بخصوص نظرية اصل النفط لم يتوصل العلماء الى اجماع. هذه قضية معقدة للغاية ، ولا يمكن لجيولوجيا الغاز والنفط ، ولا كل العلوم الطبيعية المتوفرة حاليًا للبشرية أن تحل مشكلة حلها. لا يتحدث المنظرون فقط ، ولكن الممارسون أيضًا عن أصل النفط. كتب عالم جيولوجيا النفط الشهير آي إم جوبكين الكثير والمثير للاهتمام حول هذا الموضوع في الثلاثينيات من القرن الماضي ، ناقشًا نظريات مختلفة حول أصل النفط. بشكل عام ، لا يمكننا إلا تخمين نوع العمليات التي حدثت على مدى مليارات السنين تحت قشرة الأرض ، ولا يزال كوكبنا لغزا بالنسبة لنا من نواح كثيرة. لا يعرف الإنسان سوى القليل عن المسار الحقيقي لعمليات التطور الجغرافي ، لذا فإن نظريات منشأ النفط عديدة جدًا.
نظريتان رئيسيتان
عندما تتلقى البشرية معرفة كاملة عن الظروف التي تساهم في ظهور النفط ، عندما تدرس بالضبط كيف تتشكل رواسبه في قشرة الأرض ، عندما تتعرف على جميع الأشكال الهيكلية دون استثناءطبقات ، خصائصها الصخرية الملائمة لظهور النفط وتراكمه - عندها فقط سيتم الاستكشاف والبحث عن الرواسب بشكل مناسب حقًا. بمجرد أن بدأ العلم الجيولوجي في التطور ، ظهرت نظريتان رئيسيتان عن أصل النفط. الأول يتعلق بتكوينها للمادة الحية. هذه نظرية عضوية حول أصل النفط. يقول الثاني أن كلا من الغاز والنفط نشأ بسبب تخليق الهيدروجين والكربون تحت ضغوط عالية ودرجات حرارة في أعماق قشرة الأرض. هذه نظرية غير عضوية لأصل الزيت.
يدعي التاريخ أن النظرية العضوية ظهرت في وقت متأخر عن النظرية غير العضوية: حتى منتصف القرن التاسع عشر ، كان النفط يُستخرج فقط من حيث ملامسته لسطح الأرض - في كاليفورنيا ، في البحر الأبيض المتوسط ، في فنزويلا و بعض الأماكن الأخرى. اقترح العالم الألماني هومبولت كيف يتشكل الزيت: تمامًا مثل الأسفلت ، نتيجة لعمل البراكين. بعد ذلك بقليل ، في النصف الثاني من القرن التاسع عشر ، عرف الكيميائيون بالفعل كيفية تصنيع الأسيتيلين С2Н2مع الهيدروكربونات من سلسلة الميثان في المختبرات. حتى في وقت لاحق ، قدم ديمتري إيفانوفيتش مينديليف للعالم "كربيده" الخاص به وليس نظريته العضوية عن أصل النفط. انتقدها الجيولوجي والعالم جوبكين بشدة
مندليف و جوبكين
في عام 1877 ، تحدث السيد في الجمعية الكيميائية الروسية بخصوص فرضية أصل النفط. كان يعتمد على مادة واقعية ضخمة ، وبالتالي أصبح شائعًا على الفور. الحكم من قبلوفقًا للأدلة المقدمة ، كانت جميع الرواسب المكتشفة في ذلك الوقت مركزة على حواف التكوينات المطوية بالجبال ، وهي ممدودة وتقع بالقرب من مناطق الصدوع الكبيرة. وفقًا لمندلييف ، يدخل الماء في عمق الأرض من خلال عيوب ويتفاعل مع الكربيدات المعدنية ، مما يساهم في تكوين الزيت ، الذي يرتفع بعد ذلك ويشكل الترسبات. تبدو صيغة منديليف كما يلي: 2FeC + 3H2O=Fe2O3+ C 2H6. إذا حكمنا من خلال فرضيته (كيفية تكوين النفط) ، فإن هذه العملية تحدث دائمًا ، وليس فقط في الفترات الجيولوجية البعيدة.
أنا. انتقد M. Gubkin نظرية الكربيد في كل مكان. لا يمكن لهذا الخيار أن يرضي شخصًا يعرف الجيولوجيا جيدًا ، وهو متأكد من أن الزيت قد تشكل جيدًا حتى في حالة عدم وجود عيوب على الإطلاق تؤدي إلى توصيل الماء إلى الكربيدات السائلة. هذه الشقوق ببساطة غير موجودة في الطبيعة - من لب الأرض إلى السطح. لن يسمح حزام البازلت للماء بالتغلغل بعمق أو للزيت النهائي بالارتفاع في الخارج. علاوة على ذلك ، فإن كل النفط المنتج حاليًا من أعماق كبيرة يتعارض مع هذه النظرية. حجة أخرى لـ Gubkin هي أن الزيت المتكون غير العضوي غير نشط بصريًا ، بينما الزيت الطبيعي نشط ، حتى أنه قادر على الدوران في مستوى استقطاب الضوء.
الفضاء هو النظرية الثالثة
النظرية الكونية لكيفية تكوين النفط كانت شائعة جدًا أيضًا. اليوم ، مع ظهور التقنيات الحديثة في الفضاء ، فقد عانت أيضًا من إخفاق ساحق. الروسيةنشر الجيولوجي ن.أ.سوكولوف نظريته عن الأصل الكوني للنفط في عام 1892 ، بناءً على حقيقة أن الهيدروكربونات كانت موجودة دائمًا على كوكبنا ، في أكثر أشكالها نقاوة ، وتشكلت في درجات حرارة عالية عندما كانت الأرض تتشكل للتو. التبريد ، يمتص الكوكب الزيت ويذوبه في الصهارة السائلة. بعد تكوين قشرة الأرض الصلبة ، تخلت الصهارة ، كما كانت ، عن الهيدروكربونات ، والتي ارتفعت ، على طول الشقوق ، إلى أجزائها العلوية ، حيث تتكاثف من التبريد وتشكل بعض التراكمات. كانت حجج سوكولوف أنه تم العثور على الهيدروكربونات في كتلة النيازك.
انتقد جوبكين هذه النظرية إلى قطع صغيرة ، متهماً إياها بأنها تستند إلى حسابات نظرية بحتة لم تؤكدها الملاحظات الجيولوجية. كان متأكدًا بشكل عام من عدم وجود زيت غير عضوي تقريبًا في الطبيعة ، وأن ما هو موجود ، لا يمكن أن يكون ذا أهمية عملية. لا يزال الجزء الأكبر من رواسب الزيت يحتوي على مادة مرت بجميع مراحل تكوين الزيت ، وهي بطريقة عضوية. استمرت المناقشة اللاحقة لهذه المشكلة لما يقرب من مائة عام ، مع نفس الخلافات وانعدام الاتفاق. طرح علماء النفط السوفييت النظرية الأكثر إثباتًا عن الأصل غير العضوي للنفط.
علماء الاتحاد السوفيتي
حاولKropotkin و Porfiriev و Kudryavtsev وغيرهم من الأشخاص ذوي التفكير المماثل لهم إثبات ذلك من الهيدروجين والكربون بكميات كافية في الصهارة والجذور CH و CH2، تم الحصول على CH 3،تنطلق منه مع الأكسجين ، والذي يعمل كمادة البداية في المناطق الباردة لتكوين الزيت. كان Kudryavtsev متأكدًا من أن الأصل غير الحيوي للزيت يسمح له بالمرور ، مع الغازات ، إلى القشرة الرسوبية للكوكب على طول الصدوع العميقة من وشاح الأرض. اعترض بورفيريف على أن الزيت لم يأت على شكل جذور هيدروكربونية من المناطق العميقة ، ولكنه يمتلك بالفعل جميع خصائص الزيت الطبيعي النهائي ، ويخترق الصخور المسامية. لم يستطع الاجابة على سؤال كم كان عمق النفط قبل الهجرة؟ مما لا شك فيه ، في المناطق تحت القشرية ، لكن هذه النظرية بأكملها لا يمكن إثباتها بالتأكيد مثل النظريات السابقة.
الأصل غير العضوي للزيت كان مدعوماً بالحجج التالية:
1. توجد أيضًا رواسب في الصخور البلورية الأساسية.
2. تم العثور على شوائب الغاز والنفط مع الهيدروكربونات في انبعاثات البراكين ، في "أنابيب الانفجار" ، في الفضاء.
3. يمكن الحصول على الهيدروكربونات في المختبر عن طريق خلق ظروف من الضغط العالي ودرجات الحرارة.
4. الغازات الهيدروكربونية والسوائل الهيدروكربونية السائلة موجودة في الآبار التي تخترق الطابق السفلي البلوري (في السويد وتتارستان وأماكن أخرى).
5. لا يمكن للنظرية العضوية بأي حال من الأحوال تفسير وجود تركيزات ضخمة من النفط والرواسب العملاقة.
6. رواسب الغاز تعود لعصر حقب الحياة الحديثة ، ورواسب النفط تعود إلى عصر ما بعد حقب الحياة القديمة على المنصات الجبلية القديمة.
7. غالبًا ما ترتبط حقول النفط بأعطال عميقة.
النظرية العضوية
في السنوات الأخيرة ، ظهرت الكثير من المنشورات ببيانات جديدة. على سبيل المثال ، يوجد الزيت السائل في المحيطات ، في مناطق انتشارها. تتحدث معظم هذه الحقائق عن الأصل غير العضوي للزيت. ومع ذلك ، لا يزال مبررًا قليلًا وضعيفًا. هذا هو سبب وجود عدد قليل جدًا من المؤيدين لها حتى يومنا هذا. الغالبية العظمى من الجيولوجيين في الخارج وفي بلدنا يلتزمون بالنظرية العضوية لأصل النفط. لماذا هذه النظرية جذابة للغاية؟
يشير الأصل الحيوي للزيت إلى أصله من المادة العضوية للرواسب الرسوبية شبه المائية. من الواضح أن طبيعة هذه العملية مرحلية. أنصار نظرية التولد الحيوي على يقين من أن النفط منتج يتم الحصول عليه من خلال تحويل المادة العضوية. هذه هي بقايا النباتات والحيوانات في الرواسب الرسوبية ذات الأصل البحري ، والتي يوجد منها حرفيًا جرامات لكل متر مكعب من الصخور من الترسبات الحاملة للملح ، ولكن في الصخر الزيتي ، يمكن أن يسقط ما يصل إلى ستة كيلوغرامات على نفس المتر المكعب من الرواسب الودائع. في الطين - نصف كيلوغرام ، في الحجر الطري - مائتي غرام ، في الحجر الجيري - مائتان وخمسون.
نوعان من المواد العضوية
السابروبيل والدبال - كل شخص مغرم بزراعة النبات يعرف ما هو عليه. إذا تراكمت المادة العضوية تحت الماء ، حيث يكون الوصول إلى الهواء غير كافٍ ، ولكنه موجود ، فإنها تتعفن ، مما يؤدي إلى تكوين الدبال - الجزء الرئيسي من التربة الذي يوفر الخصوبة. إذا كان تحت الماء ، ولكن بدون الوصول إلى الأكسجين ، فإنه يتراكمالمادة العضوية ، ثم يحدث "التقطير البطيء" ، عملية كيميائية مختزلة - التحلل. تحتوي البرك الضحلة من المياه الراكدة دائمًا على كمية هائلة من الطحالب الخضراء المزرقة ، والعوالق ، بما في ذلك المفصليات ، التي لا تعيش طويلاً وتموت بأعداد كبيرة.
تتكون طبقة قوية من الطمي العضوي - السابروبيل - في الأسفل. هذه هي الأجزاء الساحلية من البحار والبحيرات ومصبات الأنهار. عند التقطير الجاف ، ينتج السابروبيل 25٪ من وزن الزيوت الدهنية الشبيهة بالزيت. وتكوين النفط هي عملية طويلة ومعقدة لدرجة أن الشخص لا تتاح له الفرصة لمتابعة جميع مراحلها ، ولا يجد إلا النتيجة - رواسب ضخمة ورواسب النفط. واستمرت العمليات لآلاف السنين في أجنحة مصدر النفط ، حيث تشكلت مجموعة متنوعة من الرواسب في قاع المحيطات واحتوت على مواد عضوية منتشرة بكميات لا تقل عن كلارك - أربعمائة جرام لكل متر مكعب.
إمكانية
رواسب المصدر ذات الإمكانات الأعلى هي كربونات الطين ، والتي تحتوي على مادة عضوية السابروبيل. تسمى هذه الودائع domanikites. توجد في جميع طبقات ما قبل الكمبري ، في أنظمة دهر الحياة ، وعلى نفس المستويات الطبقية في قارات مختلفة تمامًا. كيف حدث هذا؟ قبل ثلاثة مليارات ونصف المليار سنة ، بدأت الحياة على الأرض. في العصر الكمبري ، كان الغلاف المائي للأرض يحتوي بالفعل على أكثر أشكال المواد العضوية تنوعًا. تم تمثيل العصر الباليوزوي المبكر بالبحار الشاسعة والمحيطات ، حيث كان للطحالب واللافقاريات بالفعل عدد كبير من الأنواع.
وبعيدًا عن كل هذا العالم العضوي هرع على الفور إلى الأرض. تم إنشاء أفضل الظروف للحياة في الخزانات على عمق من ستين إلى ثمانين مترًا - وغالبًا ما تكون هذه هي أرفف الحدود تحت الماء للقارات. كلما اقتربنا من الأرض ، زادت المواد العضوية في الرواسب. تحتوي البحار الداخلية على ما يصل إلى خمسين بالمائة من جميع المواد العضوية المترسبة. أفضل الظروف لإنتاج النفط هي الأجزاء الساحلية من البحار. يأتي النفط من البحار القديمة ، وليس من المستنقعات في أحواض المياه العذبة.
مراحل تكوين النفط
جادل الأكاديمي جوبكين بأن تكوين الزيت لا يمكن أن يتم بدون المرور بمراحل معينة. الأول هو تكوين الرواسب والتطور ، عندما يحدث تكوين رواسب مصدر الغاز ومصدر الزيت ، أي المادة العضوية الأولية. تجلب المرحلة الأولى معها مثل هذه العمليات البيوكيميائية التي تنتج الكيروجين ووفرة من المواد الغازية التي تتبدد تدريجياً.
بعضها يذوب ويتركز ، في بعض الأحيان يكون ذا أهمية للإنتاج الصناعي (خمسون مليار متر مكعب من الميثان في بحيرة أفريقية ، على سبيل المثال ، أو في اليابان ، يتم أيضًا استخراج الغاز من البحر ، حيث يصل إلى سبعة وتسعين بالمائة من الميثان). ومع ذلك ، في هذه المرحلة ، لم يتشكل النفط بعد. لكن المزيد من الغمر يقود المستكشف إلى صخور مصدر النفط في منطقة التكاثر ، حيث تنشأ الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين والميثان وثاني أكسيد الكربون ومعها المنتجات السائلة بالفعل من المادة العضوية الأصلية.الهيدروكربونات.
المراحل والمناطق
المرحلة الرئيسية هي تكوين الزيت في مرحلة التراجع عن النمو على عمق كيلومترين إلى ثلاثة كيلومترات من الرواسب عند درجة حرارة من ثمانين إلى مائة وخمسين درجة مئوية. الظروف المثلى هي على وجه التحديد تلك التي يكون العامل الحاسم فيها هو ارتفاع درجة الحرارة. يحتوي توليد النفط والغاز أيضًا على مناطق محددة من حيث العمق. ما يصل إلى مائة وخمسين مترًا هي منطقة بيوكيميائية تتميز بتطور العمليات الكيميائية الحيوية في المواد العضوية مع إطلاق الغازات.
من كيلومتر إلى كيلومتر ونصف إلى أسفل - منطقة الانتقال ، حيث تتلاشى جميع العمليات الكيميائية الحيوية. المنطقة الثالثة ، من كيلومتر ونصف إلى ستة كيلومترات ، هي منطقة تحفيز حراري ، وهي مهمة بشكل خاص لتكوين النفط. والرابع - الغاز ، حيث يتكون الميثان بشكل أساسي. يمكن ملاحظة أن العملية تبدأ بتكوين الغاز ، وترافق تكوين الزيت في جميع المراحل ، وتكمل هذه العملية. هذه المنطقة عمودية ، وتوزيع الهيدروكربونات في الحقول أفقي.
الإنتاج
في وقت سابق ، كان النفط يُستخرج من حيث يقترب من السطح. الآن زاد إنتاجها عدة مرات ، وبالتالي فإن الآبار ببساطة مذهلة في طولها. تم حفر الأطول في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية: في سخالين - أكثر من اثني عشر كيلومترًا ، وفي شبه جزيرة كولا - 12262 مترًا. في قطر ، يبلغ طول بئر أفقي أكثر من اثني عشر كيلومترًا ، في الولايات المتحدة - بئرين طولهما تسعة كيلومترات. يوجد في جبال بافاريا بألمانيا نفس البئر التي يبلغ طولها تسعة كيلومترات والتي منهالم يتم التنقيب عن أي شيء ولم يتم تعدينه ، رغم إنفاق ثلاثمائة وسبعة وثلاثين مليون دولار عليه. في النمسا ، تم العثور على حقل نفط صغير ، والذي تبين بشكل غير متوقع أنه أكبر بكثير من الحقل المستكشف ، ولكن تم اكتشاف النفط على عمق أكثر من ثمانية كيلومترات. عند الفحص الدقيق ، تبين أن هذا التراكم ليس نفطًا ، بل غازًا ، كان من المستحيل استخراجه - لم تسمح الخصائص الجيولوجية لهذه المنطقة. لكنهم ما زالوا يحفرون بئرًا ، لكنهم لم يجدوا أي شيء على الإطلاق ، حتى الصخر الزيتي الذي يمكن استخراجه.
كل الدول بحاجة للنفط. بسبب غيابها ، تبدأ الحروب باستمرار. يتم تعدينها الآن بكميات غير مرئية من قبل. الأرض جافة بالفعل حرفيا. قام خبراء الطاقة بحساب عدد السنوات التي سيستمر فيها النفط المتوفر في أحشاء الأرض. واتضح أنه لم يبق سوى ستة وخمسون عامًا من الاحتياطيات المكتشفة بالفعل. بالطبع لن تختفي تمامًا. يعرف الناس بالفعل كيفية استخراج الزيت من الصخر الزيتي والرمل الزيتي والبيتومين الطبيعي وغير ذلك الكثير. ستمتلك فنزويلا ما يكفي من النفط لمائة عام ، والسعودية - ما يقرب من سبعين عامًا ، وروسيا - أقل من ثلاثين عامًا من كونها عملاقًا للنفط والغاز.
