Концепция неорганического происхождения нефти

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Минобрнауки России

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского

Геологический факультет

Кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых

Направление подготовки 21.03.01 «Нефтегазовое дело»

Профиль «Геолого-геофизический сервис нефтегазовых скважин»

Реферат

по дисциплине «Геология и геохимия нефти и газа»

Тема:

Концепция неорганического происхождения нефти

Выполнил Айткулов П.А.

Студент 3 курса, 331 группы

Проверила Л.А. Коробова

к. геол.-мин. н., доцент

Саратов 2022

Оглавление

Введение

1. Нефть. История развития и основы современной теории

1.1 История развития теорий происхождения нефти

1.2 Основы современной теории происхождения нефти

2. Гипотезы неорганического происхождения нефти

2.1 Карбидная гипотеза Д. И. Менделеева

2.2 Магматическая(вулканическая) гипотеза

2.3 Космическая гипотеза

3. Современные эксперименты

Заключение

Список используемых источников

Введение

2.1 Карбидная гипотеза Д.И. Менделеева

Согласно гипотезе неорганического происхождения нефти (абиогенная гипотеза) углеводороды образовались в результате превращения неорганических соединений. Еще в 1805 г. немецкий ученый А. Гумбольдт утверждал, что нефть происходит из примитивных горных пород, под которыми покоится энергия всех вулканических явлений. В 1876 г. французский химик М. Бертло, искусственно синтезировав углеводороды из неорганических веществ, высказал предположение, что нефть образовалась в недрах Земли из минеральных соединений.

В 1876 г. русский ученый Д.И. Менделеев изложил свою «карбидную» гипотезу образования нефти, согласно которой вода, просачиваясь в недра Земли и взаимодействуя с карбидами металлов, в частности железа, под воздействием высоких температур и давления образует углеводороды и соответствующие оксиды металлов. Подтверждением абиогенной теории служили опыты по получению водорода и ненасыщенных углеводородов при воздействии серной кислоты (H2S04) на чугун, содержащий значительные количества углерода. В 1878 г. французские ученые, обрабатывая соляной кислотой (НС1) зеркальный чугун и водяными парами железо при белом калении, получили водород и углеводороды, которые даже по запаху напоминали нефть.

Значительный вклад в развитие гипотезы о неорганическом происхождении нефти внес известный ленинградский геолог-нефтяник Н.А. Кудрявцев. В 1950-е годы, обобщив огромный геологический материал о нефтяных и газовых месторождениях мира, он создал свою магматическую гипотезу происхождения нефти, по которой в мантии Земли при высоких температуре и давлении из углерода и водорода сначала образуются углеводородные радикалы, которые, поднимаясь в слои земной коры (в области более низких температур и давлений), взаимодействуют друг с другом и с водородом, превращаясь в нефть. Перемещаясь как вертикально, так и горизонтально в породе по трещинам, образовавшаяся нефть скапливается в ловушках не только в верхних слоях Земли, но и в глубине. Эти представления Н.А. Кудрявцева подтверждаются все большей глубиной (более 10 км) бурения нефтяных скважин.

Основным доказательством своей теории, химик считал результаты опытов, проведённых в лаборатории. Кроме того, положения данной гипотезы подтверждают исследования астрофизиков, доказавших наличие углеводородов в космосе. Но «карбидная» гипотеза не объясняет появления всех углеводородов разнообразного строения, которые имеются в нефти.

карбидный магматический космический нефть менделеев

2.2 Магматическая(вулканическая) гипотеза

Близкие взгляды на неорганическое происхождение нефти защищал Юджел Кост (1905), считая, что нефть образуется в магматических очагах и выделяется с газовыми эманациями при вулканических извержениях. Толчком для развития вулканической гипотезы Ю. Коста послужили проявления метана в вулканических газах, битуминозные вещества в пепле вулканов (Везувий), а также нефтепроявления в кристаллических породах.

Э. Штебер (1914), предвосхищая разработку процесса получения искусственного бензина, полагал, что из H2, СО и СО2, выделяющихся из магматических очагов, на значительных глубинах получаются газообразные и жидкие углеводороды. Образование нефтяных месторождений он связывал с закупоркой жерл грязевых вулканов и накоплением жидких и газообразных углеводородов в их аппарате под большим давлением, с последующим проникновением их в соседние складки. Э. Штебер ошибочно считал, что во всех нефтегазоносных районах имеются или имелись грязевые вулканы.

Основные положения: Из грязевых вулканов за время их существования выделилось и продолжает выделяться столько углеводородных газов, что источником последних могут быть только глубокие недра Земли. Глубинное происхождение газов и сопровождающей их нефти подтверждается тем, что в Керченско-Таманских вулканах они выносят пары ртути, а в некоторых вулканах углеводородные газы сменяются углекислыми.

Соотношение между нормальными и изо-углеводородами, наблюдающееся в нефтях, показывает, что температура их образования достигала нескольких сот градусов Цельсия; такой температуры в осадочном покрове не наблюдается; соотношения же, рассчитанные для невысоких температур, не наблюдаются ни в одной нефти (А.Ф. Добрянский).

Нефтяные битумы и углеводородные газы нередко с нефтяным запахом широко распространены в металлических рудниках на кристаллических щитах, а также в жерлах потухших вулканов и в трубках взрыва.

Закономерности распространения нефти в нефтеносных районах указывают на тяготение ее к фундаменту, т. е. на поступление ее в осадочную толщу из фундамента. Это подтверждается тем, что нефть и газ иногда в больших количествах обнаруживаются в фундаменте в десятках нефтеносных районов. Как в осадочной толще, так и в кристаллическом фундаменте (Межовка, Новосибирская обл.) встречаются залежи углекислого газа с нефтью или растворенным в нем нефтяным конденсатом.

Нефть и углеводородные газы генетически связаны с глубинными разломами и приурочены к опустившимся по ним участкам земной коры. Образовавшиеся в зонах разломов в результате дифференцированных движений отдельных блоков фундамента антиклинальные поднятия в осадочной толще являются ловушками, в которых аккумулируются нефть и газ, поднимающиеся из глубоких недр по разломам.

2.3 Космическая гипотеза

Наряду с вулканической гипотезой происхождения нефти русский геолог В.Д. Соколов в 1889 г. выдвинул космическую теорию, согласно которой газовый сгусток постепенно переходил в жидкую фазу, а содержащиеся в нем углеводороды (соединения углерода с водородом) растворялись в жидкой магме, превращающейся по мере охлаждения в твердую земную кору, по трещинам в которой углеводороды поднимались в верхние ее слои, образуя скопления нефти и газа.

Уже в наше время, объединив вулканическую и космическую гипотезы в единое целое, новосибирский исследователь В.А. Сальников предположил, что в результате столкновения спутника с Землей активизировалась вулканическая и горообразовательная деятельность. Миллиарды тонн вулканического пепла и грязевые потоки завалили в глубоких недрах Земли принесенные из космоса углеводороды, где под действием высоких температур и давлений они превратились в нефть и газ.

Гипотезы неорганического происхождения нефти объединяет идея неорганического синтеза сложных компонентов нефти из С, Н2, СО, СО2, СН4, Н2О и других простейших углеводородистых соединений, содержащихся либо в земной коре или в мантии, либо в космосе.

Образование залежей, согласно этой гипотезе, происходило следующим образом:

В эпоху генезиса Земли, углеводороды являлись частью первичного вещества нашей планеты (или же сформировались на первых этапах её генезиса в условиях высоких температур).

Под воздействием охлаждения первичного вещества, углеводороды смешивались с остывающей магмой и постепенно поднимались в её составе по разломам к земной коре, задерживаясь в осадочных породах.

Основной недостаток гипотезы заключается в том, что она не может объяснить ни географическое, ни геологическое распределение запасов нефти и газа, а также восполнение их в современном мире.

3. Современные эксперименты

Первые эксперименты в поддержку гипотезы абиогенного (неорганического) происхождения нефти начал проводить Д.И. Менделеев еще в XIX веке. Однако тогда, из-за отсутствия необходимых технологий и развитой экспериментальной базы, полученные доказательства не были надежными, и неорганический принцип генезиса нефти долгие годы считался псевдонаучным.

Как это обычно и происходит, ситуацию изменил технический прогресс. Появились технологии и экспериментальные установки, позволяющие ученым моделировать и наблюдать процессы, происходящие в глубинах Земли и даже в далеком космосе.

На сегодня в распоряжении ученых существует множество высокоточных аналитических технологий, с помощью которых углеводороды были обнаружены в самых неожиданных местах - в глубоком космосе, вулканических газах, или источниках на дне океана.

Доказано, что легкие газовые углеводороды, содержащиеся в нефти, могут быть образованы в ходе синтеза при температурах более 250 градусов из водорода, имеющегося в морской воде, и углекислого газа, содержащегося в верхних слоях земной коры под толщей океана. Эти углеводороды неизменно находят в выбросах подводных гейзеров и геотермальных источниках, без какого-либо контакта с нефтяными и газовыми месторождениями.

Углеводороды могут формироваться глубоко под землей и, вероятно, без участия органической материи. Такой вывод сделала группа исследователей из Геофизической лаборатории института Карнеги

В начале августа 2011 г. стало известно, что ученым удалось доказать возможность неорганического синтеза тяжелых углеводородов на глубинах 65-150 км.

Классическая точка зрения, что углеводороды образуются из гниющих органических остатков, не раз подвергалась сомнению.

Геофизики поставили эксперимент, смоделировав физические условия верхних слоев мантии. Во время опыта ученым удалось добиться того, что метан в данных условиях превращался в этан, пропан, бутан, молекулярный водород и графит. Затем исследователи поместили в похожие условия этан. Одним из продуктов реакции стал исходный метан. Подобная обратимость указывает на то, что формирование углеводородов в верхних слоях мантии проходит без участия органики и определяется только термодинамическими условиями. О происхождении ископаемых углеводородов ученые спорят давно. Согласно традиционной теории органического происхождения, нефти и газа осталось на несколько десятков лет. Согласно теориям неорганического происхождения, запасы углеводородов практически неистощимы, поскольку их можно получить и неорганическим путем.

Заключение

Необходимо детально дорабатывать модель образования нефти и газа с точки зрения геологии. Наблюдения, как в природе, так и в лабораторных условиях показывают, что нефть может образовываться довольно быстро, и что она необязательно должна иметь многомиллионный возраст. Необходимы дальнейшие исследования. Теорий происхождения неорганической нефти достаточно много и это дает возможность полагать, что запасы нефти зависят не только от органических остатков и долгого процесса образования.

Таким образом, гипотеза неорганического происхождения нефти получила десятки неоспоримых экспериментальных подкреплений, однако пока так и не приобрела четких очертаний. Ведь у ученых нет единой позиции относительно конкретного способа абиогенного синтеза нефти. Получается, что ни одна из теорий, жестко конкурируя друг с другом, не может дать однозначного ответа о происхождении нефти на Земле. Может было бы логичнее предположить, что они не опровергают, а дополняют друг друга?

В связи с этим сегодня ряд ученых, поддерживает идею совместного существования на нашей планете органических и неорганических процессов, каждый из которых в определенной степени вносит свой вклад в генерацию нефти.

Список используемых источников

1. Информационный ресурс Википедия

2. Словарь по геологии нефти и газа. - Черников К.А., Ариетов М.Г. и др. «Недра». - 1988г.

3. Нефтегазопромысловая геология. - Иванова М.М., Чоловский И.П. и др. «Недра». - 2000г.

4. Общая, нефтяная и нефтепромысловая геология. - Абрикосов И.Х., Гутман И.С. 1982г.

5. Научная статья «Нефть: гипотеза неорганического происхождения» - Елена Мингареева Росгеология 2021г.

Размещено на allbest.ru