4.2. Гипотеза неорганического происхождения нефти и газа

Гипотеза неорганического происхождения нефти впервые была высказана Д. И. Менделеевым в 1877 г. и получила название «карбидной теории».

Сторонники абиогенного генезиса нефти объясняют ее образование согласно реакции Фишера-Тропша (впервые была предложена русским химиком Н.А. Орловым). Каталитический синтез углеводородов из окислов углерода и водорода давно освоен химической промышленностью. При температурах 150-300°С с применением катализаторов (кобальт, никель, платина и элементы VIII группы), нанесенных на носители (алюмосиликаты, диатомиты и др), реакция протекает по схеме

ЗСО + 7Н₂₅= С₃Н₈ + ЗН₂О, 2СО + 4Н₂₅=t C₂H₄ + 2Н₂О,

СО + ЗН₂₅=t СН₄ + Н₂О.

По реакции Фишера-Тропша при разных условиях могут образоваться н-алканы, олефины, в незначительных количествах – изоалканы и ароматические УВ, но таким путем ни изопреноиды, ни нафтены, распространенные во всех природных нефтях, синтезированы не были.

По одним вариантам гипотезы небиогенного происхождения нефти предполагается, что нефть или исходные для ее образования газы находятся в мантии, откуда они по глубинным разломам мигрируют в осадочные породы.

В других вариантах предполагается, что образование самой нефти из исходных газов или радикалов происходит уже в осадочных породах (Д. И. Менделеев).

И, наконец, в некоторых вариантах допускается, что по разломам из мантии в осадочные породы поступают газы СО₂, СО и Н₂, которые воздействуют на органические вещества в осадочных породах и способствуют образованию жидких и газообразных углеводородов.

Сторонники неорганического происхождения нефти приводят следующие доказательства своей гипотезы.

1. Первичная миграция диффузнорассеянных углеводородов из материнских глин и карбонатных пород в смежные коллекторы невозможна вследствие малой проницаемости глин. Поэтому нефть и газ могут скапливаться в залежь только в результате их вертикальной миграции по самым незначительным трещинам, сбросам и разломам. При этом рост залежи нефти происходит от свода, где трещиноватость наибольшая, по направлению падения крыльев. Нефть вытесняет воду, поэтому за контуром нефтеносности признаков нефти не наблюдается.

2. Многоэтажность нефтяных и газовых месторождений вместе с приуроченностью нефтеносных территорий к глубинным разломам является характерной их особенностью. В некоторых случаях нефтеносность распространяется на весь разрез месторождения, начиная с кристаллического фундамента и кончая верхами мезозоя, но при этом только отложения мезозоя состоят из пород, которые могли бы быть приняты за источники нефти.

Действительно, если исходить из представления, что миграция нефти, газа и воды может происходить только снизу вверх, то нахождение нефти в породах кристаллического фундамента в зоне шва стратиграфического несогласия легче всего объяснять гипотезами неорганического происхождения. Но в природе существует миграция воды и нефти по сбросам сверху вниз. Примером может служить переток воды из терригенных отложений карбона в терригенные отложения живетского яруса среднего девона и нижнефранского яруса верхнего девона по региональному сбросу, который приурочивается к глубинному широтному разлому, проходящему вдоль Серафимовско-Балтаевского вала. Точные измерения показали, что пьезометрические уровни водоносных пластов в карбоне на 50 м выше пьезометрических уровней в скважинах, вскрывших девонские пласты. Это объясняется тем, что обнажения голов пластов карбона в зоне питания атмосферными осадками находятся на значительно более высоких отметках, чем обнажения девонских пластов.

3. Анализы вод, взятых из девонских пластов в скважинах, расположенных вдоль зоны Серафимовско-Балтаевского вала, показали их полную идентичность с водами карбона по плотности и солевому составу. Это неопровержимо доказывает наличие перетока воды сверху вниз по сбросовой трещине. Как правило, в горных местностях высотные отметки обнажений пластов, относящихся к более молодым отложениям, выше отметок выходов на поверхность пластов более древнего возраста. Поэтому более высокие пьезометрические уровни, наблюдаемые в более верхних горизонтах по сравнению с глубокими, являются не исключениями, а вполне закономерными явлениями.

Миграцией сверху вниз можно объяснить нефтеносность всего разреза осадочных пород вплоть до кристаллического фундамента даже в том случае, когда породы, которые могли быть приняты за источники нефти, находятся в верхней части разреза.

4. В Восточной Сибири при разведке алмазоносных кимберлитовых трубок в некоторых шурфах наблюдались интенсивные выделе­ния углеводородных газов из трещин кимберлитов.

Исследованием кимберлитовых трубок установлено следующее:

1. проявления нефти в скважинах обычно наиболее интенсивные на участках тонкопористых кимберлитов;

2. битумы кимберлитов и вмещающих их пород имеют одинако­вый состав;

отчетливо выделяется дифференциация битума по вертикали; в шурфах битум встречается в виде твердых включений (твердый хрупкий битум); в скважинах с глубины 100–200 м добывается вязкий битум, здесь наряду с битумами встречается жидкая нефть. Нередки случаи, когда лед вечной мерзлоты пропитан битумом, что свидетельствует о том, что процесс образования углеводородов, в том числе битумов, сравнительно недавний.