Органическая теория происхождения нефти

 

Органическаяконцепция впервые научно обоснована в книге академика И. М. Губкина «Учение о нефти» в 1932 г. Согласно этой теории, исходным веществом для образования нефти служит сапропелевое органическое вещество растительного и животного происхождения, богатое жирами. Органика накапливается в осадках на дне морей со скоростью до 150 г на 1 м² в год. Затем морские илы перекрываются новыми порциями осадка, прекращая доступ кислорода к отмершим животным и растениям. Дальнейшее прогибание морского дна приводит к накоплению мощных осадочных толщ, увеличению давления и температуры в породах. Опытами установлено, что при давлении 15–45 МПа и температуре 80–150 ^оС рассеянное в породе органическое вещество преобразуется в диффузно рассеянную нефть. Такие условия существуют в земной коре на глубинах не менее 2 и не более 6 км. Затем рассеянная нефть под действием давления отжимается из нефтематеринских пород в проницаемые слои (рис. 2.1). Это первичная миграция. При вторичной миграции нефть движется наверх и всплывает, так как она легче воды. Движение нефти прекращается, когда она попадает в ловушку. Практически все выявленные месторождения нефти сосредоточены в осадочных породах.

 

 

Рис. 2.1. Схема миграции углеводородов:

1 – направление первичной миграции; 2 – направление вторичной миграции;

3 – кол­лектор; 4 – нефтегазоматеринские породы (НГМП)

 

Детальные исследования выявляли всё больше черт сходства между углеводородами рассеянного органического вещества осадочных пород, названными Н. Б. Вассоевичем микронефтью, и нефтями из месторождений.

В лабораториях всего мира учёные проводили опыты с целью изучения состава нефти и получения искусственной нефти из органического вещества. К. О. Энглер в 1888 г. при перегонке сельдевого жира получил коричневого цвета масла, горючие газы и воду. В лёгкой фракции масел содержались углеводороды от С₅ до С₉, во фракции больше 300 ºС – парафины, нафтены, олефины и ароматические углеводороды. В 1921 г. японский ученый Кобаяси получил искусственную нефть при перегонке рыбьего жира при нормальном давлении, но в присутствии катализатора – гидросиликата алюминия. В природных условиях такими катализаторами могут быть глины. Возникла гипотеза образования нефти из жиров животного происхождения. В 1919 г. Н. Д. Зелинский подвергнул перегонке озёрный сапропелевый ил, почти нацело состоявший из растительного материала – остатков планктонных водорослей с высоким содержанием липидов. При этом были получены кокс, смолы, газ и пирогенетическая вода. Газ состоял из СН₄, СО₂, Н₂ и Н₂S. Смола содержала бензин, керосин и тяжёлые масла. В итоге было получено экспериментальное подтверждение идеи органического происхождения углеводородов из растительного и животного вещества.

Обоснованность теории органического происхождения нефти подтверждалась по мере глубокого изучения структуры живого вещества. Открыто множество сходных черт нефтяных составляющих и органического вещества.

Оптическая активность – одно из фундаментальных свойств, общих для живого вещества, продуктов его преобразования и природных нефтей. При минеральном синтезе углеводородов возникают смеси, не обладающие оптической активностью, поскольку они содержат равное количество лево- и правовращающихся молекул, что выгодно с позиций термодинамики. Для живой природы, напротив, характерна зеркальная асимметрия: все биогенные аминокислоты – левые, сахара – правые зеркальные изомеры. Оптическая асимметрия органических молекул – достаточное основание для утверждения о наличии живого вещества или продуктов его посмертного преобразования. С этих позиций оптически активная нефть может быть только продуктом биосферы, а не минерального синтеза. Оптическая активность нефти связана главным образом с углеводородами типа тритерпанов и стеранов.

В нефти обнаружены «биогенные метки» – производные аминокислот (содержат карбоксильные группы и аминогруппы, являются исходным материалом в растениях при биосинтезе гормонов, витаминов, пигментов и др.) и порфиринов, входящих в состав гемоглобинов, хлорофиллов, витаминов, которые участвуют в биологических процессах.

Таким образом, по многим признакам на молекулярном уровне и наличию «биомаркеров» прослеживается связь между живым веществом организмов, органическим веществом осадочных нефтематеринских пород и нефти в залежах. Суммарное количество унаследованных от живого вещества биогенных молекулярных структур достигает в нефти 30 % от их массы.

С позиций органической теории невозможно объяснить неравномерность распределения запасов нефти на Земле, нахождение нефтяных залежей в гранитах, например, у берегов Вьетнама, на месторождении Оймаша в Казахстане. Всего в мире имеется около 30 промышленных залежей нефти в магматических и метаморфических породах.