Jeśli chodzi o teorię pochodzenia ropy, naukowcy nie osiągnęli konsensusu. Jest to bardzo złożone zagadnienie i ani geologia gazu i ropy, ani cała nauka przyrodnicza, którą obecnie dysponuje ludzkość, nie jest w stanie rozwiązać problemu jej rozwiązania. O pochodzeniu ropy mówią nie tylko teoretycy, ale i praktycy. Słynny geolog naftowy I. M. Gubkin dużo i ciekawie pisał o tym w latach trzydziestych ubiegłego wieku, omawiając różne teorie pochodzenia ropy. Ogólnie możemy się tylko domyślać, jakie procesy zachodziły przez miliardy lat pod skorupą ziemską, nasza planeta wciąż jest dla nas pod wieloma względami zagadką. Człowiek niewiele wie o prawdziwym przebiegu procesów geoewolucji, dlatego teorie pochodzenia ropy są bardzo liczne.
Dwie główne teorie
Kiedy ludzkość otrzymuje pełną wiedzę na temat warunków, które przyczyniają się do pojawienia się ropy naftowej, kiedy dokładnie bada, w jaki sposób tworzą się jej złoża w skorupie ziemskiej, kiedy zapoznaje się ze wszystkimi bez wyjątku formami strukturalnymiwarstwy, ich cechy litologiczne sprzyjające pojawianiu się i gromadzeniu ropy naftowej – tylko wtedy eksploracja i poszukiwanie złóż będzie przebiegać naprawdę celowo. Gdy tylko zaczęły się rozwijać nauki geologiczne, pojawiły się dwie główne teorie dotyczące pochodzenia ropy. Pierwszy odnosi się do jego powstawania z żywą materią. To organiczna teoria pochodzenia oleju. Drugi mówi, że zarówno gaz, jak i ropa powstały w wyniku syntezy wodoru i węgla pod wysokimi ciśnieniami i temperaturami w głębi skorupy ziemskiej. To jest nieorganiczna teoria pochodzenia ropy.
Historia twierdzi, że teoria organiczna pojawiła się później niż teoria nieorganiczna: do połowy XIX wieku ropa była wydobywana tylko tam, gdzie miała kontakt z powierzchnią ziemi – w Kalifornii, na Morzu Śródziemnym, w Wenezueli i w innych miejscach. Niemiecki naukowiec Humboldt zasugerował, jak powstaje ropa: podobnie jak asf alt, w wyniku działania wulkanów. Nieco później, w drugiej połowie XIX wieku, chemicy wiedzieli już, jak zsyntetyzować acetylen С2Н2 z węglowodorami z serii metanowej w laboratoriach. Jeszcze później nasz Dmitrij Iwanowicz Mendelejew przedstawił światu swoją własną „węglik”, a nie organiczną teorię pochodzenia oleju. Geolog i naukowiec Gubkin ostro ją skrytykował.
Mendeleev i Gubkin
W 1877 r. mistrz przemawiał w Rosyjskim Towarzystwie Chemicznym na temat hipotezy pochodzenia ropy. Opierał się na ogromnym materiale faktograficznym i dlatego od razu stał się popularny. Sądząc poZgodnie z przedstawionymi dowodami wszystkie odkryte wówczas osady koncentrowały się na krawędziach utworów górsko-fałdowych, są wydłużone i położone w pobliżu stref dużych uskoków. Według Mendelejewa woda wnika w głąb Ziemi przez uskoki i reaguje z węglikami metali, przyczyniając się w ten sposób do powstawania ropy naftowej, która następnie unosi się i tworzy osady. Wzór Mendelejewa wygląda tak: 2FeC+3H2O=Fe2O3+C2H6. Sądząc po jego hipotezie (jak powstaje ropa), proces ten zachodzi zawsze, i to nie tylko w odległych okresach geologicznych.
I. M. Gubkin wszędzie krytykował teorię karbidową. Ta opcja nie może zadowolić osoby dobrze znającej się na geologii, która ma pewność, że olej uformował się całkiem dobrze nawet tam, gdzie nie ma żadnych wad przewodzących wodę do ciekłych węglików. Takie pęknięcia po prostu nie istnieją w naturze - od jądra Ziemi po powierzchnię. Baz altowa taśma nie pozwoli ani wodzie wniknąć w głąb, ani wypłynąć na zewnątrz gotowego oleju. Co więcej, cała ropa obecnie wydobywana z dużych głębokości przemawia przeciwko tej teorii. Kolejnym argumentem dla Gubkina było to, że olej utworzony nieorganicznie jest optycznie nieaktywny, podczas gdy naturalny olej jest aktywny, a nawet może obracać się w płaszczyźnie polaryzacji światła.
Przestrzeń to trzecia teoria
Kosmiczna teoria powstawania ropy była również bardzo popularna. Dziś, wraz z pojawieniem się nowoczesnych technologii w kosmosie, również przeżyła miażdżące fiasko. Rosyjskigeolog N. A. Sokolov opublikował swoją teorię kosmicznego pochodzenia ropy w 1892 roku, opierając się na fakcie, że węglowodory zawsze istniały na naszej planecie, w swojej najbardziej nieskazitelnej formie, i powstały w wysokich temperaturach, kiedy Ziemia dopiero się tworzyła. Chłodząc, planeta wchłonęła olej, rozpuszczając go w płynnej magmie. Po utworzeniu stałej skorupy ziemskiej magma niejako oddała węglowodory, które wzdłuż szczelin wznosiły się w jej górne partie, gdzie gęstniały od ochłodzenia i tworzyły pewne nagromadzenia. Argumentem Sokołowa było stwierdzenie, że w masie meteorytów znaleziono węglowodory.
Gubkin skrytykował tę teorię, zarzucając jej, że opiera się na czysto teoretycznych obliczeniach, które nigdy nie zostały potwierdzone przez obserwacje geologiczne. Był ogólnie przekonany, że w przyrodzie prawie nie ma oleju nieorganicznego, a to, co jest, nie może mieć praktycznego znaczenia. Większość złóż ropy nadal zawiera substancję, która przeszła przez wszystkie etapy powstawania ropy i to w sposób organiczny. Późniejsza dyskusja nad tym problemem toczyła się przez prawie sto lat, przy tych samych sporach i braku porozumienia. Radzieccy naukowcy naftowi wysunęli najbardziej uzasadnioną teorię nieorganicznego pochodzenia ropy.
Naukowcy Związku Radzieckiego
Kropotkin, Porfiriev, Kudryavtsev i inni podobnie myślący ludzie próbowali udowodnić, że z wodoru i węgla, które są w wystarczających ilościach w magmie, rodniki CH, CH2, CH są uzyskiwane 3,uwalniany z niego wraz z tlenem, który służy jako materiał wyjściowy w zimnych strefach do tworzenia oleju. Kudryavtsev był pewien, że abiogenne pochodzenie ropy pozwala jej przenikać wraz z gazami do powłoki osadowej planety wzdłuż głębokich uskoków z płaszcza Ziemi. Porfiriew sprzeciwił się, że ropa nie pochodziła w postaci rodników węglowodorowych z głębokich stref, ale już w pełni posiada wszystkie właściwości gotowej naturalnej ropy, przebijając się przez porowate skały. Nie potrafił odpowiedzieć tylko na pytanie, jak głęboka była ropa przed migracją? Niewątpliwie w strefach podkorowych, ale cała ta teoria jest tak samo zdecydowanie nie do udowodnienia jak poprzednie.
Nieorganiczne pochodzenie ropy zostało poparte następującymi argumentami:
1. Istnieją również osady w podstawowych skałach krystalicznych.
2. Zanieczyszczenia gazowe i olejowe zostały znalezione wraz z węglowodorami w emisji wulkanów, w „rurach wybuchowych”, w kosmosie.
3. Węglowodory można pozyskać w laboratorium, tworząc warunki wysokich ciśnień i temperatur.
4. Gazy węglowodorowe i płynne płyny węglowodorowe są obecne w studniach penetrujących podłoże krystaliczne (w Szwecji, Tatarstanie i gdzie indziej).
5. Teoria organiczna nie może w żaden sposób wyjaśnić obecności ogromnych stężeń ropy naftowej i gigantycznych złóż.
6. Złoża gazu pochodzą z kenozoiku, a złoża ropy naftowej z epoki postpaleozoicznej na starożytnych platformach górskich.
7. Pola naftowe są najczęściej kojarzone z głębokimi uskokami.
Teoria organiczna
W ostatnich latach pojawiło się wiele publikacji z nowymi danymi. Na przykład płynny olej znajduje się w oceanach, w ich strefach rozprzestrzeniania się. Większość z tych faktów mówi o nieorganicznym pochodzeniu ropy. Jednak nadal jest to uzasadnione dość oszczędnie i słabo. Dlatego do dziś ma bardzo niewielu zwolenników. Zdecydowana większość geologów zarówno za granicą, jak iw naszym kraju wyznaje organiczną teorię pochodzenia ropy. Dlaczego ta teoria jest tak atrakcyjna?
Biogeniczne pochodzenie ropy oznacza jej pochodzenie z materii organicznej osadowych złóż podwodnych. Charakter tego procesu jest wyraźnie etapowy. Zwolennicy teorii biogenicznej są przekonani, że olej jest produktem otrzymywanym w wyniku przemiany materii organicznej. Są to pozostałości flory i fauny w złożach osadowych pochodzenia morskiego, których na metr sześcienny skały złóż solnonośnych przypada dosłownie gram, ale w łupkach roponośnych na ten sam metr sześcienny może spaść nawet sześć kilogramów. depozyty. W glinach - pół kilograma, w mułowcach - dwieście gramów, w wapieniach - dwieście pięćdziesiąt.
Dwa rodzaje materii organicznej
Sapropel i humus - każdy miłośnik uprawy roślin wie, co to jest. Jeśli materia organiczna gromadzi się pod wodą, gdzie dostęp powietrza jest niewystarczający, ale jest obecna, gnije, w wyniku czego powstaje próchnica – główna część gleby zapewniająca żyzność. Pod wodą, ale bez dostępu do tlenu, gromadzi sięmaterii organicznej, następuje „wolna destylacja”, redukujący proces chemiczny – rozpad. Płytkie kałuże stojącej wody zawsze zawierają ogromne ilości sinic, planktonu, w tym stawonogów, które nie żyją długo i giną w ogromnych ilościach.
Na dnie tworzy się potężna warstwa organicznego mułu - sapropelu. Są to przybrzeżne części mórz, laguny, ujścia rzek. Podczas suchej destylacji sapropel wytwarza dwadzieścia pięć procent masy olejopodobnych olejów tłuszczowych. A tworzenie się ropy naftowej jest procesem tak długim i złożonym, że człowiek nie ma możliwości śledzenia wszystkich jego etapów, znajduje tylko rezultat - ogromne złoża i złoża ropy naftowej. A procesy trwały tysiące lat w zbiornikach naftowych, gdzie na dnie oceanów tworzyły się różnorodne osady zawierające rozproszoną materię organiczną w ilościach nie mniejszych niż clarke – czterysta gramów na metr sześcienny.
Potencjał
Źródła o największym potencjale to glino-węglany, które zawierają sapropel materii organicznej. Takie złoża nazywane są domanikitami. Występują we wszystkich warstwach prekambryjskich, w układach fanerozoicznych i na tych samych poziomach stratygraficznych na zupełnie innych kontynentach. Jak to się stało? Trzy i pół miliarda lat temu na Ziemi zaczęło się życie. Już w epoce kambryjskiej skorupa wodna Ziemi miała najróżniejsze formy materii organicznej. Wczesny paleozoik był reprezentowany przez rozległe morza ioceany, gdzie glony i bezkręgowce miały już ogromną liczbę gatunków.
I daleko od natychmiastowego, cały ten organiczny świat rzucił się na ląd. Najlepsze warunki do życia stworzono w zbiornikach na głębokości od sześćdziesięciu do osiemdziesięciu metrów - najczęściej są to półki podwodnych granic kontynentów. Im bliżej lądu, tym więcej materii organicznej w osadach. Morza śródlądowe zawierają do pięćdziesięciu procent całej zdeponowanej materii organicznej. Najlepsze warunki do wytwarzania ropy naftowej stanowią części przybrzeżne mórz. Ropa pochodzi ze starożytnych mórz, a nie z bagien w basenach słodkowodnych.
Etapy powstawania ropy
Akademik Gubkin twierdził, że tworzenie się ropy nie może obejść się bez przechodzenia przez pewne etapy. Pierwsze z nich to sedymentogeneza i diageneza, w których dochodzi do powstawania osadów gazowych i ropopochodnych, czyli początkowej materii organicznej. Pierwszy etap niesie ze sobą takie procesy biochemiczne, które wytwarzają kerogen i mnóstwo substancji gazowych, które stopniowo się rozpraszają.
Niektóre z nich rozpuszczają się i koncentrują, czasem nawet mogą być przedmiotem zainteresowania produkcji przemysłowej (na przykład pięćdziesiąt miliardów metrów sześciennych metanu w afrykańskim jeziorze lub w Japonii gaz jest również wydobywany z morza, w którym do dziewięćdziesięciu siedmiu procent metanu). Jednak na tym etapie ropa jeszcze się nie utworzyła. Jednak dalsze zanurzenie prowadzi odkrywcę do źródeł ropy naftowej strefy katagenezy, gdzie amoniak, siarkowodór, metan, dwutlenek węgla, a wraz z nimi płynne produkty już powstają z pierwotnej materii organicznej.węglowodory.
Fazy i strefy
Główną fazą jest tworzenie się ropy naftowej w fazie katagenezy na głębokości od dwóch do trzech kilometrów osadów w temperaturze od osiemdziesięciu do stu pięćdziesięciu stopni Celsjusza. Optymalne warunki to właśnie te, w których decydującym czynnikiem jest wysoka temperatura. Wytwarzanie ropy i gazu ma również określone strefy pod względem głębokości. Do stu pięćdziesięciu metrów to strefa biochemiczna, która charakteryzuje się rozwojem procesów biochemicznych w materii organicznej z uwalnianiem gazów.
Od jednego do półtora kilometra w dół - strefa przejściowa, w której zanikają wszystkie procesy biochemiczne. Trzecia strefa, od półtora do sześciu kilometrów, jest strefą katalizy termicznej, jest szczególnie ważna dla tworzenia się ropy naftowej. A czwarta - gaz, w którym powstaje głównie metan. Widać, że proces zaczyna się od powstania gazu, towarzyszy powstawaniu ropy na wszystkich etapach i kończy ten proces. Ta strefa jest pionowa, a rozkład węglowodorów na polach jest poziomy.
Produkcja
Wcześniej olej wydobywano tam, gdzie zbliża się do powierzchni. Teraz jego produkcja wzrosła wielokrotnie, dlatego studnie mają po prostu niesamowitą długość. Najdłużej wiercono w ZSRR: na Sachalinie - znacznie ponad dwanaście kilometrów, a na Półwyspie Kolskim - 12262 metry. W Katarze pozioma studnia ma ponad dwanaście kilometrów, w Stanach Zjednoczonych dwie dziewięciokilometrowe studnie. W bawarskich górach Niemiec znajduje się ta sama dziewięciokilometrowa studnia, z którejnic nie wydobywano i nie wydobywa się, chociaż wydano na to trzysta trzydzieści siedem milionów dolarów. W Austrii znaleziono małe złoże ropy naftowej, które nieoczekiwanie okazało się znacznie większe niż eksplorowane, ale ropę odkryto na głębokości ponad ośmiu kilometrów. Po bliższym zbadaniu okazało się, że akumulacja ta nie była ropą, ale gazem, którego nie można było wydobyć - nie pozwalały na to cechy geologiczne tego obszaru. Ale nadal wiercili studnię, ale nie znaleźli w ogóle niczego, nawet łupków, które można by wydobyć.
Wszystkie kraje potrzebują ropy. Z powodu jej nieobecności nieustannie zaczynają się wojny. Obecnie jest wydobywany w niespotykanych dotąd ilościach. Ziemia już dosłownie wyschła. Eksperci energetyczni obliczyli, ile lat starczy ropa dostępna w trzewiach Ziemi. I okazało się, że z eksplorowanych już rezerwatów pozostało tylko pięćdziesiąt sześć lat. Oczywiście nie zniknie całkowicie. Ludzie już wiedzą, jak wydobywać ropę z łupków, piasku roponośnego, naturalnego bitumu i nie tylko. Wenezuela będzie miała dość ropy na sto lat, Arabia Saudyjska – prawie siedemdziesiąt lat, Rosja – mniej niż trzydzieści lat bycia gigantem naftowo-gazowym.
