Odkiaľ sa vzala ropa. Pôvod ropy

V. E. Khain

Ropa a sprievodný alebo samostatne sa vyskytujúci prírodný horľavý plyn sú najdôležitejšie minerály. V 20. storočí sa stali v podstate „krvou“ národného hospodárstva, bez nich by bolo nemysliteľné fungovanie tak dôležitých odvetví ako energetika, doprava či výroba životne dôležitých materiálov. Preto, analogicky s dobou kamennou, bronzovou a železnou, ktorú ľudstvo zažilo v ranom štádiu rozvoja svojej civilizácie, možno uplynulé 20. storočie nazvať dobou ropy (19. storočie bolo uhoľné a 21. storočie bude pravdepodobne stať sa plynom). V súčasnosti tvorí export ropy a plynu asi 40 % celkového ruského exportu.
Ropa je zmes prírodných uhľovodíkov s premenlivým zložením a hustotou, ale zvyčajne ľahšia ako voda. Uhľovodíky sa môžu v prírode vyskytovať aj v pevnej forme, vo forme bitúmenu, ale veľké ložiská bitúmenu sú pomerne zriedkavé. Oveľa bežnejšie sú uhľovodíkové plyny, pozostávajúce najmä z najľahšej zložky, metánu CH4. Plyn za určitých podmienok teploty a tlaku uvoľňuje v ňom rozpustené ropné uhľovodíky vo forme plynového kondenzátu – kvapaliny, ktorá je ľahšia a ľahšia ako ropa, a preto sa ľahšie spracováva. Všetky tieto prírodné uhľovodíkové suroviny majú podobný pôvod a nachádzajú sa buď spolu alebo v tesnej blízkosti.

ROPA A PLYN V SEDIMENTÁRNEJ PLÁŠKE ZEME

Priemyselné akumulácie ropy, plynu a plynového kondenzátu sa nachádzajú takmer výlučne v hornej, sedimentárnej škrupine zemskej kôry. Príležitostne sa vyskytujú vo vulkanických (čadiče), intruzívno-magmatických (žuly) alebo metamorfovaných (rula) horninách. Ložiská ropy a zemného plynu sa nachádzajú takmer vo všetkých typoch sedimentárnych hornín, najmä však v pieskoch, pieskovcoch, vápencoch, dolomitoch, pretože sa vyznačujú zvýšenou pórovitosťou a predstavujú prirodzené nádoby - kolektory, zásobníky kvapalných a plynných uhľovodíkov. Ale aj hustejšie horniny - íly, husté karbonáty môžu predstavovať takéto rezervoáre, ak sú dostatočne rozlámané. Spoločným znakom sedimentárnych vrstiev obsahujúcich ložiská ropy je ich subvodný pôvod, teda ukladanie vo vodnom prostredí. Spočiatku sa zdalo, že takéto vrstvy museli byť uložené v morských podmienkach, ale po objavení veľkých ložísk ropy v kontinentálnych-jazerných deltaických ložiskách v Číne sa ukázalo, že sedimentárne prostredie muselo byť vodné, ale nie nevyhnutne morské.

V polovici 20. storočia sa vyjasnila ešte jedna povinná podmienka - vrstvy s obsahom ropy musia mať určitú minimálnu hrúbku (hrúbku), asi 2-3 km. Hrúbky takejto hrúbky sa zvyčajne hromadili vo veľkých priehlbinách zemskej kôry, pretože ich akumulácia a zachovanie si vyžadovali dlhý a stabilný pokles zodpovedajúcich častí zemskej kôry. Takéto priehlbiny v 50. rokoch v USA (W. Pratt, L. Wicks) a ZSSR (I.O. Brod, V.V. Weber, autor týchto riadkov) začali vystupovať ako ložiská ropy a plynu. Vznikla doktrína ropných a plynových nádrží, ktorá sa v súčasnosti úspešne rozvíja.

Až do 70. rokov 20. storočia bola klasifikácia ložísk ropy a zemného plynu založená na koncepcii geosynklinálno-orogénnej platformy. Geosynklinály boli chápané ako hlboké žľaby zemskej kôry, ktoré boli vyplnené vrstvami sedimentov a vulkanických hornín a následne premenené na zvrásnené horské štruktúry – orogény. Tie sa po urovnaní denudáciou (eróziou) menia na základ stabilných blokov kôry - plošín čiastočne prekrytých sedimentárnym krytom. Na konci 60. rokov sa však objavil nový geologický koncept - koncept tektoniky litosférických dosiek, ktorý rýchlo získal široké uznanie. V tomto smere bola klasifikácia ropných a plynových nádrží prenesená na nový základ (obr. 1).

Podľa teórie doskovej tektoniky je horná časť pevnej Zeme, do hĺbky asi 200-300 km, rozdelená na krehkú hornú škrupinu - litosféru a pod ňou ležiacu plastickú astenosféru. Litosféra Zeme je rozdelená na obmedzený počet veľkých a stredne veľkých dosiek, na hraniciach ktorých sa sústreďuje hlavná tektonická, seizmická a magmatická aktivita. Hranice platní sú troch druhov: divergentné, pozdĺž ktorých sa rozchádzajú a vytvárajú novú čadičovú kôru a oceánske panvy; konvergentné, pozdĺž ktorých sa dosky k sebe približujú a nakoniec sa transformujú, pozdĺž ktorých sa pohybujú voči sebe v horizontálnom smere pozdĺž vertikálnych porúch.

Divergentné hranice vznikajú v kontinentálnych častiach litosférických dosiek vo forme riftových systémov, t. j. hlbokých puklín, ktoré sa čoraz viac otvárajú pôsobením rozšírenia a zdvihu z hĺbky astenosférického výbežku, plášťovej diapiry. Nad puklinami sa tvoria priehlbiny, v ktorých sa začínajú hromadiť najprv kontinentálne (riečne, jazerné) a potom morské sedimenty. Na základni puklín dochádza k stenčovaniu kôry a celej litosféry, vzostupu pod ňou ležiacej subtavenej astenosféry a čiastočnému prenikaniu čadičovej magmy z nej uvoľnenej do litosféry. Ďalšie ochladzovanie astenosférického hrebeňa a magmatitov vniknutých do litosféry vedie k expanzii a zrýchlenému poklesu suprariftovej panvy (obr. 2). Zníženie dna uľahčuje aj tlak hrúbky v ňom nahromadených sedimentov. Takto vzniká jeden z typov sedimentárnych nádrží nesúcich ropu a plyn - intraplate, z ktorých najväčším a najvýraznejším predstaviteľom je západosibírska panva.
Kontinentálny rifting s intenzívnejším rozšírením je sprevádzaný prasknutím kontinentálnej kôry a prechádza do takzvaného šírenia, teda vypĺňania vzniknutej separácie novovzniknutou oceánskou kôrou oddelenou od astenosféry s postupným rozširovaním priestoru. ním obsadený a jeho premena na dno oceánu. Zároveň sa ramená kontinentálnej trhliny menia na takzvané pasívne (relatívne aseizmické, avolkanické) kontinentálne okraje, ktoré rámujú novorodený oceán. Stávajú sa hlavnou oblasťou akumulácie sedimentov prenášaných z kontinentu, najmä v deltách veľkých riek tečúcich do oceánu. Podľa slávneho litológa-oceánológa A.P. Lisitsyn, toto je oblasť lavínovej sedimentácie, hrúbka zrážok tu dosahuje 15-20 km. Na pasívnych okrajoch kontinentov sa tak objavujú veľké ložiská ropy a plynu. V Rusku sú to na sever pokračujúce povodia Volga-Ural a Timan-Pechora. Keď v priľahlej časti oceánu vzniknú zvrásnené horské štruktúry, presunú sa na okraj takejto panvy, ktorá zažije ďalšie intenzívne klesanie a zmení sa na prednú (piemontovú) žľabu tejto štruktúry. Ide o cis-uralské, ciskaukazské, cis-karpatské a iné podobné korytá, predstavujúce tiež zvláštny typ ropných a plynových panví.

Aktívne okraje kontinentov podliehajú počas svojho vývoja kompresii, vďaka čomu sa oblúky ostrovov navzájom spájajú a nakoniec vytvárajú horské štruktúry, ktoré sa pohybujú smerom k susednému kontinentu (alebo kontinentom, ak sa oceán úplne uzavrie), ako je uvedené vyššie. Medzi jednotlivými štruktúrami však často vznikajú medzihorské prepadliny, ako napríklad priehlbina Kura medzi Veľkým a Malým Kaukazom alebo panónska (maďarská) medzi Karpatmi a Dinárskymi vrchmi, ktoré sú tiež vyplnené hustými sedimentmi a sú ropnými a plynovými nádržami.

Stlačenie, ktoré sa prejavuje na konvergentných hraniciach platní a vedie k vytvoreniu zložitých horských štruktúr, ako je Kaukaz, Alpy alebo Himaláje, často siaha ďaleko do hlbín kontinentov, do oblastí, ktoré už dávno stratili tektonickú aktivitu. s takmer nenarušeným sedimentárnym pokryvom a predstavovali platformy tzv . Súčasne sa kôra takýchto platforiem začína deformovať, pričom dochádza k vzostupom a poklesom s tvorbou horských štruktúr a medzihorských depresií, pričom druhé sú opäť sedimentárne panvy nesúce ropu a plyn. Tento proces vnútrokontinentálnej orogenézy (budovanie hôr) sa najzreteľnejšie prejavil v Strednej Ázii a práve tu sa nachádzajú povodia ako Ferganská, Tadžická, Džungarská a Tarimská panva.

Toto sú hlavné typy ropných a plynových nádrží. Vzniká otázka: ako vzniká ropa a plyn v sedimentárnych panvách?

PÔVOD ROPY A PLYNU. ZDROJE ROPY A PLYNU

Na rozdiel od inej horľavej fosílie - uhlia, ktorého pôvod je celkom zrejmý vďaka nálezom odtlačkov listov a dokonca celých skamenených kmeňov stromov a rozlúštil ho M.V. Lomonosov, pôvod ropy je už dlho predmetom búrlivých diskusií, ktoré ani dnes úplne neutíchajú. Existujú dve opačné verzie pôvodu ropy: anorganická a organická. Voľba medzi týmito verziami je komplikovaná skutočnosťou, že ropa a plyn sú veľmi pohyblivé látky-tekutiny, sú schopné pohybu - migrácie vo vnútri zemskej kôry a jej sedimentárneho obalu na veľké vzdialenosti a ich akumulácie sú často dosť vzdialené od predpokladaných miesto formácie.

Anorganická hypotéza o pôvode ropy bola relatívne najpopulárnejšia v ZSSR, kde ju obhajovali dve vedecké školy – v Petrohrade (vtedy Leningrad) na čele s N.A. Kudryavtsev a Kyjev na čele s V.B. Porfiriev. Prívrženci tohto trendu sa spoliehali na autoritu D.I. Mendelejev, ktorý navrhol, že ropa môže vzniknúť pôsobením vody na karbid železa. Hlavnými geologickými faktami, ktoré tvorili základ konštrukcií „anorganiky“, bol nález niektorých ložísk ropy vo vulkanických, intruzívne-magmatických a metamorfovaných horninách. Takéto vklady existujú. Zvlášť názorným príkladom je veľká akumulácia ropy v rozbitých a zvetraných žulach na poli Biely tiger v južnom Vietname, v delte Mekongu.

Z hľadiska opačného, organického konceptu genézy ropy, sú všetky takéto ložiská výsledkom migrácie ropy z priľahlých sedimentárnych hornín. Malo by sa však uznať, že uhľovodíky môžu mať v zásade aj anorganický pôvod v prírode – ako inak vysvetliť ich prítomnosť v meteoritoch a atmosfére niektorých planét a ich satelitov, ako aj uvoľňovanie metánu v trhlinových zónach stredooceánske chrbty, ktoré sú prakticky bez zrážok. Všetky tieto lokality sú však len vedeckého záujmu a mali by sme hovoriť o ložiskách priemyselného významu.

Odporcovia "anorganiky" uvádzali ako argumenty v prospech organického pôvodu prítomnosť spór a peľu rastlín v olejoch a špecifických organických zlúčenín - porfyrínov. Avšak „anorganici“ to všetko vysvetlili výpožičkami z uzavretých ložísk sedimentárnych hornín. Rozhodujúci dôkaz o organickom pôvode ropy poskytli údaje organickej geochémie, ktorá stanovila identitu ropy a biogénnych uhľovodíkov na molekulárnej úrovni. Molekuly takýchto organických zlúčenín sa nazývajú „biomarkery“, teda štítky označujúce biogénny pôvod tohto oleja. Napriek tomu jednotliví výskumníci u nás aj v zahraničí naďalej obhajujú anorganický pôvod ropy. Príslušné názory boli nedávno vyjadrené v časopise Explorer, ktorý vydáva autoritatívna Americká asociácia ropných geológov. A vo Švédsku bol dokonca vyvŕtaný pomerne hlboký vrt v kryštalických horninách Baltského štítu, ale nezískali sa žiadne prítoky ropy.

Vo všeobecnosti možno pri celkovom množstve nahromadených faktov považovať za dostatočne podloženú len koncepciu organického, biogénneho pôvodu ropy, ktorú na začiatku 20. storočia predložil nemecký botanik G. Potonier. U nás ho vyvinul G.P. Michajlovský, I.M. Gubkin, ale úplne a na súčasnej úrovni N.B. Vassoevich, ktorý to nazval sedimentárno-migračnou teóriou tvorby ropy. Podľa tejto teórie je zdrojom ropy organická hmota pochovaná v sedimentoch – produkt rozkladu organizmov – uložená spolu s minerálnymi časticami sedimentov.

Zdrojom tejto organickej hmoty sú zasa dve skupiny organizmov: suchozemská vegetácia, ktorej zvyšky boli zanesené riekami do morí alebo jazier, baktérie a morské zoologické záhrady a fytoplanktón, a práve ten druhý hrá hlavnú úlohu. úlohu pri tvorbe oleja.

Rozdiely v zložení organických látok uložených z týchto dvoch zdrojov, humusu a sapropelu, možno vysledovať v zložení olejov, ktoré vďaka nim vznikli. Akumulácia významných hmôt organickej hmoty v sedimentoch bola možná pri absencii alebo obmedzenom prístupe voľného kyslíka, ktorý sa mohol vyskytnúť iba vo vodnom prostredí.

Organické látky sa nachádzajú v sedimentoch v rozptýlenom stave. Niektoré typy sedimentov sú v ňom obohatené vo väčšej miere, iné v menšej miere alebo dokonca prakticky zbavené, ale priemerný obsah len veľmi zriedka presahuje 1 % hmoty sedimentu. A len relatívne malá časť tejto látky (10-30%) sa potom premení na ropu, zvyšok sa uloží do sedimentu a prechádza do z neho vytvorenej sedimentárnej horniny. Organickou hmotou sú najviac obohatené tmavé hlinité vrstvy typu oligocénno-miocénnej maikopskej série Kaukaz, devón, tzv. Domanik Volžsko-Uralskej a Timansko-pečorskej kotliny. Dlho sa považovali za klasické vrstvy produkujúce ropu alebo zdroje ropy. Neskôr sa však ukázalo, že schopnosť produkovať ropu majú aj iné typy sedimentárnych útvarov, najmä karbonátové.

Premena pôvodnej organickej hmoty na ropu je dlhý, zložitý a ešte nie úplne pochopený proces. Je známe, že uhľovodíky ropného radu sa tvoria už v telách živých organizmov a nachádzajú sa v moderných sedimentoch. Ako však ukázal N.B. Vassoevich, proces je veľmi pomalý, kým sedimenty neklesnú do hĺbky viac ako 2 km, pričom ich prekryjú mladšie vrstvy, a nezohrejú sa na 80-100°C. Až potom začne hlavná fáza tvorby oleja. Vo väčšej hĺbke, asi 6 km a pri vyššej teplote, viac ako 120°C, sa namiesto ropy začne vytvárať plyn (obr. 3).

Podľa modernejších predstáv (Sh.F. Mekhtiev, B.A. Sokolov) tekutiny prichádzajúce z plášťa výrazne prispievajú k tvorbe ropy (okrem poklesu a nárastu teploty s hĺbkou). Toto je obzvlášť viditeľné v mladých riftových panvách, ako je Suezský záliv v Červenom mori, ale muselo to hrať dôležitú úlohu v ranom štádiu vývoja v starších panvách, ako je západosibírska. V tomto zmysle možno uznať, že v myšlienkach „anorganiky“ bolo, aj keď malé, ale zrnko pravdy – hlboký endogénny faktor, ktorý sa podieľa na procese výroby ropy a plynu. A keďže pôsobenie tohto faktora v čase sa prejavuje nerovnomerne, v samostatných impulzoch, potom tvorba uhľovodíkov môže prebiehať nie v jednej fáze, ale v niekoľkých takýchto fázach, ako nedávno poznamenal ukrajinský vedec A.E. Lukin.

Ale v podstate je proces tvorby oleja ukončený až vtedy, keď sa kvapky oleja začnú zhromažďovať do väčších akumulácií. A to len vtedy, keď sa ropa vytlačí spolu s naviazanou vodou z materskej horniny pod ťarchou nadložných vrstiev, tlaku plynu a keď prechádza do pórovitých zásobných hornín, najmä pieskov a pieskovcov.

Nádrže môžu byť v tenkej vrstve s materskými ílmi a niekedy samotné íly, ak sú dostatočne rozbité, môžu slúžiť ako rezervoáre pre novovytvorenú ropu. Príkladom je súvrstvie Bazhenov zo západnej Sibíri ležiace vo vrchole jury alebo miocénne súvrstvie Monterey v Kalifornii. Oveľa častejšie však ložiská ležia vyššie v sekcii sedimentárnej panvy ako sekvencia zdrojov ropy, alebo ju nahradzujú pozdĺž napríklad permských kavernóznych útesových karbonátov Cis-Uralského žľabu. Tu hovoríme o migrácii ropy z vrstvy zdroja ropy do vrstvy obsahujúcej ložiská – vertikálne alebo laterálne.
Treba si uvedomiť, že spolu s ropou a ešte pred ňou sa z materskej horniny vytláča voda, navyše v nezmerateľne veľkom množstve. A rezervoárové horniny nevyhnutne nesú vodu. Voda v nich môže mať rôzny pôvod – môže byť pochovaná spolu so sedimentmi (pochované vody) alebo preniknúť z povrchu pri výstupe z útvarov na tento povrch (vsakovacie vody). Všetky sedimentárne nádrže nesúce ropu a plyn, ako I.O. Ford, sú obe artézske a ropa a plyn sa pohybujú, nemigrujú samy od seba, ale spolu s vodou je ropa v podstate spočiatku vo forme zmesi oleja a vody (kvapky oleja vo vode). Čoskoro však dôjde k oddeleniu ropy a plynu od vody, v dôsledku nižšej špecifickej hmotnosti sa ropa vznáša nad vodou a hromadí sa v ložiskách a snaží sa zaujať čo najvyššiu hypsometrickú polohu v nádrži. O to viac to platí pre plyn a plynový kondenzát, ale pôvod plynu treba uviesť samostatne.

Rozsah hĺbok tvorby plynu je oveľa širší ako u ropy a jej zdrojom môžu byť nielen látky organického pôvodu uložené v podvodných sedimentoch, ale aj látky vznikajúce preuhoľovaním suchozemskej vegetácie. Ložiská plynu produkovaného uhoľnými vrstvami stredného karbónu sú známe vo vrchnom karbóne a spodnom perme v južnej časti Severného mora a iných oblastiach. Emisie metánu sú pozorované takmer vo všetkých uhoľných vrstvách a jeho výbuchy v baniach majú často katastrofálne následky. Tvorba metánu začína už v močiaroch a priemyselné ložiská plynu boli identifikované vo veľmi mladých, pliocénno-kvartérnych sedimentoch. Tvorba plynu pokračuje vo veľkých hĺbkach, ale ako bolo uvedené vyššie, jeho hlavná fáza prebieha v oblasti vyšších teplôt ako hlavná fáza tvorby ropy (pozri obr. 2). Nedávno boli v Rocky Mountains v USA objavené akumulácie plynov v slabo priepustných ložiskách vrchnej kriedy, nazývajú sa nekonvenčné a patria k nim aj vyššie spomínané ílovité vrstvy. Nakoniec treba spomenúť široké rozloženie v sedimentárnych vrstvách morí a oceánov a spodnej vrstvy sedimentov ložísk hydrátu plynu - skvapalneného a zmrazeného plynu rozpusteného vo vode.

Nevyhnutnou podmienkou bezpečnosti vzniknutého ložiska ropy alebo plynu je prítomnosť nepriepustných alebo málo priepustných hornín nad nádržami – nepriepustných hornín, hovorovo zvyčajne nazývaných pneumatiky. Formácie obsahujúce soľ slúžia ako najlepšie tesnenia tekutín. Vývoj takýchto útvarov spodného permu, kungurského veku vďačí za svoju bezpečnosť obrovským ložiskám plynu, kondenzátu a ropy v masívnych uhličitanoch - karbonátových plošinách na okraji kaspickej depresie (polia Astrakhanskoye, Orenburgskoye, Tengizskoye). Ale oveľa častejšie plnia úlohu pneumatík ílovité balíky a súpravy. Ropné a plynové komplexy teda pozostávajú z vrstiev ropných zdrojov, nádrží a tuleňov.

REZERVY ROPY A PLYNU A ICH TYPY

Ropa a plyn, plávajúce nad vodou v nádrži, sa pohybujú v naklonených vrstvách (stačí veľmi slabý sklon pozorovaný v oblastiach s plochými plošinami) až do bodu, kedy narazia na akúkoľvek prekážku tohto pohybu. Takouto prekážkou môže byť spätné vychýlenie vrstiev v hrebeni vrásy a práve tu je lokalizované ložisko ropy a nad ním je často „plynový uzáver“ alebo samostatné ložisko plynu, často s tzv. plynový kondenzátový okraj. Takéto oblúkovité (alebo antiklinálne) ložiská patria medzi najčastejšie (obr. 3). Na začiatku rozvoja geológie ropy a plynu bola antiklinická teória výskytu ropy všeobecne považovaná za všeobecne akceptovanú. Ložiská tohto typu boli všeobecne známe na Kaukaze - v Azerbajdžane, regióne Groznyj, Dagestane, západnom Turkménsku a potom boli objavené v regióne Volga-Ural, na západnej Sibíri vo veľmi miernych plošinových plošinách, ako aj na Sachaline.

Čoskoro sa však zistilo, že klenuté protiklinály nie sú jediným typom pasce na ložiská ropy a plynu. Prekážkou ďalšej laterálnej migrácie uhľovodíkov môžu byť roviny tektonických porúch, pozdĺž ktorých vrstvy nádrží dosadajú na horniny s nízkou priepustnosťou. V dôsledku toho sa pred nimi vytvárajú tektonicky clonené ložiská, čo je tiež ich pomerne bežný typ. Ale časť tekutín potom môže stúpať po povrchoch lomov (vertikálna migrácia) a vytvárať usadeniny už v nadložných nádržiach. Navyše ropa a plyn sa môžu dostať na povrch práve cez zlomy. Spočiatku sa ropa ťažila vrtmi na takýchto výstupoch, čo viedlo k spojeniu ropných ložísk s tektonickými trhlinami ešte pred príchodom antiklinickej teórie. Tieto prírodné olejové show dlho slúžili ako jediná funkcia vyhľadávania.

Kupolovité aj tektonicky skrínované ložiská sú klasifikované ako štruktúrne. Ale už v 30. rokoch XX storočia sa stali známymi pasce na ložiská dvoch zásadne odlišných typov: stratigrafické a litologické (obr. 4). Prvé z nich sú spojené s vyklinovaním nádrží alebo ich prerezaním nesúladnými plochami pokrytými málo priepustnými horninami. Druhá - s nahradením nádrží na rovnakej stratigrafickej úrovni so slabo priepustnými horninami. Špeciálnym typom lapačov sú hydraulicky clonené lapače, kedy je nádrž držaná, často v silne naklonenej polohe, protitlakom formačných vôd.

Ložiská dokonca rôznych typov môžu byť sústredené v rovnakej oblasti v rámci toho istého konštrukčného prvku, najčastejšie antiklinál, umiestnených v rôznych hĺbkach. Ide o ropu, ropu a plyn a plynové polia, ktoré sú viacvrstvové. Vrstvy nádrží s ložiskami sú tu oddelené horizontmi nepriepustných hornín, napríklad pieskovcov alebo vápencov ílovitými alebo slienovými zábalmi. V iných prípadoch sa vyskytujú masívne ložiská, vyznačujúce sa vysokou výškou. Takéto ložiská sa najčastejšie obmedzujú na veľké útesové masívy alebo zasypané rímsy puklinových a/alebo zvetraných vyvrelín (žuly) alebo metamorfovaných hornín. Názorný príklad veľkého poľa Bieleho Tigra vo Vietname už bol uvedený vyššie.
Treba poznamenať určitý všeobecný trend pozorovaný v analýze vývoja geológie ropy a zemného plynu. Ide o neustále rozširovanie sortimentu druhov ložísk ropných zdrojov, rezervoárových hornín uhľovodíkov, typov pascí na akumuláciu ropy a plynu.

Je celkom zrejmé, že tento trend prispieva k zvyšovaniu preskúmaných zásob uhľovodíkových surovín a rozširovaniu vyhliadok na hľadanie nových ložísk. Práve preto sa pochmúrne predpovede o bezprostrednom vyčerpaní zásob ropy zakaždým ukážu ako neudržateľné. A napokon si treba uvedomiť, že pri moderných metódach ťažby ropy sa z útrob získava menej ako polovica jej zásob. Zlepšenie týchto metód umožní vyťažiť časť ropy zostávajúcej v hlbinách starých polí.

GEOGRAFIA ROPNÝCH A PLYNOVÝCH POLIA

Rozloženie ropných a plynových polí na zemskom povrchu je veľmi nerovnomerné (obr. 5). Priepasťové pláne oceánov a stredooceánske chrbty, kryštalické štíty starých platforiem s výbežkami hlboko metamorfovaných prekambrických hornín a axiálne zóny horských štruktúr vrásových pokryv zložených z intenzívne dislokovaných a do určitej miery metamorfovaných hornín sú zjavne zbavené priemyselných ložísk . Ale už v druhom prípade by sa mala urobiť rezervácia: pozdĺž okraja takýchto štruktúr sa pod tektonickým krytom kryštalických hornín často nachádzajú nemetamorfované a ropu a plyn nesúce vrstvy; Skalnaté hory Kanady a tzv. USA môžu slúžiť ako jasný príklad.

Pomerne dlho sa ropa a plyn ťažili nielen na súši, ale aj v mori, čo začalo v Kaspickom mori a v Mexickom zálive. Zároveň pri hľadaní ropných ložísk sa vŕtanie dostáva do stále väčších hĺbok mora; Šampiónom v tomto smere je Brazília, kde sa už ťaží v hĺbke viac ako 1700 m Objavenie ropných a plynových polí v Severnom mori zmenilo Spojené kráľovstvo a Nórsko zo spotrebiteľov ropy a plynu na ich vývozcov.

Najbohatším ropným a plynárenským regiónom v celosvetovom meradle je región Perzského zálivu. Krajiny arabského pobrežia Perzského zálivu, predtým neživá púšť a obývané vzácnymi kočovnými kmeňmi, sú vďaka nálezom obrovských ložísk ropy dnes pokryté zelenými oázami s bielymi kamennými mestami a v krátkom čase dosiahli značný rozkvet . Ďalšie dve najväčšie ropné a plynové panvy sú Západosibírska panva, vďaka ktorej zásobám plynu je Rusko na prvom mieste na svete, a povodie Mexického zálivu (USA, Mexiko). Zvyšné bazény sú znázornené na obr. 5.

Hlavné zdroje ropy a plynu sú sústredené v relatívne mladých druhohorných a kenozoických ložiskách vytvorených za posledných 200 miliónov rokov histórie Zeme. Ťažba ropy a plynu sa však uskutočňuje aj od paleozoika a na východnej Sibíri sa ložiská ropy nachádzajú v ešte dávnejších ložiskách vrchného proterozoika, čo nie je prekvapujúce, pretože sú bohaté na organické látky, najmä pôvodu z rias. Dá sa preto očakávať, že ťažba ropy a plynu sa „zvýši“ aj v proterozoiku.

Recenzenti článku V.A. Korolev, M.G. Lomize

Viktor Efimovich Khain, doktor geologických a mineralogických vied, profesor Katedry dynamickej geológie Moskovskej štátnej univerzity, riadny člen Ruskej akadémie vied. Laureát štátnych vyznamenaní ZSSR a Ruskej federácie. Oblasťou vedeckého záujmu je štruktúra a vývoj zemskej kôry kontinentov a oceánov. Autor viac ako 30 monografií a učebníc a viac ako 700 vedeckých článkov.

O vzniku ropy a uhlia nie je väčšinou pochýb – ide o organické pozostatky dávnych rastlín a živočíchov premenené pod vplyvom tlaku z útrob a s nedostatkom kyslíka. Preto sú uhlie a ropa právom zaradené medzi neobnoviteľné zdroje a tlač nás pravidelne straší veľmi krátkym časovým úsekom, ktorý zostáva do úplného vyčerpania. V kúte je to neodškriepiteľne potvrdené – stopy dávnych živočíšnych organizmov a rastlín. Ukazuje sa však, že s olejom nie je všetko také jednoduché. Existujú ešte minimálne dve teórie, ktoré majú dosť vážny vedecký základ.

Skúsenosti nemeckých vedcov G. Gefera a K. Englera, ktoré stanovili v roku 1888, slúžia ako potvrdenie klasickej teórie vzniku ropy. Destiláciu rybieho oleja realizovali pri teplote 400 C a tlaku asi 1 MPa. Zároveň sa podarilo získať nasýtené uhľovodíky, parafín, mazacie oleje s vysokým obsahom alkénov, nafténov a arénov. Neskôr akademik N.D. Zelinsky vykonal podobný experiment, ale ako východiskový materiál bol zvolený organický kal vytvorený z rias. Podarilo sa mu získať benzín, petrolej, ťažké oleje, ako aj metán ...

Zdalo by sa, že s týmto procesom všetko do seba zapadlo. Pred miliónmi rokov sa uložené zvyšky, ktoré spadli do veľkých hĺbok (ako?) pod vplyvom tlaku a teploty, premenili na ropu-plyn-uhlie. Čoskoro (o 50 rokov) ich všetky vyťažíme a na obnovu zásob si budeme musieť ešte pár miliónov rokov počkať. Nebolo to tam. Fakty ukazujú, že procesy tvorby ropy a plynu pokračujú a oveľa rýchlejšie, ako je možné podľa klasickej teórie.

O skutočnostiach pokračujúcej tvorby ropy a plynu svedčí dlhá životnosť polí dosahujúca sto a viac rokov a celkový objem kumulatívnej ťažby mnohonásobne vyšší, ako sa pôvodne plánovalo. Úroveň produkcie na poliach v neskorších štádiách najprv klesá na 10 – 20 % maximálnej úrovne produkcie a potom sa stabilizuje. Napríklad pole Shebelinskoye je v prevádzke už viac ako 50 rokov a jeho zdroje sa nevyčerpajú. Počiatočné zásoby plynu v poli boli opakovane upravované smerom nahor. V súčasnosti sú 2-krát vyššie ako pôvodne schválené. V Tatarstane je tiež zjavný nesúlad medzi zdrojmi ropy a objemom produkcie ropy. Už bolo vyťažených viac ako 3 miliardy ton ropy, pričom odhad ich ropného zdroja pre celú sedimentárnu vrstvu je len 709 miliónov ton a nejde o ojedinelé prípady.

Teória jedna. Karbidové alebo biogénne.

V roku 1866 francúzsky chemik M. Berthelot navrhol, že ropa vznikala (a vzniká) v útrobách Zeme z minerálov. Na podporu svojej teórie uskutočnil niekoľko experimentov a podarilo sa mu umelo syntetizovať uhľovodíky z anorganických látok.

O desať rokov neskôr, 15. októbra 1876, na stretnutí Ruskej chemickej spoločnosti D.I.Mendelejev načrtol svoju hypotézu tvorby ropy. Veľký chemik veril, že počas horských stavebných procesov voda preniká hlboko do trhlín - zlomov, ktoré prerezávajú zemskú kôru. Pri presakovaní do útrob sa nakoniec stretáva s karbidmi železa a pod vplyvom vysokých teplôt a tlaku vstupuje do chemickej reakcie. V dôsledku tejto reakcie vznikajú oxidy železa a uhľovodíky. Vzniknuté látky stúpajú pozdĺž porúch kôry do jej vrchných vrstiev a nasýtia pórovité horniny. V dôsledku toho vznikajú plynové a ropné polia.

Mendelejev sa v tomto prípade odvoláva na pokusy o výrobe vodíka a nenasýtených uhľovodíkov pôsobením kyseliny sírovej na liatinu obsahujúcu dostatočné množstvo uhlíka.

Nápady Mendelejevovho „čistého chemika“ vtedy nemali úspech u geológov, ktorí považovali experimenty vykonávané v laboratóriu za odlišné od procesov prebiehajúcich v prírode. Karbidová alebo, ako sa tiež nazýva, biogénna teória o pôvode ropy však získala dôkazy z nečakaného zdroja – od astrofyzikov. Štúdium spektier nebeských telies ukázalo, že uhľovodíky sú prítomné v atmosfére Jupitera a niektorých ďalších planét, ako aj v plynných obaloch komét. No keďže zlúčeniny uhlíka a vodíka sú vo vesmíre bežné, znamená to, že v prírode prebiehajú procesy syntézy organických látok z anorganických látok!

Teória dva. Cyklus uhlíka v prírode.

Skupina vedcov z Ústavu pre problémy ropy a zemného plynu Ruskej akadémie vied (IPOG RAS) vedená doktorom geologických a mineralogických vied Azarijom Barenbaumom vypracovala ďalšiu teóriu pôvodu ropy a plynu. Podľa ich koncepcie môžu ložiská uhľovodíkov vznikať nie v priebehu miliónov rokov, ale v priebehu desaťročí. Zároveň je spochybňovaná teória skleníkového efektu, keďže hlavnou tézou je, že hladina oxidu uhličitého v atmosfére sa môže samoregulovať, čo znamená, že nedochádza k nekontrolovanému hromadeniu oxidu uhličitého v atmosfére.

Teória ruských vedcov naznačuje, že tvorba ropy a plynu nie je ani tak geologický, ako skôr klimatický proces. Súvisí s kolobehom vody a uhlíka na Zemi. Uhlík prichádzajúci s dažďovou vodou, zachytený z atmosféry vo forme bikarbonátu v podmienkach zemskej kôry, sa redukuje na uhľovodíky, z ktorých sa tvoria akumulácie ropy a plynu už v geologických štruktúrach-lapačoch. Podľa ruských vedcov sa až 90 % nahromadenia ropy a plynu v hĺbkach 1 až 10 kilometrov objavuje vďaka ním opísanej teórii a len 10 % zásob tvoria organické zvyšky, ako predpokladá klasická teória.

A ďalším dôležitým záverom ruských geológov je, že v dôsledku aktívnej účasti na tvorbe ropy a plynu klimatického cyklu nedochádza k doplneniu fosílnych uhľovodíkových ložísk za mnoho stoviek tisíc a miliónov rokov, ale až za niekoľko desaťročí. . A druhým záverom je, že mierna ťažba ropy a plynu z ložísk by nemala výrazne ovplyvniť potenciálny ropný a plynárenský potenciál regiónu. Platí to však za podmienky, že uhľovodíky sa budú spotrebovať v rovnakom regióne ako ich produkcia. To znamená, že tepelné elektrárne pracujúce na uhľovodíky kompenzujú produkciu ropy a plynu jej tvorbou.

Cena ropy závisí nielen od jej zásob a politiky, ale aj od popularity tej či onej teórie jej pôvodu. Nové objavy naznačujú, že fámy o vyčerpaných zásobách ropy sú značne zveličené.

Prognózy zmien cien ropy sa značne líšia. Niektorí predpovedajú ich stabilný rast, iní - nie menej stabilný pokles. Dôvodom tohto rozporu je do značnej miery skutočnosť, že stále neexistuje všeobecne akceptované chápanie toho, ako vzniká ropa, čo znamená, že nevieme, či má ropný barel vôbec dno. Nedávne objavy naznačujú, že ropa bude vždy s človekom.

Objavy kanadských a ruských vedcov nám umožňujú urobiť taký optimistický záver: je celkom možné, že ropa vďačí za svoj pôvod podzemnému oceánu. Nehovoríme o nám známych ložiskách minerálnej vody, ale o celoplanetárnom grandióznom obale, v ktorom cirkuluje prehriata voda a para. Práve existencia takejto škrupiny vysvetľuje pohyb tektonických platní, erupcie sopiek a ... vzhľad ropy.

voda v diamante

Nedávno sa dozvedeli o výsledkoch štúdie jedného brazílskeho diamantu, ktorý sa našiel v roku 2008 neďaleko mesta Juina v Brazílii. Vo vnútri tohto nepopísaného kameňa sa našli minerálne inklúzie. Vedci, na rozdiel od predajcov diamantov, majú takéto kamene veľmi radi - inklúzie obsahujú jedinečné informácie o procese tvorby diamantov. A teraz sa v brazílskom kameni našli stopy ringwooditu, extrémne vzácneho minerálu nájdeného v meteoritoch (bol tiež syntetizovaný v laboratóriu). Ringwoodit je príbuzný olivínu, ktorý je široko rozšírený na Zemi, ale na vytvorenie ringwooditu je potrebná voda. A nielen voda, ale voda pri vysokej teplote a tlaku.

Moderná veda môže len nepriamo posúdiť, čo sa deje vo veľkých hĺbkach. Najhlbší vrt na svete, vyvŕtaný na polostrove Kola v Rusku, je len o niečo hlbší ako 12 km od povrchu zeme. Nálezy ako diamant Juin vám umožňujú pozrieť sa oveľa hlbšie. Diamanty vznikli počas obrovských sopečných výbuchov, v ére mladosti našej planéty, a kimberlitové rúry, v ktorých sa diamanty vyskytujú, sú stopami po týchto kataklizmách. Bubliny v diamantoch sú nádoby z minulosti, z veľkých hĺbok.

Objav ringwooditu potvrdil hypotézu, že vo veľkých hĺbkach, pod zemskou kôrou, sa nachádza voda a je jej viac ako vo všetkých oceánoch Zeme. V diamantoch sa však nenašiel len ringwoodit: ruskí vedci z Ústavu geológie a mineralógie Sibírskej pobočky Ruskej akadémie vied v nich našli stopy ropy. Tieto dva veľmi odlišné nálezy nás privádzajú späť k jednému nekonečnému geologickému sporu.

Z čoho sa vyrába olej?

Táto otázka vyvstala už v 19. storočí, keď sa objavili dve konkurenčné teórie: biogénna a abiogénna genéza ropy. Podľa biogénnej teórie je ropa produktom zvyškov dávnych biologických organizmov, zvierat a rastlín. Abiogénna teória naznačuje, že ide o výsledok chemických reakcií v útrobách Zeme.

Z pohľadu biogénnej teórie proces premeny biomasy na ropu pokračoval milióny rokov. Mikroskopické kvapky oleja padali do špeciálnych vysoko priepustných útvarov a vytvárali sa v nich akumulácie. To vysvetľuje, že veľká väčšina ropných ložísk je sústredená v sedimentárnych horninách, že ropa je veľmi rozšírená a chemické zloženie ropy má veľa spoločného s chémiou živých organizmov. Podľa tejto teórie pôvodu ropy by sa jej hľadanie malo uskutočňovať v sedimentárnych horninách a jej ložiská sú konečné.

Abiogénna teória tvrdí, že podstata ropy je v chemických procesoch spojených s neustálym uvoľňovaním rôznych plynov z útrob planéty. Ide o vodnú paru, oxid uhličitý, sírovodík, dusík, vodík a množstvo ďalších. Aktívnym zástancom tejto teórie bol Dmitri Mendelejev, ktorý veril, že proces prebieha nepretržite na celej planéte, no len na určitých miestach vznikli podmienky na hromadenie ropných pár a ich konzerváciu. V ich prospech hrajú nálezy ropy v kryštáloch a vyvrelých horninách a vysoký obsah kovov v rope. Tieto pozorovania sa z biogénneho hľadiska veľmi ťažko vysvetľujú.

Zahrnutie oleja do kryštálov kremeňa je jedným z argumentov zástancov abiogénneho pôvodu oleja.

Praktický záver z abiogénnej teórie: akékoľvek rozbité horniny, dokonca aj kryštalické, môžu byť sľubné pre prieskum ropy. Okrem toho si môžete byť istí, že ropa neminie úplne: v útrobách planéty sa neustále vytvára, aj keď v oveľa menšom množstve, ako spotrebujeme.

Existuje kompromis?

Dokonca aj medzi obyvateľmi Západu a Eurázijcami v Rusku je viac spoločného ako medzi zástancami biogénnej a abiogénnej teórie pôvodu ropy. Vedecký spor sa zmenil na náboženský spor. Zároveň až donedávna boli všetky praktické kroky na rozvoj ropných polí založené iba na postulátoch jednej z teórií, biogénnej. Dnes však rastie dopyt po univerzálnejšom koncepte, ktorý by mohol lepšie vysvetliť, čo sa deje v zemskej kôre. A tu je čas pripomenúť si jednu teóriu, ktorá teraz zažíva znovuzrodenie – o podzemných oceánoch, presnejšie o drenážnom obale vo vnútri Zeme.

Nejeden geológ bol svojho času zmätený jednoduchým aritmetickým výpočtom. Vieme, že objem pôdy, ktorá stúpa nad hladinu mora, je asi 130 miliónov metrov kubických. km. Poznáme aj približné množstvo pevných častíc, ktoré za rok vyplavia do oceánov všetky svetové rieky – asi 22 miliárd ton, teda niečo ako 10 metrov kubických. km. Keďže erózia zemského povrchu je konštantná, za približne 13 miliónov rokov by sa planéta musela sploštiť a ledva by vystúpila nad hladinu mora. Ale Zem nebola odplavená do mora ani tam, kde už miliardy rokov nebola žiadna aktívna horská stavba. Z toho sa usúdilo, že kontinenty neustále rastú (čo, mimochodom, potvrdzujú aj geodetické pozorovania). Niečo ich núti vznášať sa zo svojich habitov.

Koncom 60. rokov dvadsiateho storočia prišiel Stepan Grigoriev s teóriou, že v hlbinách planéty neustále cirkuluje prehriata voda. Čistá voda s teplotou 374°C sa pri akomkoľvek tlaku premení na paru. Ale pre soľanky je tento kritický bod oveľa vyšší - napríklad pre päťpercentný roztok solí je to už 410 ° C. Podľa Grigorieva vodné roztoky pod vplyvom gravitácie idú hlboko do planéty, kde sa odparovaním opäť pohybujú nahor. Tento kolobeh vody zachytáva rôzne chemické zlúčeniny. Vodná para prenáša kyselinu kremičitú smerom nahor a zlúčeniny horčíka, železa a vápnika smerom nadol. Takže kôra sa stáva ľahšou, kontinenty sa vynárajú nad plášťom, potom sa nové horniny plášťa ocitnú v zóne pôsobenia „drenážnej vrstvy“ a proces pokračuje.

Grigorievova teória dlho vyvolávala iróniu najmä preto, že žiadna priepustnosť vody vo veľkých hĺbkach Zeme sa nepovažovala za možnú – tlaky v hĺbke sú príliš vysoké. Objavy superhlbokej studne Kola nás však prinútili pozrieť sa na naše chápanie povahy podložia inak. Najmä v hĺbke pod 9 km vrt odkryl vysoko porézne horniny nasýtené horúcou soľankou. Teplota sa tam už blížila k 200°C.

Nová teória

Toto sú možné stavebné kamene novej univerzálnej teórie vzniku a akumulácie ropy: môže byť vytvorená z organického aj anorganického zdrojového materiálu. Alebo to môže byť zložitý, viacstupňový proces. Sibírskym vedcom sa napríklad podarilo syntetizovať ťažké uhľovodíky zo zmesi mramoru, vody a kovov pri teplote 1500 stupňov a tlaku 50 tisíc atmosfér. Aj keď by sme nemali zabúdať, že mramor je metamorfovaná sedimentárna hornina vytvorená zo zvyškov kostier dávnych organizmov.

Organické sedimenty, ktoré sa ukladajú na dne oceánu, spolu s vodou smerujú do subdukčných zón pod kontinentmi, kde je zapnutý proces neustálej cirkulácie vody, ako o tom písal Grigoriev. Ako zdôrazňuje Kanaďan Graham Pearson z University of Alberta Edmonton, toto nie sú oceány, v ktorých sa dá plávať; no práve tam v dôsledku vysokoteplotných reakcií pod vysokým tlakom vznikol z olivínu za prítomnosti vody ringwoodit, ktorý potom v dôsledku sopečnej erupcie skončil v diamantovej škrupine.

Drenážny obal, pohyb platní a nové objavy v oblasti syntézy naznačujú, že ropa sa neustále vyrába v útrobách planéty a potom sa prenáša do horných vrstiev zemskej kôry, kde sa hromadí stovky tisíc rokov. Pripomína vaňu, do ktorej prúdi prúd vody. Vaňu môžeme vypustiť pomerne rýchlo, ale voda opäť potečie. To sa mimochodom často pozoruje v opustených ložiskách. Otázkou je načasovanie. Ak si však vypočujeme Mendelejevov pohľad, že páliť kachle olejom je to isté ako páliť bankovkami a že je lepšie nechať ropu len pre potreby petrochémie, tak sa môže ukázať, že jej budeme mať dosť po mnoho, mnoho tisícročí. A nové prístupy k hľadaniu ropy nás môžu obohatiť o nové ložiská aj v tých oblastiach Zeme, kde sme ich predtým nečakali.

Pôvod ropy

Olej- výsledok litogenézy. Je to kvapalná (v zásade) hydrofóbna fáza produktov fosilizácie (pochovávania) organickej hmoty (kerogénu) vo vodno-sedimentárnych ložiskách v anoxických podmienkach.

Tvorba oleja- etapovitý, veľmi dlhý (zvyčajne 50-350 miliónov rokov) proces, ktorý sa začína aj v živej hmote. Existuje niekoľko fáz:

sedimentácia- pri ktorej padajú zvyšky živých organizmov na dno vodných nádrží;
biochemické- procesy zhutňovania, dehydratácie a biochemické procesy v podmienkach obmedzeného prístupu kyslíka;
protokatagenéza- zníženie vrstvy organických zvyškov do hĺbky 1,5 - 2 km, s pomalým nárastom teploty a tlaku;
mezokatagenéza alebo hlavná fáza tvorby oleja (MOF)- pokles vrstvy organických zvyškov do hĺbky 3 - 4 km, kedy teplota vystúpi na 150 °C. V tomto prípade organické látky podliehajú tepelnej katalytickej deštrukcii, v dôsledku čoho sa vytvárajú bitúmenové látky, ktoré tvoria väčšinu mikrooleja. Ďalej sa ropa destiluje v dôsledku poklesu tlaku a emigračného odvádzania mikroropy do piesočnatých nádrží a pozdĺž nich do lapačov;
kerogénna apokatagenéza alebo hlavná fáza tvorby plynu (MFG)- pokles vrstvy organických zvyškov do hĺbky viac ako 4,5 km, keď teplota vystúpi na 180-250 °C. V tomto prípade organická hmota stráca svoj potenciál tvorby ropy a realizuje svoj potenciál tvorby metánu.
I. M. Gubkin vyzdvihol aj javisko ničenie ropných polí.

Presvedčivé dôkazy o biogénnej povahe východiskového materiálu boli získané ako výsledok podrobného štúdia vývoja molekulárneho zloženia uhľovodíkov a ich biochemických prekurzorov (progenitorov) v pôvodných organizmoch, v organickej hmote sedimentov a hornín, resp. v rôznych olejoch z ložísk. Dôležitý bol objav v zložení ropy chemofosílie- veľmi svojrázne, často zložito zostavené molekulárne štruktúry jednoznačne biogénnej povahy, to znamená zdedené (v celku alebo vo forme fragmentov) z organickej hmoty. Neplatnosť anorganických hypotéz potvrdilo aj štúdium distribúcie stabilných izotopov uhlíka (12 C, 13 C) v rope, organickej hmote hornín a v organizmoch (A. P. Vinogradov, E. M. Galimov).

Verí sa, že hlavným zdrojom ropy je zvyčajne zooplanktón a riasy, ktoré poskytujú najvyššiu bioprodukciu vo vodných útvaroch a akumuláciu organickej hmoty sapropelového typu v sedimentoch, vyznačujúcu sa vysokým obsahom vodíka (v dôsledku prítomnosti alifatických a alicyklických molekulárnych štruktúr v kerogéne).

V staroveku boli teplé moria bohaté na živiny, ako napríklad tie v Mexickom zálive a staroveký oceán Tethys, kde na dno oceánu padalo veľké množstvo organického materiálu, ktoré presahovalo rýchlosť, akou sa mohol rozkladať. V dôsledku toho boli veľké masy organického materiálu pochované pod následnými ložiskami, ako sú bridlice alebo soľ. Potvrdzuje to prítomnosť hrubej vrstvy soli nad ropnými poliami na Blízkom východe. Tvorba soľných ložísk naznačuje, že tieto nádrže boli dlhú dobu dosť plytké, zle komunikované so zvyškom oceánu a vyparovanie značne prevyšovalo prítok morskej vody zvonku. Následne boli tieto zóny na súši v dôsledku pohybu kontinentov. Podmienky sú celkom jedinečné, preto väčšinu moderných organických sedimentov na dne oceánov čaká iný osud - keď sa oceánska kôra pohybuje, spadajú do subdukčnej zóny.

Potenciálne sú horniny vytvorené zo sedimentov obsahujúcich tento typ organickej hmoty zdrojový olej. Najčastejšie ide o íly, menej často o karbonátové a piesčito-bahnité horniny, ktoré v procese ponorenia dosahujú hornú polovicu zóny. mezokatagenéza kde nadobúda účinnosť hlavným faktorom pri tvorbe oleja je dlhodobé zahrievanie organickej hmoty pri teplotách 50 °C a vyšších. Horná hranica tejto hlavnej zóny tvorby ropy sa nachádza v hĺbke 1,3-1,7 km (s priemerným geotermálnym gradientom 4°С/100 m) až 2,7-3 km (s gradientom 2°С/100 m) a je opravený zmenou hnedé uhlie stupeň karbonizácie organickej hmoty uhlia. Hlavná fáza tvorby oleja je obmedzená na zónu, kde karbonizácia organickej hmoty dosahuje stupeň zodpovedajúci uhliu triedy G. Táto fáza sa vyznačuje výrazným zvýšením tepelného a (alebo) termokatalytického rozkladu polymérneho lipidu a ďalších zložiek kerogénu. Vznikajú veľké množstvá ropných uhľovodíkov, vrátane nízkomolekulárnych (C 5 - C 15), ktoré v skorších štádiách transformácie organickej hmoty takmer chýbali. Tieto uhľovodíky, z ktorých vznikajú benzínové a petrolejové frakcie ropy, výrazne zvyšujú pohyblivosť mikrooleja. Zároveň v dôsledku zníženia sorpčnej schopnosti materských hornín, zvýšenia vnútorného tlaku v nich a uvoľnenia vody v dôsledku dehydratáciaílu, zlepšuje sa pohyb mikroropy do najbližších nádrží. Keď ropa migruje cez kolektory do lapačov, ropa vždy stúpa nahor, takže jej maximálne zásoby sa nachádzajú v o niečo plytších hĺbkach, než je zóna prejavu hlavnej fázy tvorby ropy, ktorej spodná hranica zvyčajne zodpovedá zóne, kde sa organická hmota horniny dosahujú stupeň preuhoľovania charakteristický pre koksové uhlie. V závislosti od intenzity a trvania ohrevu táto hranica prebieha v hĺbkach (čo znamená maximálnu hĺbku poklesu v celej geologickej histórii tejto série sedimentárnych ložísk) od 3-3,5 do 5-6 km.

Periodizácia vývoja teórie

V poznaní genetickej podstaty ropy a podmienok jej vzniku možno rozlíšiť niekoľko období.

Prvý z nich (predvedecký) pokračoval až do stredoveku. Takže v George Agricola napísal, že ropa a uhlie sú anorganického pôvodu; tieto vznikajú hustnutím a stuhnutím oleja.
Druhé obdobie - vedecké dohady - sa spája s dátumom vydania diela M. V. Lomonosova „O vrstvách zeme“ (), kde bola vyjadrená myšlienka destilačného pôvodu ropy z tej istej organickej hmoty, ktorá dáva vznik na uhlie.
Tretie obdobie vo vývoji poznatkov o pôvode ropy je spojené so vznikom a rozvojom ropného priemyslu. V tomto období boli navrhnuté rôzne hypotézy o anorganickom (minerálnom) a organickom pôvode ropy, ako aj o vesmíre.

Východiská k vytvoreniu modernej teórie

Hlavné míľniky v dlhom procese vedeckého riešenia otázky pôvodu ropy načrtávajú ruskí vedci. Prvýkrát v roku 1763 MV Lomonosov naznačil, že ropa pochádza z rastlinných zvyškov, ktoré boli zuhoľnatené a natlačené v zemských vrstvách. Tieto Lomonosovove myšlienky boli ďaleko pred vedeckým myslením tej doby, ktorá hľadala zdroje ropy medzi neživou prírodou.

Poznámky

pozri tiež

Abiogénny pôvod oleja ( Angličtina) - Nebiologická teória pôvodu ropy.

Odkazy

Nebiologická teória pôvodu ropy (anglicky) [ neautorizovaný zdroj?]

Nadácia Wikimedia. 2010.

Pozrite sa, čo je „Origin of Oil“ v iných slovníkoch:

pôvod ropy- — Témy ropný a plynárenský priemysel EN ropný pôvod …

Pôvod ropy a zemného plynu- povaha ropy (plynu), pôvod ropy (plynu) Zostáva nejasný. Prvotné vedecké predstavy o pôvode ropy boli vyjadrené už v polovici 18. storočia. Lomonosov, ktorý považoval ropu za produkt vytvorený v procese ... ... Mikroencyklopédia ropy a zemného plynu

genéza [pôvod] ropy- — Témy ropný a plynárenský priemysel EN genesis ropy … Technická príručka prekladateľa

hydrotermálneho pôvodu (ropa)- — Témy ropný a plynárenský priemysel EN hydrotermálny pôvod … Technická príručka prekladateľa

anorganického pôvodu ropy- — Témy ropný a plynárenský priemysel EN pôvod z anorganickej ropyorganický ropný pôvodneorganický ropný pôvodneorganický ropný pôvod… Technická príručka prekladateľa

organického pôvodu ropy- - Témy ropný a plynárenský priemysel EN organický ropný pôvod ... Technická príručka prekladateľa

Aplikovaný geol. veda o podmienkach distribúcie ropy a plynu v litosfére, hľadanie ich priemyselných akumulácií, ich príprava na rozvoj s výpočtom zásob v nich na zemi aj vo vodách šelfov a kontinentálnych panví ...... Geologická encyklopédia

„Ropa je najcennejšia chemická surovina,
Musí byť chránená. Je možné vykurovať kotly?
a bankovky“.
D.I. Mendelejev

Napriek tomu, že koncom 20. storočia začala jadrová energetika rýchlo rásť, ropa stále zaujíma najdôležitejšie miesto v energetickej bilancii všetkých krajín. Áno a ako inak? Koniec koncov, nemôžete umiestniť jadrovú elektráreň na autá a lietadlá! Samozrejme, existujú jadrové lode, ale je ich málo. Ale čo všetko ostatné? A človek nežije len energiou. Chodí po asfaltových cestách a toto je ropa. A všetky tieto benzíny, petrolej, vykurovacie oleje, oleje, kaučuky, kaučuky, polyetylény, azbestové produkty a dokonca aj minerálne hnojivá! Bolo by pre nás zlé, keby na zemeguli nebola ropa. Na Zemi je ale veľa ropy, začala sa ťažiť už v 6. tisícročí pred Kristom a teraz je ročná produkcia v stovkách miliónov ton.

Ropa prináša veľké zisky. Celé krajiny prosperujú tým, že predávajú svoju ropu a vzbudzujú závisť svojich susedov. Iné krajiny pumpujú ropu do prírodných a umelých jaskýň a vytvárajú strategické zásoby pre každý prípad. Ropní králi a monopoly, ropovody a ropné rafinérie, prerozdeľovanie ropného majetku, ropné vojny, zmluvy a špekulácie atď., atď. Čo sa stalo v histórii ľudstva kvôli rope! Ľudia by sa nudili, keby nebolo jej.

Ale ropa existuje, jej zásoby dosahujú stovky miliárd ton a je distribuovaná všade, na súši, na mori a vo veľkých hĺbkach, počítané na kilometre: to, čo ležalo na povrchu, sa už dlho používalo a teraz sa ťaží ropa. z hĺbok 2-4 a viac kilometrov. Ale je toho ešte viac, ešte hlbšie, len je nerentabilné to odtiaľ extrahovať.

Zvláštne však je, že hoci je ropy veľa a je hojne využívaná, dodnes nikto nevie, odkiaľ sa ropa na Zemi vzala. Na túto tému existuje množstvo dohadov a hypotéz, niektoré sa odvolávajú na predvedecké obdobie, ktoré trvalo až do stredoveku, iné na vedecké, vedcami nazývané obdobím vedeckých dohadov.

V roku 1546 Agricola napísal, že ropa a uhlie sú anorganického pôvodu. Lomonosov v roku 1763 navrhol, že ropa pochádza z rovnakej organickej hmoty ako uhlie. V treťom období – období rozvoja ropného priemyslu, sa vytvorilo množstvo predpokladov o organickom aj anorganickom pôvode ropy. Keďže ich nedokážeme ani len jednoducho vymenovať, obmedzíme sa len na niektoré.

1866 francúzsky chemik M. Berthelot: ropa vzniká pôsobením oxidu uhličitého na alkalické kovy.

1871 francúzsky chemik G. Biasson: ropa vznikla interakciou vody, oxidu uhličitého a sírovodíka s rozžeraveným železom.

1877 D.I. Mendelejev: ropa vznikla v dôsledku prenikania vody hlboko do Zeme a jej interakcie s karbidmi.

1889 VD Soloviev: Uhľovodíky boli obsiahnuté v plynnom obale Zeme, aj keď to bola hviezda, a potom ich absorbovala roztavená magma a vytvorila sa ropa.

A potom prišla séria hypotéz anorganického pôvodu ropy, ktoré však neboli podporené medzinárodnými ropnými kongresmi, a hypotéz organického pôvodu, ktoré boli podporené.

Predpokladá sa, že hlavným zdrojom ropy je planktón. Horniny vytvorené zo sedimentov obsahujúcich tento typ organickej hmoty sú potenciálne zdrojové horniny. Po dlhšom zahrievaní tvoria olej. Na túto tému bolo vytvorených veľa variácií, avšak jeden problém nie je nijako vysvetlený, ako sa taká masa planktónu (alebo mamutov, to je jedno) mohla dostať do takých hĺbok po celej zemeguli a dokonca sa usadiť v pieskovcoch. , aj keď sú porézne. A stále nie je jasné, prečo ropné polia vždy obsahujú nielen ropu, ale aj síru vo forme sírovodíka alebo dechtu. A prečo v súvisiacich vodách sprevádzajúcich produkciu ropy je takmer celý súbor chemických prvkov, ktoré pravdepodobne nie sú obsiahnuté v planktóne.

Ale tí, ktorí vedecky hádajú o pôvode ropy, sa snažia nezameriavať sa na takéto maličkosti.

Chcel by som však upozorniť ešte na jednu možnosť, ktorú s najväčšou pravdepodobnosťou medzinárodné ropné kongresy neuznajú. Ide o to, že pieskovce, ktoré obsahujú olej, sú najmä oxid kremičitý – SiO. A ak sa jednému kremíkovému jadru, ktoré má atómovú hmotnosť 28, odoberie jedna alfa častica s atómovou hmotnosťou 4 a pridá sa k inému atómu kremíka, potom sa získa atóm síry s atómovou hmotnosťou 32. A izotop horčíka zostávajúci z prvého atómu s atómovou hmotnosťou 24 sa čiastočne zachová ako horčík, ktorý je obsiahnutý aj v pridružených vodách a čiastočne sa rozpadne a poskytne dve molekuly uhlíka s atómovou hmotnosťou 12, čím vznikne nejaký základ pre tvorbu ropy aj uhlia. Ale ak je to tak, potom vyvstáva otázka o mechanizme, ktorý by to všetko mohol urobiť.

Z hľadiska éterodynamiky takýto mechanizmus existuje. Prúdy éteru prúdia na Zem, ako aj do akéhokoľvek iného nebeského telesa, z vesmíru, rýchlosť ich vstupu sa rovná druhej kozmickej rýchlosti, ktorá je pre Zem 11,18 km/s. Tieto prúdy prenikajú Zemou do akejkoľvek hĺbky, cestou prechádzajú cez skaly a stávajú sa turbulentnými. Výsledkom turbulencie éterických prúdov sú víry, ktoré sú stláčané vonkajším tlakom éteru a rýchlosť prúdenia v nich sa mnohonásobne zvyšuje, ako aj rýchlostné gradienty, čo znamená, že vznikajú veľké tlakové gradienty, ktoré trhajú. molekuly, atómy a jadrá a preskupenie látky. Zároveň sa z obyčajných anorganických hornín a v akejkoľvek hĺbke mohli dlhé roky vytvárať akékoľvek uhľovodíky a vo všeobecnosti akékoľvek prvky.

Takéto procesy môžu dobre prebiehať v útrobách ktorejkoľvek planéty, čo znamená, že ropa, uhlie a iné minerály a prvky môžu existovať na všetkých planétach slnečnej sústavy a nielen na nej. To však neznamená, že na týchto planétach bol život. Rovnako ako odtlačky vážok alebo listov v uhlí, vôbec to nenaznačuje, že uhlie bolo vytvorené z týchto vážok alebo listov. Nikdy neviete, kam mohol niekto za posledné milióny rokov priletieť!

Z uvedeného vyplýva, že ropná kríza nemusí súvisieť s nedostatkom ropy na Zemi, ale s vysokými nákladmi na jej ťažbu z hlbokých vrstiev. D.I.Mendelejev má teda pravdu nielen v tom, že ropu treba chrániť, veď je to cenná surovina, to je pravda, aj keď jej je veľa. Má pravdu aj preto, že od určitého momentu sa náklady na jeho výrobu zvýšia natoľko, že vykurovať kotly bankovkami, t.j. papierové peniaze budú lacnejšie.