленинграде (прошедших послеАвгустовской сессии ВАСХНИЛ).
Абиогенное (неорганическое) происхождение нефти — теория первичности залежей нефти, которая берет начало с работД. И. Менделеева(Россия) иП. Бертло(Франция), а затем развивалась в работахС. ИвановаиК. Иванова, Ю. Н. Фёдорова, Л. А. Петрова,В. Б. Порфирьева(СССР), A. M. Cruse, J. S. Seewald (США) и других. Гипотеза неорганического происхождения нефти базируется на том, что углеводороды образуются в мантийных очагах вследствие неорганического синтеза на сверхбольших глубинах в условиях колоссальных давлений и высоких температур из неорганического углерода и водорода.
Абиогенные гипотезы нефтеобразования стали популярны в Советском Союзе в середине XX века. Однако считалось, что неорганическая теория не позволяет сделать эффективные прогнозы для открытия новых нефтяных месторождений.
По мнениюК. Иванова, факты, полученные на практике в XXI веке, свидетельствуют в пользу представлений о глубинном происхождении нефти. Формирующая нефть система «водород-углерод» метастабильна. При низких давлениях все тяжёлые углеводороды нестабильны по отношению к метану и стехиометрическому количеству водорода. Метан не полимеризуется в тяжёлые углеводороды при низких давлениях и любых температурах. Однако увеличение температуры при низких давлениях увеличило бы скорость разложения тяжёлых углеводородных молекул. Поскольку химические потенциалы всех биотических молекул уступают химическому потенциалу метана, то такие углеводороды не могут самообразоваться из любых биотических молекул. Для синтеза углеводородных систем, сходных по составу с природными, необходима температура 700—1800 К и давление 15-80 кбар — такие, какие имеются в верхней мантии Земли на глубинах 50-240 км. Через глубинные разломы образовавшиеся в мантии углеводороды проникают в земную кору, где и образуют нефтегазовые месторождения. Это происходит преимущественно на окраинных и внутренних рифтах океанических и континентальных литосферных плит и в других зонах глубинных разломов фундамента осадочных бассейнов.
Проблемы глубинного происхождения нефти и газа, развитие теории неорганического происхождения ископаемых углеводородов и совершенствование практики поисков на основе теории неорганического происхождения нефти обсуждаются на всероссийской конференции «Кудрявцевские чтения», уже прошло 7 конференций.
В СССР в 1960-е года вопросами нефтеобразования занималась «Лаборатория происхождения нефти»Института геологии и разработки горючих ископаемых(ИГиРГИ) Государственного комитета химической и нефтяной промышленности при Госплане СССР.
Благодаря открытию ряда нефтяных месторождений ниже так называемого «нефтяного окна» практика опровергла превалировавшую до сих пор теорию осадочного происхождения нефти, отмечает доктор геолого-минералогических наукК. С. Иванов. Нефтяное окно соответствует температурам в земной коре +50-150 °C и глубинам от 2,3 до 4,6 км; ниже него находится газовое окно, 150—200 °C. Обнаружено множествосверхглубоких месторожденийв Мексиканском заливе (7832,5—10692 м), месторождение Кариока Шугар Лоуф на бразильском шельфе Атлантики, с предварительно оцененными извлекаемыми запасами нефти в 5,7 млрд т и общими 11 млрд т, при глубине залегания продуктивных горизонтов свыше 5500 м.
Эксперименты российских, американских, западноевропейских и китайских учёныхпоказали: из неорганических компонентов при высоких давлениях и температурах, сходных с условиями верхней мантии Земли, может синтезироваться смесь тяжёлых углеводородов, сходная по своему составу с природной нефтью, количество которой возрастает с ростом давления. Таким образом, наличие в нефти тяжёлых углеводородов может свидетельствовать высоких давлениях её генерации. А присутствие биомаркеров в природной нефти может быть связано не с их органическим происхождением, а с накоплением в ходе фильтрации через осадочные слои, содержащие органические вещества.
А если принять мантиевую гипотезу происхождения нефти, то её наиболее глубокие слои могут находиться либо ниже 10—11 км (С. Н. Иванов), либо около 12 км (А. И. Малышев).
В 2021 году вЧукотском моренайден штамм планктонной водорослиDicrateria rotunda, производящий нефть из воды и углекислого газа. Нефть нужна ему, чтобы держаться на поверхности воды, поскольку плотность нефти меньше плотности воды.
Литература об основных теориях происхождения нефти, в хронологическом порядке:
1920—1950
1950—1970
1970—1990
c 1991: