Современное представление об образовании нефти и газа

Образование нефти:

До недавнего времени общепризнанной считалась теория органического происхождения нефти (исходный материал для образования нефти – органическое вещество), согласно которой нефть залегает на глубине 1,5…6км.

Процесс органического нефтеобразования делится на 3 этапа:

1.накопление органического материала сапропелевого типа (осадков морей и шельфа океанов - морской ил, состоящий из растительных (фитопланктон) и животных (зоопланктон) организмов, обогащенных жировыми веществами) и его преобразование рассеянной органики в диффузно рассеянную нефть (старые слои быстро перекрываются молодыми; разложение растительных и животных организмов под действием анаэробных бактерий без доступа кислорода; опускание образовавшегося пласта с повышением давления и температуры по мере погружения в результате общего прогибания земной коры);

2.выжимание (вытеснение при давлении 15…45МПа и температуры 60…150ºС на глубинах 1,5…6км) рассеянной нефти из нефтематеринских пород в коллекторы (проницаемые породы);

3.движение (миграция) нефти по коллекторам (проницаемым породам) к месту образования залежей и накопление нефти в залежах.

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 соответствии с теорией неорганического происхождения нефти (исходный материал для образования нефти – минеральные вещества): в недрах нашей планеты имеется достаточное количество исходного материала для образования углеводородов. Источниками углерода и водорода считаются вода и углекислый газ. Благоприятная для реакции химическая среда обеспечивается присутствием закисных соединений металлов. Образование нефти будет продолжаться до тех пор, пока в недрах Земли есть вода, углекислый газ и восстановители (в основном закись железа). На основании данной теории запасы нефти на Земле значительно больше разведанных на сегодня и продолжают пополняться.

Можно сделать вывод, что обе теории (органическая и неорганическая) происхождения нефти убедительно объясняют процесс образования нефти, взаимно дополняя друг друга. А истина где-то посередине.

Образование газа:

Метан широко распространен в природе. Он всегда входит в состав пластовой нефти. Много метана растворено в пластовых водах на глубине 1,5…5км. Газообразный метан образует залежи в пористых и трещиноватых осадочных породах. В небольших концентрациях он присутствует в водах рек, озер и океанов, в почвенном воздухе и даже в атмосфере. Основная масса метана рассеяна в осадочных и изверженных породах. Широкое распространение метана в природе позволяет предположить, что он образовался различными путями.

На сегодня известно несколько процессов, приводящих к образованию метана:

1.биохимический;

2.термокаталитический;

3.радиационно-химический;

4.механохимический;

5.метаморфический;

6.космогенный.

Биохимический процесс образования метана происходит в илах, почве, осадочных горных породах и гидросфере. Известно более десятка бактерий, в результате жизнедеятельности которых из органических соединений (белков, клетчатки, жирных кислот) образуется метан.

Термокаталитический процесс образования метана заключается в преобразовании в газ органического вещества осадочных пород под воздействием повышенных температуры и давления в присутствии глинистых минералов, играющих роль катализатора. Этот процесс подобен органическому образованию нефти. Газ образуется из органического вещества гумусового типа, состоящее из остатков растительных организмов. Это вещество при термокатализе образует, в основном, метан. В главной зоне нефтеобразования (давление 15…45МПа, температура 60…150ºС и глубины 1,5…6км) наряду с нефтью образуется и метан (в сравнительно малых количествах), а также его более тяжелые гомологи. Мощная зона интенсивного газообразования соответствует температурам 150…200ºС и больше, она находится ниже главной зоны нефтеобразования. В главной зоне газообразования в жестких температурных условиях происходит глубокая термическая деструкция не только рассеянного органического вещества, но и углеводородов горючих сланцев и нефти. При этом образуется большое количество метана.

Радиационно-химический процесс образования метана протекает при воздействии радиоактивного излучения на различные углеродистые соединения.

Механохимический процесс образования метана заключается в образовании углеводородов из органического вещества (углей) под воздействием постоянных и переменных механических нагрузок.

Метаморфический процесс образования метана связан с преобразованием угля под воздействием высоких температур (> 500ºС) в углерод.

Космогенный процесс образования метана описывает «космическая» гипотеза образования нефти В.Д.Соколова.

Считается, что основная масса метана большинства газовых месторождений мира имеет термокаталитическое происхождение. Образуется он на глубине от 1 до 10 км. Большая доля метана имеет биохимическое происхождение. Основное его количество образуется на глубинах до 1…2км.