Тайны образования нефти и горючих газов - Михаил Калинко

Лишь единичные исследователи продолжали "исповедывать" неорганическое происхождение нефти. В России продолжал опыты по синтезу "нефтеподобных" веществ из неорганических соединений грозненский химик К. В. Харичков. Химик Н. М, Кижнер пытался возродить представления Д. Л. Соколова, геолог Э. А. Штебер, исследовавший грязевые вулканы Кавказа, принимал за основу представление А. Гумбольта об образовании нефти при извержении вулканов.

За рубежом гипотезу Д. И. Менделеева в 1908 году пытался возродить американский геолог Д. Т. Дэй. Активно пропагандировал "вулканическую" гипотезу происхождения нефти канадский геолог Ю. Кост, который обосновывал свои представления в основном наличием месторождений и проявлений нефти в районах современных вулканов и развития древних вулканических пород, а также приуроченностью нефтяных месторождений Канады к "линиям трещиноватости". В 1915 году в поддержку этого представления выступил мексиканский геолог Е. Ордонец. Однако аргументацию Ю. Коста оспаривали многие геологи - Г. П. Михайловский, Г. Гёфер и др.

Следует отметить, что в настоящее время совершенно очевидна ограниченность информации тех лет о распределении нефти в Канаде: в действительности наиболее крупные залежи нефти приурочены к ископаемым рифам девонского возраста.

Американский геолог К. Уошбэрн считал (1914 год), что долевой состав нефтяных месторождений указывает на их образование за счет "эманации" из магматических очагов, а У. Рамсей (1923 год) полагал, что никель, медь и другие металлы являлись катализаторами при синтезе углеводородов.

Создатель геохимии - академик В. И. Вернадский рассматривал решение проблемы происхождения нефти в аспекте влияния биосферы на процессы, развивающиеся в земной коре. В 1927 году он писал: "Мы должны считать нефти фреатическими минералами, образующимися, по-видимому, вне биосферы, но связанными с живым веществом. Организмы, несомненно, являются исходным веществом нефтей; возможно участие анаэробных бактерий и при их синтезе. Нефти не могут содержать сколь-нибудь значительных количеств ювенильных углеводородов"[11].

В 1925 году советский химик Г. Л. Стадников пытался создать "гибридную" гипотезу происхождения нефти, согласно которой нефть образуется из захороненного растительного детрита благодаря привносу глубинного водорода.

В рассматриваемый этап преимущественно американскими исследователями были проведены разнообразные исследования, в том числе и экспериментальные, с целью выяснения влияния основных факторов на преобразование органического вещества в сторону нефти и миграции последней из глинистых пород в коллекторы. В результате, так же как и в предыдущие этапы, появились разные представления о причинах развития указанных процессов. Так, в 1921 году Д. Уайт считал основным фактором, вызывающим преобразование органического вещества в нефть, динамическое давление, действующее во время складкообразования. На основе обобщения материала по нефтегазоносности он даже установил коэффициенты, согласно котором по элементному составу углей можно прогнозировать наличие нефти или только газа.

В 1925 году Ф. М. Ван Таил и К. Д. Блэкборн в результате экспериментов с горючими сланцами пришли к выводу об отсутствии возможности "выжать" из нефть, что в 1926 году подтвердил и Д. И. Хэйлей.

В 1925 году В. А. Соколов экспериментально установил, что под действием альфа-лучей происходит распад содержащегося в осадках органического вещества с образованием водорода, СО2, СО и метана. Метан под действием этих же лучей полемиризуется в более тяжелые газообразные и жидкие углеводороды.

В 1926 году почти к таким же выводам пришли американские исследователи С. К. Линд и Д. К. Бэрдуэлл. Нефть, по их мнению, образуется из метана в результате бомбардировки альфа-частицами. Метан же в огромных количествах продуцируется при микробиальном разложении органического вещества, содержащегося в осадках.

В 1931 году американский исследователь Б. Т. Брукс высказал предположение о том, что развитию процессов нефтеобразования из органического вещества способствуют каталитические свойства горных пород, примером чего является так называемая "фуллерова земля".

Интересная мысль была высказана в 1927 году американцем Д. Л. Ричем, который считал, что факторами, обусловливающими образование нефти из органического вещества и ее миграцию из глинистых пород в коллекторы, являются температура и развивающееся давление газов.

Подводя итоги развитию представлений о происхождении нефти в течение 1906-1931 годов, можно отметить следующее. Большинство геологов-практиков и научных работников считали, что нефть образуется из органических остатков в земной коре. Однако по вопросу исходных веществ для ее образования мнения расходились. Одни исследователи под влиянием работ К. Энглера и Г. Гёфера считали исходным веществом для нефти остатки животных организмов, массовая гибель которых происходила в результате различных геологических процессов (вулканизма, тектонических движений и др.), приводящих к резким изменениям температуры, солености морских вод и других условий.

В то же время все больше сторонников завоевывало представление, сформировавшееся в результате исследований ископаемых и современных осадков о том, что источником нефти является рассеянное органическое вещество, которым обогащены прослои глинистых пород. Такое обогащение происходит при накоплении илов в I морских бассейнах, характеризующихся сероводородным заражением придонных слоев воды.

Важно подчеркнуть, что в соответствии с обоими приведенными выше представлениями накопление органических веществ в необходимых для образования нефти количествах в геологической истории многих регионов являлось событием экстраординарным и сравнительно редким. Эти представления хорошо коррелировались с имевшейся к началу этапа информацией о сравнительно редком и локальном распространении нефтяных месторождений как у нас в стране, так и в других странax.

Таким образом, возникновение описанных гипотез об образовании нефти было связано, с одной стороны, с недостаточным развитием аналитической техники, вследствие чего не удавалось обнаружить углеводороды в современных осадках, а с другой стороны, с недостаточной информацией о распределении залежей нефти и газа в земной коре. На это еще в 1906 году довольно образно указал Г. П. Михайловский: "Подобно тому как каждый почти экспериментатор, произведя удачный опыт, думает, что нефть вообще произошла именно из того материала, с которым он экспериментировал, совершенно так же поступают и некоторые наблюдатели".

V этап (1932-1950 годы). Выход в свет в 1932 году книги академика И. М. Губкина "Учение о нефти" положил конец колебаниям между указанными группами представлений, и в течение последующего пятого этапа господствовала гипотеза образования нефти из рассеянного органического вещества, накапливавшегося в значительных количествах в осадках морских и солоноватоводных бассейнов.

Описываемый этап характеризовался дальнейшим, хотя и не очень интенсивным, расширением и уточнением географии нефти. Именно в это время на Ближнем Востоке стала вырисовываться одна из богатейших нефтегазоносных провинций мира: в 1948 .году здесь было открыто уникальное нефтяное месторождение Гхавар. К описываемому этапу относятся открытие и начало Разработки нефтяных месторождений, расположенных в акваториях Каспийского моря, Мексиканского залива и других акваторий.

Результаты развернувшихся в течение рассматриваемого этапа исследований не только подтверждали господствующие представления об образовании нефти из рассеянного органического вещества, захороненного в осадках различных водоемов, но и позволяли уточнить некоторые детали данного процесса. Так, в частности, открытие в 1934 году А. Трайбсом в нефти порфиринов, являющихся производными хлорофилла, не только подтвердило органическое происхождение нефти, но и свидетельствовало о том, что процесс ее образования не является высокотемпературным, так как при температуре выше 250 °С порфирины разрушаются.

Фундаментальные исследования процессов накопления органического вещества в современных морях, проведенные академиком Н. М. Страховым, показали, что это вещество может концентрироваться и в осадках морских бассейнов, не отличающихся сероводородным заражением придонных слоев воды. Стало очевидным также, что органическое вещество в значительных концентрациях захороняется не только в глинистых, но и в карбонатных осадках. Кроме того, выяснилось, что нефть может образоваться из органического вещества, захороняемого в осадках как морских и солоноватоводных, так и пресноводных бассейнов.

Некоторые американские исследователи, в частности В. К. Иллинг, стали считать образование нефтепродуцирующих толщ в морских бассейнах скорее нормальным, чем экстраординарным процессом. Почти в каждом нефтегазоносном регионе были выявлены толщи темных, преимущественно глинистых пород, содержащих повышенное количество органического вещества, которые стали считать нефтепроизводящими. Так, в частности, в Прикарпатье к таким толщам начали относить менелитовые сланцы, в Калифорнии - сланцы Монтерей. Сведения о возможных нефтепроизводящих толщах стали даже включать в справочники, примером чего является изданный в 1938 году "Справочник по типичным американским нефтяным месторождениям".