ТЕОРИИ ОБРАЗОВАНИЕ НЕФТИ И ГАЗА

Органическое происхождение нефти. Источник нефти - рассеянное органическое вещество животного и растительного происхождения

IV этап (1906‑1931 годы).  В течение этого этапа резко преобладали представления об органическом происхождении нефти. Лишь единичные исследователи пытались возрождать представления о неорганическом происхождении нефти, но эти попытки обычно не имели успеха. Как правило, большинство геологов считало, что нефть образуется из органического вещества, накапливавшегося в морских осадках в больших количествах в результате массовой гибели преимущественно животных организмов.

 В течение рассматриваемого этапа продолжалось расширение географии нефти. Были открыты нефтяные месторождения в новых регионах Советского Союза: в Волго‑Уральской области, на Украине, на Северном Сахалине и др.

 Весьма важными оказались открытия нефтяных месторождений в некоторых странах Ближнего и Среднего Востока (Иране, Ираке, Бахрейне и др.) на юге Азии (в Бирме, Сараваке, Брунее), в Южной и Центральной Америке (Венесуэле, Бразилии, Тринидаде, Боливии, Колумбии, Эквадоре), в Северной Америке (Мексике, различных провинциях Канады и разных штатах США), в Северной Африке (Алжире, Марокко и Египте), а также во многих странах Европы, нефтепроявления в которых были известны еще до нашей эры (в Албании, Австрии, Чехословакии, Югославии и др.).

 Общее количество добываемой в мире нефти к 1929 году возросло до 207 млн. т и лишь несколько снизилось во время экономического кризиса 1930‑1933 годов (в 1932 году составило 176 млн. т).

 Геологический материал по открываемым новым нефтеносным регионам довольно часто как будто бы подтверждал представление об образовании нефти в отложениях, содержащих остатки огромных масс организмов преимущественно животного происхождения. Существенное влияние на формирование таких представлений сказала вышедшая в 1909 году монография химика К. Энглера и геолога‑нефтяника Г. Гёфера, в которой авторы обосновывали происхождение нефти из остатков животных организмов как геологическими, так и химическими аргументами. Многие исследователи продолжали связывать образование нефти в Калифорнии с остатками диатомовых водорослей. Результаты исследований этого объекта, произведенные в 1927 году коллективом американских ученых под руководством Л. X. Бекинга по специальной программе, явились основанием для предположения об образовании углеводородов непосредственно в живых организмах.

 Однако большое значение имело высказанное в 1906 году русским ученым Г. П. Михайловским предположение, согласно которому нефть образуется из рассеянного органического вещества смешанного животного и растительного происхождения, захороняемого с быстро накапливающимися глинистыми осадками на дне преимущественно морских водоемов.

По мере погружения это органическое вещество битуминизируется с участием сначала микроорганизмов, а затем минеральных солей под влиянием повышающихся давлений и температур. В процессе складчатости нефть попадает из глинистых пород в песчаные.

 Советский геолог К. П. Калицкий в 1923 году выдвинул предположение (которое он защищал более 20 лет) о том, что залежи нефти образуются из морских водорослей (зоостера) в местах скопления последних.

 В конце описываемого этапа были предприняты крупные исследования, в определенной степени подтвердившие представления об органическом происхождении нефти. Советский академик А. Д. Архангельский в результате изучения органического вещества, содержащегося в нефтеносных отложениях Северного Кавказа и современных осадках Черного моря (в 1925‑1927 годах), пришел к выводу о том, что нефть образуется из органического вещества, заключенного в глинистых породах, которые в значительном количестве накапливались в морских бассейнах в условиях сероводородного заражения.

 За рубежом широкие исследования были предприняты большим коллективом американских ученых под руководством П. Траска, изучавшего органическое вещество пород многих нефтеносных районов США и современных осадков морей и океанов. В результате этих исследований были сделаны выводы, сходные с выводами А. Д. Архангельского.

 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"[1].

 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".