Происхождение нефти

Под нефтью понимают природную маслянистую горючую жидкость, состоящую из смеси жидких и газообразных углеводородов. В настоящее время нефть и ее продукты потребляются всеми отраслями тяжелой и легкой промышленности, включая и пищевую.

Из нефти и ее продуктов изготавливают текстильные волокна, органические кислоты, пластмассы, синтетические жиры, взрывчатые вещества и т. п. Нефтяная и газовая промышленность должна давать топливо не только для моторов и коммунально-бытовых нужд, но и для промышленных предприятий, электростанций, железнодорожного и водного транспорта.

Проблема происхождения нефти и ее месторождений охватывает целый комплекс вопросов, главнейшие из которых:

  • природа исходного материала и условия превращения его в нефтяные углеводороды;
  • причины концентрации колоссальных количеств нефти в небольших участках земной коры.

Происхождение нефти

Для объяснения происхождения нефти было предложено большое количество различных гипотез; все они разделяются на две группы:

  • ипотезы органического;
  • гипотезы неорганического происхождения нефти.

Для теорий органического происхождения нефтяных углеводородов характерно четыре основных направления.

Первое заключается в том, что в процессе построения своих тел, клеточных оболочек, различных структурных элементов клетки растения и животные, в особенности микробы, синтезируют углеводороды. Эти углеводороды могут быть разрушены микробами после отмирания организмов, но относительная скорость их расщепления меньше, чем для других компонентов. При недостатке кислорода углеводородные соединения могут сохраняться, образуя таким образом непосредственно материал для битумо- и нефтенакопления.

Однако количественное содержание углеводородов в организмах ничтожно мало. Сопоставляя числа залежей нефти с теми количествами живой органики, которые необходимы для ее образования этим путем, приходим к заключению, что вряд ли с этим процессом связаны скопления огромных залежей нефти.

Второе предположение — происхождение углеводородов из жиров. Эта точка зрения впервые была выдвинута в 1888 г. немецким химиком К. Энглером и геологически обоснована Г. Гефером и названа именами этих ученых. Основная ошибка этого предположения — слишком высокие температуры, при которых могли бы сохраниться парфирины, гемины и другие малоустойчивые вещества (до 200°С). Кроме того, чтобы объяснить широкое развитие нефтеносных отложений, необходимо доказать возможность массовой гибели животных в региональном масштабе и в различные эпохи геологической истории. А это сделать трудно.

Рассматриваемая теория была поддержана Г. Л. Стадниковым, согласно воззрениям которого исходный сапропелевый и сапропелево-гумусовый материалы в условиях бактериального разложения в солоновато-водных бассейнах превратились в так называемую первичную нефть — густую, вязкую жидкость большой плотности. При превращении первичной нефти в природную необходим приток углеводородных газов, которые гидрогенезируют полимеризаты первичной нефти. Эти газы, по мнению. Г. Л. Стадникова, поступают из глубин, на которых пары воды вследствие высокой температуры могут разлагаться, выделяя водород. Недостаток этой гипотезы — допущение спорадических скоплений больших масс растительности, что мало соответствует региональным распределениям углеводородов и родственных им продуктов в природе.

Третье предположение о происхождении углеводородов из азотистых веществ ранее других (1923 г.) высказал Гехт, затем П. Траск и Патнод, а позже она была поддержана В. П. Батуриным. Происхождение углеводородов эти исследователи связывали с аккумуляцией значительных количеств азота в телах бактерий, где он находился главным образом в виде сложных белковых соединений.

Четвертое предположение — образование водорода биологическим путем, как следствие разложения целлюлозы микроорганизмами, впервые пытался объяснить В. Б. Порфирьев. Он высказал предположение о возможном образовании углеводородов из углеводов. Позднее В. Б. Порфирьев стал сторонником неорганического происхождения нефти.

Происхождение нефти

«Углеводной» гипотезы придерживаются Хекфорд, Берль, О, А. Радченко, В. А. Успенский и др., которые доказали возможность образования углеводородов из углеводов в лабораторных условиях. Установлено превращение углеводородов в нефтеподобные продукты при восстановлении их водородом. Однако Г. Л. Стадников, В. А. Соколов и др. возражают против таких превращений в природных условиях.

В 1932 г. И. М. Губкин предложил теорию смешанного растительноживотного происхождения нефти, известную как теорию нефтематеринских свит, или сапропелитовую теорию. По его мнению, основным исходным материалом для нефти был сапропелит растительно-животного происхождения. Накопившийся на дне бассейна органический материал претерпевает две стадии преобразования.

В первой (биохимической) при содействии бактерий белковые вещества разлагаются и в результате возникает органическое вещество— кероген. Во второй стадии (динамохимнческой) под влиянием повышенных температур и давлений возникают нефть и газ. Затем нефть и вода выдавливаются из нефтематеринских пород в более пористые — пески и песчаники и другие породы; в них в нефтяных ловушках формируются промышленные залежи нефти и газа.

В 1889 г. В. Д. Соколовым была высказана мысль, что углеводороды в земной коре образовались одновременно с ее возникновением. Он развил гипотезу космического происхождения нефти, согласно которой углеводороды содержались в газовой оболочке Земли в бытность ее в огненно-жидком состоянии. По мере остывания Земли углеводороды поглощались остывавшим субстратом и, наконец, конденсировались в верхних, наиболее остывших его слоях в земной коре. Этой точки зрения придерживаются В. Б. Порфирьев и в известной мере П. Н. Кропоткин, а за границей американцы Ван-Гейль и Паркер, которые отмечают наличие метана в атмосфере Сатурна, Нептуна и Юпитера, а также присутствие метана и высокомолекулярных углеводородов в составе планет. В. Б. Порфирьев считает, что неорганический синтез углеводородов в природной нефти не противоречит ни современной химии, ни геологии.

Н. А. Кудрявцев принимает вариант образования углеводородов в магматических зонах.

В середине XIX в. гипотеза минерального образования нефти была высказана французским химиком Вертело, который предполагал, что в земной коре, благодаря взаимодействию углекислоты и щелочных металлов, образовались ацетилен-карболовые кислоты, перешедшие в ацетилен, который, уплотняясь, превратился в нефть.

Стройная схема минерального происхождения нефти с учетом экспериментов была создана в 1877 г. Д. И. Менделеевым. Он считал, что углеводороды могут образоваться в недрах земли при действии воды на карбиды тяжелых металлов, в том числе карбид железа.

Исследования А. И. Кравцова по геологии и геохимии природных газов позволяют сделать вывод о том, что метан и его гомологи — тяжелые углеводороды могут образоваться в результате миграции водорода и оксидов углерода или двуоксидов углерода — из подкоровых глубин Земли. Водород и метан образуются в процессе формирования изверженных пород из магм, а тяжелые углеводороды — в результате полимеризации молекул метана, которая происходит при каталитическом воздействии силикатов и оксидов железа.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *