Тайны образования нефти и горючих газов - Михаил Калинко

Из приведенного далеко не полного обзора можно видеть, какое огромное разнообразие догадок, предположений и гипотез было высказано в течение многовековой истории решения проблемы происхождения нефти и природных горючих газов. Конечно, степень обоснованности высказываемых предположений была различной. Она зависела от многих факторов: и от общего уровня развития геологических, химических и других наук, и от круга наблюдений, произведенных автором, от его специальности. Так, узкий круг наблюдений повлиял на достоверность предположений Э. Штебера, основанных на изучении только грязевых вулканов Керченско-Таманской области. Как теперь хорошо известно, эти образования характерны лишь для единичных нефтегазоносных областей.

Наконец, примерами влияния специальности на решение проблемы происхождения нефти являются предположения М. Бертло, А. Муассана, Н. М. Кижнера и других химиков, которые пытались решать указанную проблему с чисто химических позиций.

Приведенный обзор в то же время показывает, каким трудным и сложным был путь исследователей к познанию процесса нефтегазообразования. Потребовались усилия многих поколений геологов, накопление огромной информации, касающейся как процессов, развивающихся в настоящее время, так и тех, которые проводили сотни миллионов лет назад; усилия многих химиков, изучивших самыми современными методами состав нефтей, конденсатов, газов и органического вещества горных пород и подземных вод; математиков, обработавших всю эту лавину многогранной информации для выявления факторов, влияющих на процессы нефтегазообразования и определяющих их масштабы.

В свете этого приходится удивляться прозорливости многих исследователей, которые, располагая весьма ограниченной информацией, высказали предположения, подтвердившиеся почти через 100 лет. К таким догадкам следует отнести предположение Д. С. Ньюберри об образовании нефти в глинистых породах, а также предположение Р. Н. Мурчисона о том, что процессы образования нефти из захороненного биогенного вещества должны быть региональными.

Высказанные предположения и гипотезы были тем ближе к действительности, чем полнее и комплекснее использовалась как геологическая, так и геохимическая информация. В этом отношении наиболее достоверной оказалась гипотеза происхождения нефти И. М. Губкина, что объяснялось помимо его незаурядных исследовательских способностей также тем, что он использовал комплекс всей накопленной к тому времени геологической и геохимической информации: выявленные геологические закономерности распределения месторождений нефти, данные об ее составе, распределении органического вещества, природе подземных вод, сопровождающих залежи нефти и т. д.

Возникновение и попытки возрождения ошибочных представлений о неорганическом происхождении нефти были связаны прежде всего с недостатком информации, отсутствием комплексности в ее использовании.

И коль скоро мы в предисловии провели параллель между решением проблемы происхождения нефти и раскрытием тайн в детективах, проведенный обзор позволяет продолжить это сравнение. Как раскрытие самых сложных, самых запутанных детективных историй невозможно без применения современных, в частности спектральных, методов анализа веществ, использования системного анализа, так и проблема происхождения нефти не могла быть решена на основе лишь односторонней информации об условиях ее залегания в единичных месторождениях, а нужны были сведения об ее составе, полученные самыми современными, в том числе и спектральными, методами.

Раскрытие тайны происхождения нефти является делом более сложным, чем раскрытие детективных тайн уже потому, что "преступление совершено" нередко десятки, а то и сотни миллионов лет назад, когда не было еще человека, об условиях "преступления" достоверно ничего неизвестно, и судить приходится лишь по косвенным данным. Нет прямых "свидетелей преступления", их не допросишь. И, наконец, от нефти не дождешься "чистосердечного признания", и следы "преступники" надо собирать по крохам.

Решение этой проблемы облегчает лишь возможность наблюдать аналогичные "преступления", которые происходят в настоящее время, т. е. с известной долей условности получать информацию о процессах нефтегазообразования, протекающих в осадках современных моржих и пресноводных бассейнов и, наконец, самыми тончайшими методами обнаруживать следы пребывания нефти и даже устанавливать пути ее продвижения.

Продолжая аналогию, следует отметить, что так же как и во всякой сложной детективной истории недостаточным доказательством невиновности является нахождение потенциального преступника вдали от места преступления (учитывая возможности современного транспорта, места нахождения нефти и газа, как правило, не могут свидетельствовать о месте и условиях их образования.

В самом деле, нефть и газ вследствие своей исключительной подвижности могут скопляться в залежи за десятки, а возможно, и за сотни километров от места своего "рождения", причем они образуются из самого различного органического вещества. Вот почему единичные случаи нахождения нефти или газа с какими-либо органическими остатками или в каких-то определенных породах не могут являться "уликой" происхождения этих полезных ископаемых.

Анализируя причины возникновения различных представлений и гипотез о происхождении нефти и углеводородных горючих газов на протяжении всей рассматриваемой истории, нетрудно заметить, что часть возникших заблуждений обусловливалась объективными обстоятельствами, связанными с недостаточностью информации на ранних этапах развития науки; таким образом, в истории развития данной отрасли науки были неизбежны "издержки". Однако существовали субъективные факторы, которые влияли на формирование некоторых представлений.

Глава VI. Современная теория образования нефти и природных горючих газов

Современная теория...

Нефтегазовая геология относится к числу тех наук, в которых научно-техническая революция произвела действительно революционный переворот как в теории, так и в практическом использовании теоретических разработок. На самом деле, как отмечалось, благодаря научно-технической революции появилась возможность получить информацию о составе органических веществ, содержащихся в породах, обнаружить ничтожные количества этих веществ, измеряемые тысячными и десятитысячными долями процента, узнать, как накапливаются эти вещества почти во всех морях и океанах мира, что происходит с ними с момента захоронения и до погружения на 7000-10000 м. Благодаря научно-технической революции почти все процессы, в которых участвуют породы и содержащееся в них органическое вещество, удалось моделировать в лабораториях.

Наконец, благодаря научно-технической революции удалось получить информацию о распределении нефти и газа в пределах почти всех континентов и крупных островов мира и в прибрежных частях многих морей и океанов.

Использование всей этой многогранной информации, а также научных разработок многих поколений ученых (особенно академиков В. И. Вернадского, И. М. Губкина и других русских, советских и зарубежных исследователей) позволило создать достаточно стройную теорию происхождения нефти и углеводородных газов, названную обобщившим всю эту информацию членом-корреспондентом Академии наук СССР, профессором МГУ Н. Б. Вассоевичем теорией осадочно-миграционного происхождения нефти и углеводородных газов.

Сама теория порождена научно-технической революцией и в то же время является ее частью, поскольку содействует открытию новых нефтегазоносных областей и провинций и росту добычи этих полезных ископаемых. В соответствии с указанной теорией нефть и углеводородные газы являются продуктами процесса преобразования захороненного органического вещества, который протекает в недрах в специфических условиях. Поэтому большое внимание уделяется изучению распространения, накопления, захоронения и преобразования в недрах органического вещества, являющегося одним из основных объектов новой ветви наук о Земле - органической геохимии.

Как отмечалось в главе III, во второй половине арийской эры на Земле зародилась жизнь, и по этой причине во всех образованиях, формировавшихся начиная с указанного времени, почти всегда содержится органическое вещество и продукты его преобразования. В настоящее время на поверхности Земли, в атмосфере а высоте до десятка километров и во всей поверхностной гидросфере в грунтовых водах и в верхней части ластовых вод, а стало быть, и пород, обязательно имеется различные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. Даже в снегах и воздухе Антарктиды на высоте нескольких километров были обнаружены бактерии, водоросли и др.

Поскольку одной из основ всех жизненных процессов является углерод, определенный интерес представляет его баланс (рис. 29, 30). Как видно из рисунков, значительная доля углерода приходится на растения и весьма малая - на животных. Значительное количество углерода вносится в атмосферу в виде углекислого газа в результате деятельности человека. В 1971 году количество СО2 составило 16,06 млрд. т, что в пересчете на углерод будет равно 4,5 млрд. т. По прогнозам ряда исследователей, в 2000 году эта цифра удвоится. При этом поскольку поглощение океанами и фиксация растениями полностью не компенсируют поступающее количество углекислого газа, то за 40 лет - с 1960 по 2000 годы - атмосфера пополнится им на 88⋅1010 т.