Абиогенное происхождение нефти

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Colour of crude oils.jpg
Нефтеобразование
Происхождение нефти
Абиогенное происхождение нефти
Биогенное происхождение нефти

Абиоге́нное происхожде́ние не́фти (неоргани́ческое, или минеральное, происхождение нефти) — теории происхождения нефти, согласно которым она образовывалась из различных элементов не органического происхождения, в ходе химических реакций, происходящих на больших глубинах при высоких температурах и давлении.

Теории первичности залежей нефти являются альтернативными по отношению к теориям органического нефтеобразования.

История[править | править код]

Гипотезы, предлагающие абиогенное происхождение неоднократно высказывались различными учеными до развития передовых методов аналитической химии начала-середины XX века и появления масс-спектрометрии[1].

Абиогенные гипотезы были возрождены в 1950-х годах, однако публиковались в основном только на русском языке. Абиогенная гипотеза стала более популярной на Западе благодаря астроному Томасу Голду, публиковавшему свои исследования на английском языке[1][4].

Хотя абиогенная гипотеза была принята многими геологами в СССР, она утратила авторитет в конце XX века, потому что не позволяла делать эффективных прогнозов по открытию новых нефтяных месторождений[1][4]. Подавляющее количество доказательств свидетельствует в пользу происхождения добываемой человечеством нефти согласно биогенной теории[1].

Гипотезы[править | править код]

В зарубежных научных обзорах выделяют две наиболее распространенные абиогенные гипотезы происхождения нефти:[1][4][5]

Гипотезы глубинного нефтеобразования[править | править код]

Советская гипотеза глубинного абиогенного происхождения нефти из первичных минералов планеты. Основы гипотезы были представлены Н. А. Кудрявцевым в выступлениях на всесоюзных нефтяных конференциях, и в статье 1951 года[6].

Несмотря на популярность в русскоязычной науке, крупнейшие нефтяные залежи волжского и уральского регионов были открыты до популяризации гипотезы; предсказания теорий Кудрявцева и Порфирьева были слишком абстрактными и расплывчатыми, чтобы помочь в открытии залежей[4].

Гипотеза Томаса Голда о происхождении нефти из глубинного метана, исходящего из мантии Земли, основы которой публиковались в 1979—1998 годах. Т. Голд допускал, что этот метан может частично перерабатываться при участии микроорганизмов (глубокая горячая биосфера), что, по его мнению, должно объяснять наличие биомаркеров в нефти. Однако, для существования бактерий требуется температура не выше 110—150 градусов цельсия на глубинах не более 5-10 км, но преобразование метана в более сложные углеводороды происходит лишь при давлениях более 30 килобар, соответствующим глубинам порядка сотни километров[4]. Однако не следует недооценивать определенное преимущество теории неорганического нефтеобразования, а именно возможность объяснения определенного количества водорода в сырой нефти. Как правило, морские органические вещества содержат примерно 7-10 % водорода, а сырая нефть содержит 11-15 % водорода. Одной из задач теории органического происхождения является демонстрация источника водорода, необходимого для заполнения этого пробела. Свободный водород обычно не обнаруживается в осадочных породах, возможно, потому, что водород является самым легким из всех газов, а также самым мобильным. Он может проникать в горные породы, которые непроницаемы для других газов и, таким образом, уходят. Кроме того, это один из самых активных элементов. Однако свободный водород выделяется в объемных объемах и обнаруживается в фумаролах. Образование вулканического водорода можно объяснить возможным восстановлением воды с помощью магнетита (который окисляется до гематита) из перегретого пара:

2Fe 3 O 4 + H 2 O → 3Fe 2 O 3 + H 2 Полученный таким образом водород проходит через горные породы земной коры и в этом случае вступает в контакт с органическими веществами в субкапиллярных порах сланцев и в капиллярных порах песчаников. Водород может соединяться с этими веществами с образованием углеводородов. Возможно, что гидрирование органических нефтяных веществ происходит в природе с использованием водорода, отделенного от неорганических веществ. Однако, по всей вероятности, этот водород является продуктом бактериальной активности .

Проблема исчерпания запасов углеводородов[править | править код]

Конечность запасов нефти в земной коре позволяет сделать вывод, что объём общемировой добычи нефти достигнет пика, после чего неизбежно начнёт снижаться (пик нефти) и не сможет полностью удовлетворить спрос, при этом процесс извлечения нефти будет усложняться, требуя всё больших экономических и энергетических затрат. Концепция пика нефти иногда рассматривается как противоречивая, однако является прямым следствием из конечности запасов нефти (невозможно извлечь больше нефти, чем было создано природой за сотни миллионов лет) и представляет собой важнейшую преграду для цивилизации, основанной на потреблении углеводородных ресурсов и на постоянном росте количества потребляемых ресурсов. [1]

Некоторые сторонники абиогенных гипотез заявляли, что исчерпание запасов нефти и углеводорода не грозит человечеству благодаря продолжающемуся образованию новых формаций нефти и газа. Однако, было показано, что вне зависимости от пути образования нефти, её добыча ведется слишком большими темпами, и пик нефти неизбежно будет достигнут[1][7].

По отношению к исчерпаемости нефти абиогенные гипотезы можно разделить на слабые и сильные. В слабых абиогенных гипотезах утверждается, что скорость создания и накопления углеводородов соответствует скоростям накопления в биогенных теориях образования нефти. Таким образом, даже в случае корректности таких гипотез пик нефти будет достигнут, так как человечество добывает и потребляет нефть в значительно большем темпе (сотни лет), чем она создается в природе (сотни миллионов лет)[1].

Сильные абиогенные гипотезы предсказывают, что нефть формируется со значительно большими скоростями (в десятки тысяч раз быстрее, чем в биогенных теориях), достаточными для того, чтобы заместить всю нефть, добываемую людьми из резервуаров. Например, может утверждаться, что эксплуатируемый резервуар соединен с неким сверхглубоким запасом нефти, медленно пополняющим резервуар. Однако в какой-то момент темп добычи сравняется с темпом возобновления нефти, а потом превысит его, и пик нефти все равно будет достигнут. Сторонники абиогенных гипотез не предоставляли свидетельств в пользу сильных вариантов в работах, опубликованных в научных журналах, но подобные заявления могут встречаться в массовых СМИ без приведения количественных оценок в соответствии с научной методологией[1].

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Mikael Höök (Uppsala), Development of oil formation theories and their importance for peak oil // Marine and Petroleum Geology Volume 27, Issue 9, October 2010, Pages 1995—2004
  2. Менделеев Д. И. [Происхождение нефти] // Журнал Русского химического общества и физического общества. 1877. Вып. 2. Часть химическая, отдел 1. С. 36-37.
  3. Mendeleev D. L’origine du Petrole // La Revue scientifique. 1877. N 18. P. 409—416.
  4. 1 2 3 4 5 Glasby, Geoffrey P. (2006). “Abiogenic origin of hydrocarbons: an historical overview” (PDF). Resource Geology. 56 (1): 83—96. DOI:10.1111/j.1751-3928.2006.tb00271.x. Дата обращения 2008-02-17.
  5. Sephton, Mark A., and Robert M. Hazen. «On the origins of deep hydrocarbons.» // Reviews in Mineralogy and Geochemistry Vol 75 (2013): 449—465. doi: 10.2138/rmg.2013.75.14
  6. Кудрявцев Н. А. Против органической гипотезы происхождения нефти // Нефтяное хозяйство. 1951. № 9. C. 3-8
  7. Ugo Bardi, Abiotic Oil: science or politics? (недоступная ссылка) // Wilderness Publications, 2004

Литература[править | править код]

Литература по годам:

  • Андрусов Н. И. К вопросу о происхождении нефти // Труды СПб. об-ва естествоисп. 1895. Т. 23. № 6. Отд. геол. и минерал. С. 20-22.
  • Андрусов Н. И. К вопросу о происхождении и залегании нефти: Ст. 1-2: Ст. 1 // Тр. Бакинск. отд. РТО. 1906. № 5. С. 1-18; Ст. 2 // Там же. 1908. № 1/2. С. 1-26.
  • Калинко М. К. Неорганическое происхождение нефти в свете современных данных. М.: Недра, 1968. 338 с.
  • Федынский В. В., Сорохтин О. Г., Ушаков С. А. Динамика литосферных плит и происхождение месторождений нефти // Доклады АН СССР. 1974. Т. 214. № 6. С. 1407—1410.
  • Glasby G.P. Abiogenic Origin of Hydrocarbons: An Historical Overview // Resource Geology. 2006. Vol. 56. N 1. P. 83-96. DOI (авторская версия)
  • Höök M. Development of oil formation theories and their importance for peak oil // Marine and Petroleum Geology. 2010. Vol. 27. N 9. P. 1995—2004. DOI
  • Sephton M. A., Hazen R. M. On the origins of deep hydrocarbons // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2013. Vol 75. P. 449—465. DOI
  • Силаев В. И., Аникин Л. П., Вергасова Л. П., Мартиросян О. В. и др. Абиогенные органические полимеры в продуктах современного вулканизма // Вестник Пермского университета. Геология. 2016. Вып. 3 (32). С. 21-31.

Ссылки[править | править код]