3. Происхождение нефти

Проблема происхождения нефти и газа является одной и сложных и дискуссионных вопросов естествознания и до конца еще не решена. От знания тех процессов и условий, при которых образуется нефть и газ, зависит экономическая эффективность прогноза, поисков и разведки углеводородного сырья. Поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений сопряжены с огромными, непрерывно возрастающими затратами труда, материалов и денежных средств.

В объяснении происхождения нефти и в мире в течение более ста лет противоборствуют две основные концепции органическая и неорганическая.

Органическая или биогенная концепция полагает источником нефти и газа захороненные в осадках животные и растительные организмы. 99,99% известных скоплений нефти и газа залегает в осадочных толщах. Основные запасы нефти и газа связаны с крупными седиментационными бассейнами. В осадочных породах земной коры обнаружены огромные количества органического вещества. В лабораторных условиях подтвержден процесс преобразования органического вещества, содержащегося в осадочных горных породах, в направлении нефтеобразования. В пределах выхода древних метаморфических толщ нефти нет. Это привело ученых к основополагающему выводу – нефть является продуктом процесса осадконакопления. «Осадочные бассейны – родина нефти» Н.Б.Вассоевич. Во всех осадочных образованиях почти всегда содержится рассеянное органическое вещество и продукты его преобразования. Повсеместная приуроченность нефти к осадочным образованиям, наличие в ее составе тех же химических элементов, что и в живом веществе (углерод, азот и сера) убеждали исследователей в правильности гипотезы органического происхождения нефти. Накопление органического вещества в природе происходит в самых различных обстановках, но наиболее благоприятные условия их сохранения создаются в прибрежных частях морских бассейнах и лагунах, озерах, и болотах. Толщи воды изолируют осажденное органическое вещество от контакта с кислородом воздуха, тогда как органическое вещество на поверхности суши быстро окисляется и разрушается. Именно в водных бассейнах накапливается и захороняется рассеянное органическое вещество в виде микроскопических и макроскопических останков животных и растительных организмов. В отличии от органических масс (торфяников), дающих начало каменному углю и образующихся в континентальных водных бассейнах, нефть и природный газ обязаны своим происхождением исключительно морским бассейнам.

Для того чтобы произошел последующий процесс преобразования органического вещества в углеводороды, необходима изоляция осадка, содержащего исходное вещество, от кислорода воздуха. Общепризнана необходимость восстановительной среды, обусловливающей соответствующее превращение органического вещества в нефть и газ. Этот процесс протекает при условии длительного и устойчивого погружения бассейна, где происходит накопление осадков, содержащих органическое вещество. Длительное погружение бассейна и накопление мощной толщи отложений приводит к повышению давления и температуры в глубоко залегающих осадках. Увеличение этих параметров является необходимым для превращения органического вещества в углеводороды.

Таким образом, процесс образования нефти делится на три этапа:

-накопление органического материала и его преобразование в диффузно рассеянную нефть;

-выжимание рассеянной нефти из нефтематеринских пород в коллекторы;

-движение нефти по коллекторам и ее накопление в залежах.

Главная зона образования нефти обусловлена температурному интервалу в горных породах от 60 до 150⁰С, что соответствует глубинам 1,5-6,0 км.

Неорганическое происхождение нефти и газа связано с именем Д.И.Менделеева. По мнению Д.И.Менделеева углеводороды образуются путем воздействия паров воды на углеродистые соединения тяжелых металлов. Эта точка зрения также получила лабораторное подтверждение. По представлениям современных представителей неорганической гипотезы углерод и водород изначально содержатся в протовеществе планет и Земли. Выделяясь по трещинам из глубин, они конденсируются у поверхности земли и образуют скопления битумов. В 50 годы геолог-нефтяник Н.А.Кудрявцев обобщил огромный геологический материал по нефтяным месторождениям мира. Он выдвинул «магматическую» гипотезу образования нефти. По его мнению, на больших глубинах в условиях очень высокой температуры углерод и водород образуют углеводородные соединения СН, СН₂, СН₃. По глубинным разломам эти соединения поднимаются вверх к земной поверхности. Благодаря уменьшению температуры, в верхних слоях Земли эти радикалы соединяются друг с другом и с водородом, в результате чего образуются различные нефтяные углеводороды.

До недавнего времени в СССР общепризнанной считалась теория органического происхождения нефти, согласно которой нефть залегает на глубинах 1,5-6,0 км. Белых пятен в недрах Земли на этих глубинах почти не осталось. Поэтому теория органического происхождения не дает практически никаких перспектив в отношении разведки новых крупных месторождений нефти. В недрах нашей планеты имеется достаточное количество исходного материала для образования углеводородов. Источниками углерода и водорода считаются вода и углекислый газ. Их содержание в 1 м³ вещества верхней мантии Земли, по данным Е.К.Мархинина, составляет соответственно 180 кг и 15 кг. Образованию углеводородов способствует присутствие закисных соединений металлов, содержание которых в изверженных породах доходит до 20%. Образование нефти будет продолжаться до тех пор пока в недрах Земли есть вода и углекислый газ и восстановители (закись железа). Таким образом, запасы нефти на Земле, значительно больше разведанных на сегодня и продолжают пополняться. Обе теории происхождения нефти достаточно убедительно объясняют этот процесс, взаимно дополняя друг друга, а истина лежит где-то посредине.