Az olaj eredetének elméletével kapcsolatban a tudósok nem jutottak konszenzusra. Ez egy nagyon összetett kérdés, és sem a gáz és olaj geológiája, sem az egész természettudomány, amely jelenleg az emberiség rendelkezésére áll, nem tudja megoldani a megoldást. Nemcsak teoretikusok, hanem gyakorlati szakemberek is beszélnek az olaj eredetéről. A híres olajgeológus, I. M. Gubkin a múlt század harmincas éveiben sokat és érdekesen írt erről, az olaj keletkezésének különféle elméleteit taglalva. Általában csak találgatni tudjuk, milyen folyamatok zajlottak le évmilliárdok alatt a földkéreg alatt, bolygónk sok szempontból még mindig rejtély számunkra. Az ember keveset tud a geoevolúciós folyamatok valódi lefolyásáról, ezért az olaj eredetére vonatkozó elméletek igen sokfélék.
Két fő elmélet
Amikor az emberiség teljes körű ismereteket kap az olaj megjelenéséhez hozzájáruló feltételekről, amikor pontosan megvizsgálja, hogyan keletkeznek lerakódásai a földkéregben, amikor megismerkedik kivétel nélkül minden szerkezeti formávalrétegek, azok kőzettani adottságai, amelyek kedveznek az olaj megjelenésének, felhalmozódásának - csak ekkor lesz igazán célszerű a lelőhelyek feltárása, felkutatása. Amint a geológiai tudomány fejlődésnek indult, két fő elmélet született az olaj eredetéről. Az első az élő anyaggal kapcsolatos képződését. Ez az olaj eredetének szerves elmélete. A második azt mondja, hogy mind a gáz, mind az olaj a hidrogén és a szén szintézise miatt keletkezett nagy nyomáson és hőmérsékleten a földkéreg mélyén. Ez az olaj eredetének szervetlen elmélete.
A történelem azt állítja, hogy a szerves elmélet később jelent meg, mint a szervetlen: a tizenkilencedik század közepéig csak ott nyerték ki az olajat, ahol az érintkezett a földfelszínnel – Kaliforniában, a Földközi-tengeren, Venezuelában és néhány más helyen. Humboldt német tudós felvetette, hogyan keletkezik az olaj: akárcsak az aszf alt, a vulkánok működése következtében. Kicsit később, a tizenkilencedik század második felében a vegyészek már tudták, hogyan kell acetilént С2Н2 metánsorozat szénhidrogéneivel szintetizálni. laboratóriumokban. Még később, a mi Dmitrij Ivanovics Mengyelejevünk bemutatta a világnak saját „karbid” és nem szerves elméletét az olaj eredetéről. Gubkin geológus és tudós hevesen kritizálta őt.
Mengyelejev és Gubkin
1877-ben a mester az Orosz Kémiai Társaságnál beszélt az olaj eredetének hipotéziséről. Hatalmas tényanyagon alapult, ezért azonnal népszerűvé vált. Elbírálva általaA bemutatott bizonyítékok szerint az akkoriban feltárt összes lelőhely a hegyi gyűrődésű képződmények szélein összpontosult, megnyúltak, és a nagy vetések zónái közelében helyezkednek el. Mengyelejev szerint a víz töréseken keresztül mélyen behatol a Földbe, és reakcióba lép a fémkarbidokkal, így hozzájárul az olaj képződéséhez, amely aztán felemelkedik és lerakódásokat képez. Mengyelejev képlete így néz ki: 2FeC+3H2O=Fe2O3+C2H6. Hipotéziséből ítélve (hogyan keletkezik az olaj), ez a folyamat mindig megtörténik, és nem csak a távoli geológiai időszakokban.
I. M. Gubkin mindenhol bírálta a keményfém elméletet. Ez a lehetőség nem elégítheti ki azt a személyt, aki jól ismeri a geológiát, aki biztos abban, hogy ott is elég jól képződött az olaj, ahol egyáltalán nincsenek olyan hibák, amelyek a vizet folyékony karbidokká vezetik. Ilyen repedések egyszerűen nem léteznek a természetben – a Föld magjától a felszínig. A baz alt öv nem engedi, hogy a víz mélyen behatoljon, és a kész olaj nem emelkedjen ki kívülről. Ráadásul az összes jelenleg nagy mélységből előállított olaj ellene szól ennek az elméletnek. Egy másik érv Gubkin mellett az volt, hogy a szervetlenül képződött olaj optikailag inaktív, míg a természetes olaj aktív, még a fény polarizációs síkjában is képes forogni.
A tér a harmadik elmélet
Az olaj keletkezésének kozmikus elmélete is nagyon népszerű volt. Mára, a modern technológiák megjelenésével az űrben, szintén megsemmisítő fiaskót szenvedett el. oroszN. A. Sokolov geológus még 1892-ben publikálta elméletét az olaj kozmikus eredetéről, amely azon alapul, hogy a szénhidrogének bolygónkon mindig is léteztek, a legérintetlenebb formában, és magas hőmérsékleten keletkeztek, amikor a Föld éppen kialakult. Lehűlés közben a bolygó felszívta az olajat, és feloldotta a folyékony magmában. A szilárd földkéreg kialakulása után a magma mintegy feladta a szénhidrogéneket, amelyek a repedések mentén felemelkedtek a felső részeire, ahol a kihűléstől megvastagodtak, és némi felhalmozódást képeztek. Sokolov érvei szerint szénhidrogéneket találtak a meteoritok tömegében.
Gubkin szilánkosra bírálta ezt az elméletet, azzal vádolva, hogy pusztán elméleti számításokon alapul, amelyeket geológiai megfigyelések soha nem erősítettek meg. Általában biztos volt abban, hogy a természetben szinte nincs szervetlen olaj, és ami van, annak nem lehet gyakorlati jelentősége. Az olajlerakódások nagy része még mindig olyan anyagot tartalmaz, amely az olajképződés minden szakaszán átment, és ez szerves módon történik. A probléma utólagos megvitatása csaknem száz évig zajlott, ugyanazokkal a vitákkal és megegyezés hiányával. A szovjet olajtudósok előterjesztették az olaj szervetlen eredetének leginkább alátámasztott elméletét.
A Szovjetunió tudósai
Kropotkin, Porfiriev, Kudrjavcev és más hasonló gondolkodású embereik megpróbálták bebizonyítani, hogy a magmában elegendő mennyiségben található hidrogénből és szénből a CH, CH2 gyökök, CH 3,oxigénnel együtt szabadul fel belőle, ami kiindulási anyagként szolgál a hideg zónákban az olajképződéshez. Kudrjavcev biztos volt abban, hogy az olaj abiogén eredete lehetővé teszi, hogy a gázokkal együtt a bolygó üledékes héjába juthasson a Föld köpenyének mély repedései mentén. Porfiryev kifogásolta, hogy az olaj nem szénhidrogén gyökök formájában érkezett a mély zónákból, hanem már teljes mértékben rendelkezik a kész természetes olaj összes tulajdonságával, áttörve a porózus kőzeteket. Csak arra a kérdésre nem tudott válaszolni, hogy milyen mélységben volt az olaj a vándorlás előtt? Kétségtelenül a kéreg alatti zónákban, de ez az egész elmélet ugyanolyan határozottan bizonyíthatatlan, mint az előzőek.
Az olaj szervetlen eredetét a következő érvek támasztották alá:
1. Az alapvető kristályos kőzetekben is vannak lerakódások.
2. Gáz- és olajszennyeződéseket találtak szénhidrogénekkel együtt a vulkánkibocsátásokban, a "robbanócsövekben", az űrben.
3. A szénhidrogéneket a laboratóriumban magas nyomású és hőmérsékleti feltételek megteremtésével lehet előállítani.
4. Szénhidrogén gázok és folyékony szénhidrogén folyadékok vannak jelen a kristályos aljzatba behatoló kutakban (Svédországban, Tatárban és másutt).
5. A szerves elmélet semmilyen módon nem tudja megmagyarázni a hatalmas mennyiségű olaj és óriási lerakódások jelenlétét.
6. A gázlelőhelyek kainozoikum korúak, az olajlelőhelyek pedig poszt-paleozoikum korúak az ősi hegyi platformokon.
7. Az olajmezőket leggyakrabban mély hibákhoz kötik.
Organikus elmélet
Az elmúlt években nagyon sok publikáció jelent meg új adatokkal. Például a folyékony olaj az óceánokban, azok terjedési zónáiban található. A legtöbb ilyen tény az olaj szervetlen eredetéről beszél. Ez azonban továbbra is meglehetősen takarékosan és gyengén indokolt. Éppen ezért a mai napig nagyon kevés támogatója van. A geológusok túlnyomó többsége külföldön és nálunk is az olaj eredetének szerves elméletéhez ragaszkodik. Miért olyan vonzó ez az elmélet?
Az olaj biogén eredete arra utal, hogy az üledékes szubavízi lerakódások szerves anyagából származik. Ennek a folyamatnak a természete egyértelműen szakaszos. A biogén elmélet hívei biztosak abban, hogy az olaj szerves anyag átalakulásával nyert termék. Ezek a tengeri eredetű üledékes lerakódások növény- és állatvilágának maradványai, amelyekből szó szerint gramm/köbméternyi sótartalmú lerakódás van, az olajpalában viszont akár hat kilogramm is hullhat ugyanarra a köbméter üledékre. betétek. Agyagban - fél kilogramm, aleurolitban - kétszáz gramm, mészkőben - kétszázötven.
Kétféle szerves anyag
Szapropel és humusz – minden növénytermesztést kedvelő ember tudja, mi az. Ha a szerves anyag felhalmozódik a víz alatt, ahol a levegő hozzáférése nem kielégítő, de jelen van, akkor elrohad, aminek eredményeként humusz keletkezik - a talaj termékenységet biztosító fő része. Ha víz alatt van, de nem jut oxigénhez, felhalmozódikszerves anyag, akkor "lassú desztilláció" következik be, redukáló kémiai folyamat - bomlás. A sekély pangóvizű medencékben mindig hatalmas mennyiségű kék-zöld alga, plankton, köztük ízeltlábúak találhatók, amelyek nem élnek sokáig és hatalmas számban pusztulnak el.
Az alján erőteljes szerves iszapréteg - szapropel - képződik. Ezek a tengerek part menti részei, lagúnák, torkolatok. Száraz desztillációval a szapropel az olajszerű zsíros olajok tömegének huszonöt százalékát állítja elő. Az olajképződés pedig olyan hosszú és összetett folyamat, hogy az embernek nincs lehetősége követni minden szakaszát, csak az eredményt találja meg - hatalmas olajlerakódásokat és lerakódásokat. És a folyamatok évezredeken át zajlottak az olajforrás-telepeken, ahol az óceánok fenekén sokféle üledék képződött, és nem kisebb mennyiségben tartalmazott diffúz szerves anyagot, mint a clarke - négyszáz gramm köbméterenként.
Lehetőség
A legnagyobb potenciállal rendelkező forráslerakódások az agyag-karbonát, amelyek szerves anyagot tartalmaznak szapropelt. Az ilyen lerakódásokat domanikiteknek nevezzük. Minden prekambriumi rétegben, fanerozoos rendszerekben és teljesen különböző kontinenseken azonos rétegtani szinteken megtalálhatók. Hogy történt? Három és fél milliárd évvel ezelőtt kezdődött az élet a Földön. A kambrium korszakban a Föld vízhéja már a szerves anyagok legkülönfélébb formáival rendelkezett. A korai paleozoikumot hatalmas tengerek ésóceánok, ahol az algák és a gerinctelenek már nagyszámú fajt tartalmaztak.
És korántsem azonnal lerohant az egész szerves világ. A legjobb életkörülményeket hatvan-nyolcvan méter mélységű tározókban teremtették meg - leggyakrabban ezek a kontinensek víz alatti határainak polcai. Minél közelebb van a szárazföldhöz, annál több szerves anyag van az üledékekben. A beltengerek az összes lerakódott szerves anyag akár ötven százalékát is tartalmazzák. Az olajtermelés legjobb feltételei a tengerek part menti részei. Az olaj az ősi tengerekből származik, nem az édesvízi medencék mocsaraiból.
Az olajképződés szakaszai
Gubkin akadémikus azzal érvelt, hogy az olajképződés nem nélkülözheti bizonyos szakaszokon. Az első a szedimentogenezis és a diagenezis, amikor a gáz- és olajforrás üledékek, azaz a kiindulási szerves anyagok képződése megy végbe. Az első szakasz olyan biokémiai folyamatokat hoz magával, amelyek kerogént és rengeteg gáznemű anyagot termelnek, amelyek fokozatosan eloszlanak.
Néhányan feloldódnak és koncentrálódnak, néha még az ipari termelés szempontjából is érdekesek (ötvenmilliárd köbméter metán például egy afrikai tóban, vagy Japánban a tengerből is nyernek gázt, amiben fel a metán kilencvenhét százalékára). Ebben a szakaszban azonban még nem keletkezett olaj. De a további merítés a katagenezis zóna olajforrás kőzeteihez vezeti a kutatót, ahol már az eredeti szerves anyagból ammónia, kénhidrogén, metán, szén-dioxid és velük együtt folyékony termékek keletkeznek.szénhidrogének.
Fázisok és zónák
A fő fázis az olajképződés a katagenezis szakaszában két-három kilométeres üledék mélységében, nyolcvan-százötven Celsius fokos hőmérsékleten. Az optimális feltételek pontosan azok, amelyek mellett a magas hőmérséklet a döntő. Az olaj- és gáztermelésnek is vannak sajátos zónái a mélység tekintetében. Százötven méterig egy biokémiai zóna, amelyet a szerves anyagokban gázok felszabadulásával járó biokémiai folyamatok fejlődése jellemez.
Egytől másfél kilométerre lejjebb – az átmeneti zóna, ahol minden biokémiai folyamat elhalványul. A harmadik, másfél-hat kilométeres zóna termikus katalitikus zóna, ez különösen fontos az olajképződés szempontjából. És a negyedik - gáz, ahol főleg metán képződik. Látható, hogy a folyamat a gázképződéssel kezdődik, és minden szakaszában végigkíséri az olajképződést, és ezt a folyamatot be is fejezi. Ez a zónaság függőleges, és a szénhidrogének eloszlása a mezőkön vízszintes.
Gyártás
Korábban az olajat ott nyerték ki, ahol közel került a felszínhez. Most a termelése sokszorosára nőtt, ezért a kutak hossza egyszerűen lenyűgöző. A leghosszabbat a Szovjetunióban fúrták: Szahalinon - jóval több mint tizenkét kilométert, és a Kola-félszigeten - 12262 métert. Katarban egy vízszintes kút több mint tizenkét kilométer hosszú, az Egyesült Államokban két kilenc kilométeres kút. Németország bajor hegyeiben van ugyanaz a kilenc kilométeres kút, amelybőlsemmit nem bányásztak és nem bányásznak, pedig háromszázharminchét millió dollárt költöttek rá. Ausztriában egy kis olajmezőt találtak, amely váratlanul sokkal nagyobbnak bizonyult, mint a feltárt, de több mint nyolc kilométeres mélységben olajat fedeztek fel. Közelebbről megvizsgálva kiderült, hogy ez a felhalmozódás nem olaj, hanem gáz, amit lehetetlen volt kitermelni - ennek a területnek a geológiai adottságai ezt nem tették lehetővé. De még fúrtak kutat, de nem találtak semmit, még bányászható agyagpalát sem.
Minden országnak szüksége van olajra. Távolléte miatt folyamatosan háborúk indulnak. Jelenleg nem látott mennyiségben bányászják. A föld már szó szerint kivérzett. Energetikai szakértők kiszámították, hogy a Föld belsejében található olaj hány évre elegendő. És kiderült, hogy a már feltárt tartalékokból már csak ötvenhat évnyi maradt. Természetesen nem fog teljesen eltűnni. Az emberek már tudják, hogyan lehet olajat kivonni agyagpalából, olajhomokból, természetes bitumenből és még sok másból. Venezuelának száz évre lesz elég olaja, Szaúd-Arábiának csaknem hetven évre, Oroszországnak kevesebb mint harminc évre lesz olaj- és gázóriás.
