4. Гипотезы происхождения нефти и газа.

Единого мнения о происхождении нефти и газа до сих пор не существует. Имеются гипотезы неорганиче­ского и органического происхождения.

Гипотеза неорганиче­ского происхождения нефти и газа предполагает их образование в недрах земли в результате химических реакций между водородом и углеродом в условиях высоких температур и давлений при отсутствии органических веществ.

В 1876 году Д.И.Менделеев выдвинул, так называемую «карбидную» гипотезу происхождения нефти. По мнению учёного, во время горообразо-вательных процессов по трещинам-разломам, рассекающим земную кору, вглубь проникает вода. Вода встречает на пути карбиды железа, вступает с ними в реакцию, в результате которой образуются оксиды железа и углеводороды. Затем углеводороды по тем же разломам поднимаются в верхние слои земной коры и образуют нефтяное месторождение.

Сторонниками неорганической теории являются также такие ученые, как профессор МГУ В.Д. Соколов, который предложил «космическую» гипотезу возникновения нефтяных углеводородов в земной коре. По его мнению, углеводороды изначально присутствовали в газопылевом облаке, из которого сформировалась Земля. Со временем они стали выделяться из магмы и подниматься в газообразном состоянии по трещинам в верхние слои земной коры, где конденсировались, образуя месторождение нефти.

Ленинградский геолог-нефтяник, профессор Н.А. Кудрявцев выдвинул «магматическую» гипотезу образования нефти, согласно которой, на больших глубинах в условиях очень высокой температуры углерод и водород образуют углеводородные радикалы СН, СН₂ и СН₃. Затем по глубинным разломам они поднимаются вверх, ближе к земной поверхности. Благодаря уменьшению температуры, в верхних слоях Земли эти радикалы соединяются друг с другом и с водородом, в результате чего образуются различные нефтяные углеводороды.

Гипотеза органического происхождения нефти предполагает образование нефти и газа из останков животных и раститель­ных орга-низмов в условиях высоких температур при отсутствии кислорода. Сторонник этой гипотезы - академик И.М. Губкин. По данной теории процесс нефтеобразования делится на три этапа:

1) накопление органического материала и его преобразование в диффузно рассеянную нефть;

2) выжимание рассеянной нефти из нефтематеринских пород в коллекторы (пористые породы);

3) движение нефти по коллекторам и ее накопление в залежах.

В мелких застойных бассейнах в огромных количествах разви-ваются сине-зеленые водоросли, мелкие членистоногие и планктоновые организмы. Умирая, они вместе с пыльцой расте­ний и некоторым коли-чеством привнесенного мелкого минераль­ного вещества падают на дно бассейна, образуя мягкие, иногда довольно мощные слои органического ила — сапропеля. Посте­пенно сапропель и гумусовые отложения накап-ливаются на дне водоемов и в зависимости от давления, температуры, количе­ства кислорода и минерализации воды происходит реакция гидролиза жиров, содержащихся в отложениях, и образуются жирные кислоты, глицерин и другие продукты, которые затем превращаются в углеводороды (метановые, нафтеновые, арома­тические) и кислородные соединения (кетоны). Все эти соеди­нения, растворяясь в массе жирных кислот, образуют гомоген­ную смолоподобную массу и вместе с мине-ральными вещест­вами (песком, глиной) остаются на дне бассейна, по-крываясь минеральными отложениями. Эту массу можно назвать пер-вичной нефтью. В процессе превращения в нефть органического мате-риала в восстановительной среде происходят химические процессы, при-водящие к увеличению со­держания углерода и водорода и уменьшению содержания кислорода.

В настоящее время полагают, что для преобразования первичного органического материала в нефть необходима совокупность факторов – повышенных температур, давлений, деятельности бактерий, действия радиоактивных веществ.

Основу углеводородного газа составляет метан, который широко распро-странен в природе. Метан входит в состав пластовой нефти, может находиться в растворенном состоянии в пластовых водах на глубине 1,5–5 км, а также образовывать залежи газа в пористых и трещиноватых осадочных породах. Кроме того, присутствие метана зафиксировано на ряде планет Солнечной системы и в далеком космосе. На сегодняшний день известно несколько процессов, приводящих к образованию метана:

- биохимический – метан образуется в илах, почве, осадочных горных по-родах и гидросфере из органических соединений (белков, клетчатки, жирных кислот), в результате жизнедеятельности большого количества различных бак-терий. Нефть на больших глубинах под действием бактерий, содержащихся в пластовой воде, также способна разрушаться до метана, азота и углекисл. газа.

- термокаталитический – этот процесс подобен образованию нефти. Органическое вещество осадочных пород под воздействием повышенных температуры и давления в присутствии глинистых материалов, играющих роль катализатора, преобразуется в газ.

- радиационно-химический – процесс образования метана протекает при воздействии радиоактивного излучения на различные углеродистые соедине-ния. Накопление органического вещества в осадках благоприятствует осажде-нию солей урана. Под воздействием излучения органическое вещество распада-ется с образованием метана, водорода и окиси углерода. Последняя распадается на углерод и О₂, после чего углерод соединяется с водородом, образуя метан.

- механохимический – под воздействием постоянных и переменных механических нагрузок из органического вещества (углей) образуются углеводороды, в том числе и метан. В этом случае на контактах зерен минеральных пород образуются высокие напряжения, энергия которых и участвует в преобразовании органического вещества.

- метаморфический – процесс образования метана связан с преобразова-нием угля под воздействием высоких температур в углерод. Этот процесс является частью общего процесса преобразования веществ при температуре свыше 500 ^ОС. В таких условиях глины превращаются в кристаллические сланцы и гранит, известняк – в мрамор и т. п.

- космогенный – процесс образования метана описывает «космическая» гипотеза образования нефти В.Д.Соколова.