 |
3. 2. Современные представления о нефтегазообразовании
|
|
|
|
3. 2. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О НЕФТЕГАЗООБРАЗОВАНИИ
Захороненное в осадках органическое вещество (ОВ) в процессе диагенеза и катагенеза подвергается биохимическим, термокаталитическим и механохимическим преобразованиям, что происходит в результате постоянно проявляющегося процесса интенсивного обмена с окружающей средой веществом и энергией. Этот процесс контролируется типом исходного ОВ, тепловым потоком, идущим от фундамента, литологией и теплопроводностью пород осадочного чехла, скоростью осадконакопления, эволюцией во времени.
В результате преобразований ОВ формируются битумоиды, в составе которых присутствуют соединения, наследующие от биомолекул углеродистый скелет и элементы пространственной структуры. Поскольку, живая клетка, это открытая неравновесная система, совокупность синтезируемых в ней соединений также не образует термодинамически равновесную смесь. Эта неравновесность наследуется биомолекулами попавшими при осаждении в осадочные породы, а от них - нефтью. Пространственная асимметрия биомолекул сохраняется в нефтях, что определяет их оптическую активность. Таким образом, важнейшая особенность рассеянных битумоидов – асимметрия молекул и неравновесность состава.
Второй важнейшей особенностью формирования битумоидов является то, что контроль со стороны внешних по отношению к захороненному ОВ условий – термодинамическим режимом недр, скоростью осадконакопления и др.
Третьей чертой отличительной чертой битумоидов является их дисперсно рассеянное в нефтематеринских породах состояние, отсутствие макроструктуры в распределении концентраций, приуроченность в терригенном разрезе к глинистым породам.
|
|
|
Далее в истории формирования скоплений нефти и газа наступают этапы первичной миграции и аккумуляции УВ. Какая-то часть молекул мигрирующей микронефти приходит в согласованное движение, создавая направленные потоки углеводородного вещества к ловушкам, и аккумулируется там, образуя скопления.
При этом большая часть микронефти остается в дисперсно-рассеянном состоянии. Параллельно происходит частичное рассеяние из ранее образовавшихся залежей за счет диффузии, вымывания и вертикальных перетоков углеводородов, биодеградации и окисления нефтей.
Наконец, для выделения УВ в свободную фазу и их аккумуляции в ловушках необходимо какое-то структурное изменение в бассейне, например, резкое воздымание, приводящее к столь же резкому снижению давления и усилению потока инфильтрационных вод.
В последние десятилетия нефтегазообразование рассматривается как процесс, развивающийся параллельно с осадконакоплением и с эволюцией биосферы. Выделяются четкие временные рубежи, например 2 млрд. лет назад, когда произошел скачок в развитие биосферы Земли.
В стадии седиментогенеза и диагенеза основные группы биополимеров, попавших в осадок подвергаются процессам биодеструкции жиров, лигнина, углеводов, геосинтез продуктов их деструкции, в результате чего формируется кероген осадочных пород. Продуцируемые в этот момент газы теряются ввиду их рассеяния в гидросфере и атмосфере, или же они формируют на дне океанов залежи газогидратов. В следующую по времени проявления, катагенетическую стадию проявляются процессы деструкции геополимеров, а из фрагментов липидных и изопреноидных соединений керогеновой формы рассеянного ОВ в результате проявления термокаталитического синтеза формируются новые соединения. Катагенезу соответствует главная стадия нефти- и газообразования. Значительная часть миграционноспособных жидких и газообразных УВ покидает данную породу и на пути миграции могут концентрироваться в виде скоплений нефти и газа.
|
|
|
После завершения главной стадии нефтеобразования из пород генерируются только газы и эта стадия именуется «газовым дыханием».
3. 3. ИСТОРИЯ ВОЗЗРЕНИЙ НА ГЕНЕЗИС НЕФТИ
3. 3. 1. ПЕРВЫЕ ГИПОТЕЗЫ: БИОГЕННАЯ, АБИОГЕННАЯ
Истоки современных представлений о происхождении нефти возникли в XVIII – начале XIX века. М. В. Ломоносов заложил гипотезы органического происхождения нефти, объясняя её образование воздействием “подземного огня” на “окаменелые уголья”, в результате чего, по его мнению, образовывались асфальты, нефти и “каменные масла”.
Идея о минеральном происхождении нефти впервые была высказана А. Гумбольдтом в 1805 году. Развитие химии, эксперименты по неорганическому синтезу углеводородов, проведенные М. Бертло (1866 год), Г. Биассоном (1871), послужили отправной точкой для развития гипотезы минерального происхождения. Французский химик Пьер Эжен Марселен Бертло (1827-1907) синтезировал огромное число органических соединений, относящихся к различным классам. Взаимодействием глицерина и жирных кислот он получил) аналог природных жиров, доказав возможности их синтеза неорганическим путём.
Дмитрий Иванович Менделеев, придерживавшийся до 1867 года представлений об органическом происхождении нефти, в 1877 году сформулировал известную гипотезу ее минерального происхождения, согласно которой нефть образуется на больших глубинах при высокой температуре вследствие взаимодействия воды с карбидами металлов.
Д. И. Менделеев считал, что основой процесса образования УВ – взаимодействие карбидов глубинных металлов с водой, которая проникает по трещинам с поверхности на большую глубину:
2FeC + 3H2O = Fe2O3 + C2H6
или в общем виде: MCm + mH2O > MOm + (CH2)m (2)
Образовавшиеся в газообразном состоянии УВ поднимались затем в верхнюю холодную часть земной коры, где конденсировались и накапливались в пористых осадочных породах. В настоящее время предположение Д. И. Менделеева подтвердилось, в глубинных породах найдены карбиды ряда элементов (Fe3C, TiC, Cr2C3, WC, SiC). Но крупных скоплений они не образуют; это мельчайшие (доли миллиметра) редко встречающиеся выделения.
|
|
|
