V zvezi s teorijo o izvoru nafte znanstveniki niso prišli do soglasja. To je zelo kompleksno vprašanje in niti geologija plina in nafte niti celotno naravoslovje, ki je trenutno na voljo človeštvu, ne more rešiti problema njegove rešitve. O izvoru nafte ne govorijo le teoretiki, ampak tudi praktiki. O tem je v tridesetih letih prejšnjega stoletja veliko in zanimivo pisal slavni naftni geolog I. M. Gubkin, ki je razpravljal o različnih teorijah izvora nafte. Na splošno lahko samo ugibamo, kakšni procesi so se odvijali v milijardah let pod zemeljsko skorjo, naš planet je za nas v marsičem še vedno skrivnost. Človek ve malo o resničnem poteku procesov geoevolucije, zato so teorije o izvoru nafte zelo številne.
Dve glavni teoriji
Ko človeštvo dobi popolno spoznanje o pogojih, ki prispevajo k nastanku nafte, ko natančno preuči, kako nastajajo njena nahajališča v zemeljski skorji, ko se seznani z vsemi strukturnimi oblikami brez izjemeplasti, njihove litološke značilnosti, ki so ugodne za pojav in kopičenje nafte - le tako bo raziskovanje in iskanje nahajališč res smotrno izvedeno. Takoj, ko se je geološka znanost začela razvijati, sta se pojavili dve glavni teoriji o izvoru nafte. Prvi povezuje njegovo nastajanje z živo snovjo. To je organska teorija o izvoru olja. Drugi pravi, da sta tako plin kot nafta nastala zaradi sinteze vodika in ogljika pri visokih tlakih in temperaturah v globinah zemeljske skorje. To je anorganska teorija o izvoru nafte.
Zgodovina trdi, da se je organska teorija pojavila pozneje kot anorganska: do sredine devetnajstega stoletja so nafto pridobivali le tam, kjer je prišla v stik z zemeljskim površjem – v Kaliforniji, v Sredozemlju, v Venezueli in nekatera druga mesta. Nemški znanstvenik Humboldt je predlagal, kako nastane nafta: tako kot asf alt, kot posledica delovanja vulkanov. Malo kasneje, v drugi polovici devetnajstega stoletja, so kemiki že znali sintetizirati acetilen С2Н2 z ogljikovodiki metanske serije v laboratorijih. Še kasneje je naš Dmitrij Ivanovič Mendeljejev svetu predstavil svojo "karbidno" in ne organsko teorijo o izvoru nafte. Geolog in znanstvenik Gubkin jo je ostro kritiziral.
Mendelejev in Gubkin
Leta 1877 je mojster v Ruskem kemijskem društvu govoril o hipotezi o izvoru nafte. Temeljil je na ogromnem dejanskem gradivu in je zato takoj postal priljubljen. Sodeč poGlede na predstavljene dokaze so bila vsa takrat odkrita nahajališča zgoščena na robovih gorsko nagubanih formacij, podolgovata in se nahajajo v bližini območij velikih prelomov. Po Mendelejevu voda skozi prelome vstopa globoko v Zemljo in reagira s kovinskimi karbidi ter tako prispeva k nastanku nafte, ki se nato dvigne in tvori usedline. Mendelejevova formula izgleda takole: 2FeC+3H2O=Fe2O3+C2H6. Sodeč po njegovi hipotezi (kako nastane nafta), se ta proces vedno dogaja in ne le v oddaljenih geoloških obdobjih.
I. M. Gubkin je povsod kritiziral karbidno teorijo. Ta možnost ne more zadovoljiti človeka, ki dobro pozna geologijo, ki je prepričan, da je olje nastalo precej dobro tudi tam, kjer sploh ni napak, ki vodijo vodo v tekoče karbide. Takih razpok v naravi preprosto ni – od zemeljskega jedra do površja. Baz altni pas ne bo dovolil, da bi voda prodrla globoko v notranjost ali končno olje, da bi se dvignilo zunaj. Poleg tega vsa nafta, ki se trenutno proizvaja iz velikih globin, govori proti tej teoriji. Drug argument za Gubkina je bil, da je olje, ki nastane anorgansko, optično neaktivno, medtem ko je naravno olje aktivno, lahko se celo vrti v ravnini polarizacije svetlobe.
Vesolje je tretja teorija
Veliko popularna je bila tudi kozmična teorija o tvorbi nafte. Danes, s prihodom sodobnih tehnologij v vesolju, je doživela tudi grozljiv fiasko. ruskiGeolog N. A. Sokolov je leta 1892 objavil svojo teorijo o kozmičnem izvoru nafte, ki temelji na dejstvu, da so ogljikovodiki na našem planetu že od nekdaj obstajali v najbolj neokrnjeni obliki in so nastali pri visokih temperaturah, ko je Zemlja šele nastajala. Ohlajajoč se je planet absorbiral olje in ga raztopil v tekoči magmi. Po nastanku trdne zemeljske skorje je magma tako rekoč opustila ogljikovodike, ki so se po razpokah dvignili do njenih zgornjih delov, kjer so se od ohlajanja zgostili in tvorili nekaj akumulacije. Sokolov je trdil, da so v masi meteoritov našli ogljikovodike.
Gubkin je to teorijo kritiziral na drobno in jo obtožil, da temelji na čisto teoretičnih izračunih, ki jih geološka opazovanja nikoli niso potrdila. Na splošno je bil prepričan, da v naravi skoraj ni anorganskega olja in da tisto, kar je, ne more biti praktičnega pomena. Glavnina naftnih nahajališč še vedno vsebuje snov, ki je šla skozi vse faze nastajanja nafte, in to na organski način. Kasnejša razprava o tem problemu je potekala skoraj sto let, z istimi spori in pomanjkanjem soglasja. Sovjetski naftni znanstveniki so predstavili najbolj utemeljeno teorijo o anorganskem izvoru nafte.
Znanstveniki Sovjetske zveze
Kropotkin, Porfiriev, Kudryavtsev in njihovi drugi somišljeniki so poskušali dokazati, da so iz vodika in ogljika, ki sta v zadostnih količinah v magmi, radikali CH, CH2, CH dobimo 3,iz nje se sprošča skupaj s kisikom, ki služi kot izhodišče v hladnih območjih za tvorbo olja. Kudryavtsev je bil prepričan, da abiogeni izvor nafte omogoča, da skupaj s plini prehaja v sedimentno lupino planeta vzdolž globokih prelomov iz Zemljinega plašča. Porfiryev je ugovarjal, da olje ni prišlo v obliki ogljikovodikovih radikalov iz globokih območij, ampak ima že v celoti vse lastnosti končnega naravnega olja in se prebija skozi porozne kamnine. Ni znal odgovoriti le na vprašanje, kako globoka je bila nafta pred selitvijo? Nedvomno v subkortikalnih conah, vendar je vsa ta teorija prav tako zagotovo nedokazljiva kot prejšnje.
Anorgansko poreklo olja je bilo podprto z naslednjimi argumenti:
1. Obstajajo tudi nahajališča v temeljnih kristalnih kamninah.
2. Nečistoče plina in nafte so bile najdene skupaj z ogljikovodiki v emisijah vulkanov, v "eksplozijskih ceveh", v vesolju.
3. Ogljikovodike je mogoče pridobiti v laboratoriju z ustvarjanjem pogojev visokih tlakov in temperatur.
4. Ogljikovodični plini in tekoče ogljikovodične tekočine so prisotni v vrtinah, ki prodirajo v kristalno podlago (na Švedskem, Tatarstanu in drugod).
5. Organska teorija nikakor ne more pojasniti prisotnosti velikih koncentracij nafte in velikanskih nahajališč.
6. Najdišča plina so kenozojske starosti, nahajališča nafte pa postpaleozojske starosti na starodavnih gorskih platformah.
7. Naftna polja so najpogosteje povezana z globokimi napakami.
Organska teorija
V zadnjih letih se je pojavilo veliko publikacij z novimi podatki. Tekoče olje na primer najdemo v oceanih, v njihovih območjih širjenja. Večina teh dejstev govori o anorganskem izvoru olja. Vendar je še vedno precej zmerno in šibko upravičeno. Zato ima še danes zelo malo podpornikov. Velika večina geologov tako v tujini kot pri nas se drži organske teorije o izvoru nafte. Zakaj je ta teorija tako privlačna?
Biogeni izvor nafte pomeni, da izvira iz organske snovi sedimentnih subakvatičnih nahajališč. Narava tega procesa je jasno uprizorjena. Zagovorniki biogene teorije so prepričani, da je olje produkt, pridobljen s pretvorbo organskih snovi. To so ostanki flore in favne v sedimentnih nahajališčih morskega izvora, ki jih je dobesedno gramov na kubični meter kamnine solnih nahajališč, v oljnem skrilavcu pa lahko na isti kubični meter sedimentnega skrilavca pade do šest kilogramov depoziti. V glinah - pol kilograma, v melitih - dvesto gramov, v apnenčkih - dvesto petdeset.
Dve vrsti organske snovi
Sapropel in humus - vsak, ki ima rad gojenje rastlin, ve, kaj je to. Če se organska snov nabira pod vodo, kjer dostop zraka ni zadosten, vendar je prisoten, zgnije, kar povzroči humus - glavni del tal, ki zagotavlja rodovitnost. Če je pod vodo, vendar brez dostopa do kisika, se kopičiorganske snovi, potem pride do "počasne destilacije", redukcijski kemični proces - razpad. V plitvih tolmunih stoječe vode je vedno ogromno modro-zelenih alg, planktona, vključno s členonožci, ki ne živijo dolgo in poginejo v velikem številu.
Na dnu nastane močna plast organskega mulja - sapropela. To so obalni deli morij, lagune, estuariji. Pri suhi destilaciji sapropel proizvede petindvajset odstotkov teže olju podobnih maščobnih olj. In nastajanje nafte je tako dolg in zapleten proces, da človek nima možnosti spremljati vseh njegovih stopenj, najde le rezultat - ogromne nahajališča in nahajališča nafte. In procesi so se odvijali tisoče let v prostorih z viri nafte, kjer so se na dnu oceanov oblikovale najrazličnejše usedline, ki so vsebovale razpršeno organsko snov v količinah, ki niso nižje od klarka – štiristo gramov na kubični meter.
Potencial
Izvorna nahajališča z največjim potencialom so glineno-karbonatna, ki vsebuje organsko snov sapropel. Takšna nahajališča se imenujejo domanikiti. Najdemo jih v vseh predkambrijskih plasteh, v fanerozojskih sistemih in na istih stratigrafskih ravneh na popolnoma različnih celinah. Kako se je to zgodilo? Pred tremi in pol milijardami let se je na Zemlji začelo življenje. V kambrijski dobi je vodna lupina Zemlje že imela najrazličnejše oblike organske snovi. Zgodnji paleozoik so predstavljala obsežna morja inoceani, kjer so alge in nevretenčarji že imeli ogromno vrst.
In še zdaleč ni takoj ves ta organski svet hitel na kopno. Najboljši pogoji za življenje so bili ustvarjeni v rezervoarjih na globini od šestdeset do osemdeset metrov - najpogosteje so to police podvodnih meja celin. Bližje kopnemu, več organske snovi je v sedimentih. Notranja morja vsebujejo do petdeset odstotkov vse odložene organske snovi. Najboljši pogoji za pridobivanje nafte so obalni deli morij. Nafta prihaja iz starodavnih morij, ne iz močvirja v sladkovodnih bazenih.
Fape nastajanja olja
Akademik Gubkin je trdil, da nastajanje olja ne more brez prehoda skozi določene stopnje. Prvi sta sedimentogeneza in diageneza, ko nastanejo sedimenti iz vira plina in nafte, torej začetne organske snovi. Prva stopnja prinese s seboj takšne biokemične procese, ki proizvajajo kerogen in obilico plinastih snovi, ki se postopoma razpršijo.
Nekateri se raztopijo in koncentrirajo, včasih celo zanimivi za industrijsko proizvodnjo (petdeset milijard kubičnih metrov metana v afriškem jezeru, na primer ali na Japonskem se plin črpa tudi iz morja, v do sedemindevetdeset odstotkov metana). Vendar na tej stopnji nafta še ni nastala. Toda nadaljnje potopitev pripelje raziskovalca do naftnih kamnin v coni katageneze, kjer iz prvotne organske snovi že nastajajo amoniak, vodikov sulfid, metan, ogljikov dioksid in z njimi tekoči produkti.ogljikovodiki.
Faze in cone
Glavna faza je nastajanje olja v fazi katageneze na globini dveh do treh kilometrov sedimentov pri temperaturi od osemdeset do sto petdeset stopinj Celzija. Optimalni pogoji so ravno tisti, pri katerih je odločilni dejavnik visoka temperatura. Proizvodnja nafte in plina ima tudi posebne cone glede na globino. Do sto petdeset metrov je biokemična cona, za katero je značilen razvoj biokemičnih procesov v organskih snoveh s sproščanjem plinov.
Od enega do kilometra in pol navzdol - prehodno območje, kjer vsi biokemični procesi zbledijo. Tretja cona, od enega in pol do šest kilometrov, je termično katalitična cona, še posebej pomembna je za nastanek nafte. In četrti - plin, kjer nastaja predvsem metan. Vidimo, da se proces začne s tvorbo plina in spremlja nastajanje olja v vseh fazah ter ta proces zaključi. Ta conska razporeditev je navpična, porazdelitev ogljikovodikov na poljih pa horizontalna.
Proizvodnja
Prej so nafto pridobivali tam, kjer je blizu površja. Zdaj se je njegova proizvodnja večkrat povečala, zato so vrtine preprosto neverjetne po svoji dolžini. Najdaljše so bile vrtane v ZSSR: na Sahalinu - veliko več kot dvanajst kilometrov in na polotoku Kola - 12262 metrov. V Katarju je vodoravna vrtina dolga več kot dvanajst kilometrov, v Združenih državah - dve devetkilometrski vrtini. V bavarskih gorah Nemčije je enak devetkilometrski vodnjak, iz katereganič ni bilo rudarjeno in se ne kopa, čeprav je bilo za to porabljenih tristo sedemintrideset milijonov dolarjev. V Avstriji so našli majhno naftno polje, ki se je nepričakovano izkazalo za veliko večje od raziskanega, vendar so nafto odkrili na globini več kot osmih kilometrov. Po natančnejšem pregledu se je izkazalo, da to kopičenje ni nafta, ampak plin, ki ga ni bilo mogoče pridobiti - geološke značilnosti tega območja niso dopuščale. Toda še vedno so izvrtali vrtino, vendar niso našli ničesar, tudi skrilavca, ki bi ga lahko izkopali.
Vse države potrebujejo nafto. Zaradi njene odsotnosti se nenehno začenjajo vojne. Zdaj se izkopava v prej neznanih količinah. Zemlja je že dobesedno izkrvavljena. Strokovnjaki za energetiko so izračunali, koliko let bo zdržala nafta, ki je na voljo v zemeljskem črevesju. In izkazalo se je, da je ostalo le šestinpetdeset let že raziskanih rezerv. Seveda ne bo popolnoma izginil. Ljudje že vedo, kako pridobivati nafto iz skrilavca, oljnega peska, naravnega bitumna in še marsikaj. Venezuela bo imela nafte dovolj za sto let, Savdska Arabija - skoraj sedemdeset let, Rusija - manj kot trideset let naftnega in plinskega velikana.
