Гипотеза органического происхождения нефти

М.В. Ломоносов одним из первых обратил внимание на проблему происхождения нефти. Сначала он высказывался за её неорганическое происхождение, однако позднее изменил своё мнение. В 1763 г. в знаменитом труде «О слоях земных» М.В. Ломоносов писал о нефти так: «Между тем выгоняется подземным жаром из приуготовляющихся каменных углей оная бурая и чёрная масляная материя и выступает в разные расселины и полости сухие и влажные, водами наполненные...» Поскольку считалось, что угли произошли из растительных остатков, то и нефти также приписывалось растительное происхождение. Фактически с этой работы Ломоносова отсчитывает свою историю гипотеза органического происхождения нефти и горючих газов.

Например, шёл горячий спор о том, каким было исходное вещество — растительного или животного происхождения? Победили, в конце концов, те, кто утверждал: «И растения, и животные». Другим предметом ожесточённых споров было место залегания нефти. Одни считали, что нефтяная залежь находится там, куда упали органические остатки. Сторонники противоположной точки зрения утверждали, что нефть зародилась в одном месте, а скопилась — в другом. Эта гипотеза победила.

Концепция органического происхождения нефти опирается, в частности, на то, что практически все известные скопления нефти и природного газа находятся в толщах осадочных пород. Отсюда был сделан вывод: нефть образуется по мере накопления осадков.

Учёные обратили внимание также и на то, что нефть и природный газ есть далеко не везде, а скапливаются только в определённых пластах осадочных пород, которые имеют поры или пронизаны трещинами. При этом нередко одни нефтегазоносные пласты отделены от других мощными толщами непроницаемых для жидкостей и газов пород (например, глины, соли).

В осадочных породах всегда содержится очень незначительное количество органического вещества (всего 0,2—0,9%). Изучение его состава показало, что оно состоит из веществ, напоминающих жироподобные вещества, содержащиеся в остатках растений на дне морей. А по своему молекулярному строению похоже на соединения, входящие в состав нефти. Благодаря этому некоторые учёные считают доказанной возможность образования углеводородов нефти из липоидов, белков и углеводов, которые входили в состав животных организмов.

Чтобы природный резервуар превратился в кладовые (хранилища) нефти и газа, необходимо, чтобы углеводороды проникли туда. Оказывается, главным «действующим лицом» в этом процессе выступает вода, заполняющая поры и пустоты проницаемых и пористых пород. Пластовые воды содержат углеводороды в растворённом или свободном состоянии — в виде капелек и плёнок нефти, пузырьков газа. Они циркулируют вместе с водой в проницаемых и пористых породах.

Если сверху есть хорошая «покрышка», а снизу «дно» из непроницаемых пород, то вода, нефть и газ, находящиеся внутри такого резервуара создают большое давление.

Движущаяся в пустотах вода увлекает с собой жидкие и газообразные углеводороды. Согласно законам физики, углеводороды стремятся попасть туда, где давление ниже. Там, как правило, ниже и температура. При этом смесь жидкостей и газов разделяется. Углеводороды легче воды, поэтому капельки нефти и пузырьки газа будут стремиться всплывать вверх. Часть газа останется растворённой в нефти («попутный», или «нефтяной», газ), а часть выделится в свободную фазу над водой или нефтью и образует так называемую газовую шапку.

Ловушки нефти и газа

На пути нефти и газа может встретиться непроницаемая преграда, тогда углеводороды попадают в естественную ловушку и постепенно скапливаются в ней. В этом случае устанавливается равновесие между газом, нефтью и водой.Гипотеза органического происхождения нефти.

Выделяют различные типы ловушек. Один из них представляет собой местный изгиб пластов и называется антиклинальной (сводовой) ловушкой.

Второй тип ловушек представлен экранированными (тектонически и стратиграфически) ловушками.

Тектонически экранированные ловушки образуются в результате разрыва и вертикального смещения друг относительно друга двух смежных участков пористого пласта. Тогда по линии разрыва они могут соприкоснуться с непроницаемыми породами и образовать тектонически экранированную ловушку.

Пласты-коллекторы (от позднелат. collector — «собиратель»), обладающие хорошей пористостью, могут быть со временем выведены на поверхность и частично разрушиться. Если они затем перекроются более молодыми непроницаемыми пластами, то через некоторое время образуется стратиграфическая ловушка. Здесь более древние по возрасту проницаемые пласты не согласно, т.е. с определённым временным перерывом в накоплении осадков, перекрываются более молодыми осадочными образованиями.

Ещё один тип ловушек получается в результате смены непроницаемых пород внутри пласта на проницаемые. Это могут быть погребённые коралловые рифы или скопления песка в глинах (линзы).

В настоящее время обнаружено много потенциальных ловушек углеводородов. Но, к сожалению, далеко не во всех есть нефть или газ. Если же они всё-таки попались в ловушку, то могут образовать природное скопление углеводородов, называемое залежью. Обычно нефть или газ подпираются снизу водой.

Участок земной коры, содержащий одну или несколько залежей, называется месторождением. На месторождениях Апшеронского полуострова на Каспии, например, обнаружено до 30—40 залежей.

Во всём мире открыто значительное число месторождений нефти и газа. Однако основная часть углеводородного сырья содержится в небольшом числе месторождений-гигантов.

Существуют различные классификации месторождений нефти и газа в зависимости от величины запасов углеводородов. Согласно одной из них, месторождения подразделяются на мелкие (с запасами менее 10 млн т нефти или 10 млрд м3 газа), средние (10—30 млн т нефти или 10—30 млрд м3 газа), крупные (30—70 млн т нефти или 30—70 млрд м3 газа), гигантские (70—300 млн т нефти или 70—300 млрд м3 газа), уникальные (более 300 млн т нефти или более 500 млрд м3 газа).