Лекция 1 Происхождение нефти

1.

Теории происхождения нефти:
гипотезы и факты

2.

Что такое нефть и какая она бывает?
Нефть (из тур. neft, от персидск. нефт) — природная маслянистая
горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая из сложной
смеси тысяч молекул углеводородов и прочих химических
соединений
СОСТОЯНИЕ НЕФТИ:
Текучая
Вязкая
Пластичная
Твердая
ВОЗМОЖНЫЕ ЦВЕТА НЕФТИ:
Черный
Желтый
Оранжевый
Зеленый
Прозрачный (бесцветный)

3.

Зачем знать как образуется нефть?
5 тыс. лет до н.э. –
середина XIX в.
Рост
добычи
нефти
середина XIX в. –
начало XX в.
XX в.
Неважно как образуется
нефть
Нефть
и
используются в
бытовых целях
Полезно знать как
образуется нефть
Промышленная революция, рост
производства керосина и смазочных
масел
Необходимо знать как
образуется нефть!
Массовое
распространение
двигателя внутреннего сгорания,
рост производства топлив и прочих
нефтепродуктов
ПОНИМАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ОБРАЗОВАНИЯ НЕФТИ ПОЗВОЛЯЕТ:
• Искать новые месторождения нефти
• Оценивать запасы нефти в недрах Земли
• Прогнозировать состав и свойства добываемой нефти
нефтепродукты
медицинских и

4.

Какие теории происхождения
нефти существуют?
• Органические (биогенные) теории:
- Осадочно-миграционная
• Неорганические (абиогенные) теории:
- Вулканическая
- Карбидная
- Космическая
- Магматическая
Геохимия – наука, изучающая
химический состав Земли,
распространенность в ней
химических элементов,
закономерности
распределения их в
различных геосферах, законы
поведения, сочетания и
миграции элементов в
природных процессах

5.

В чем суть вулканической теории
происхождения нефти и кто ее автор?
Вулканическая теория основывалась на наблюдениях А. Гумбольдта в 1805
г. в Венесуэле, который зафиксировал извержения грязевых вулканов
Везувия, сопровождавшихся выбросами нефтегазового вещества на
поверхность Земли.
Идея теории заключается в том, что в мантии Земли под давлением и при
высокой температуре из углерода и водорода, которые имеются в магме,
образуются активные углеводородные радикалы, которые, реагируют друг с
другом, превращаются и двигаются вверх по глубинным разломам, образуя
залежи нефти в земной коре.
«ЗА и ПРОТИВ»:
1.
2.
Содержание метана в вулканических
газах мало
Состав природных и вулканических
газов значительно отличается
Александр Гумбольдт,
1769-1859 гг.

6.

В чем суть карбидной теории
происхождения нефти и кто ее автор?
Согласно Карбидной теории (1877 г.) нефть образуются из неорганических
соединений глубоко под землей. Во время горообразовательных
процессов по трещинам, рассекающим земную кору, поверхностная вода
просачивается в глубь Земли к металлическим массам и вступает
в реакцию с карбидами металлов, образуя гидроксиды металлов
и углеводороды. Затем углеводороды по трещинам поднимаются в верхние
слои земной коры и формируют месторождения нефти и газа.
Дмитрий Иванович
Менделеев,
1834-1907 гг.

7.

В чем суть карбидной теории происхождения нефти и
кто ее автор?
Нефть – восполняемый,
возобновляемый ресурс
«ЗА и ПРОТИВ»:
1.
2.
3.
Образование нефтяных углеводородов в реакциях
воды с карбидами металлов возможно
Карбиды металлов обнаружены в земной коре, но
их количество слишком мало, чтобы образовывать
гигантские залежи нефти
Состав нефти отличен от продуктов реакции воды
с карбидами металлов
Механизм образования нефти согласно карбидной теории

8.

В чем суть космической теории
происхождения нефти и кто ее автор?
Космическая теория, высказанная в 1892 году предполагала присутствие
нефтеподобного вещества на многих космических объектах.
«Когда вся наша планета еще представляла собой газовый сгусток, в составе этого газа
присутствовали и углеводороды. По мере охлаждения газа и перехода его в жидкую
фазу, углеводороды постепенно растворялись в жидкой магме. Когда же из жидкой
магмы стала образовываться твердая земная кора, она, согласно законам физики, уже
не могла удержать в себе углеводороды. Они стали выделяться по трещинам в земной
коре, поднимались в верхние ее слои, сгущаясь и образуя здесь скопления нефти и
газа»
«ЗА и ПРОТИВ»:
1. В атмосфере и на поверхности многих планет
обнаружены углеводороды от метана ( СН4) до
пропана (С3Н6) и прочие газы
2. Нет четкого объяснения механизма образования
нефти на стадии формирования Земли, а также
разнообразия и большого количества нефтяных
компонентов
Николай Алексеевич
Соколов,
1856-1907 гг.

9.

В чем суть магматической теории
происхождения нефти и кто ее автор?
Магматическая теория является обобщением ранее выдвинутых гипотез о
неорганическом происхождении нефти. Магматическая теория сформулирована в
1950 году Кудрявцевым Н. А.
Согласно магматической теории нефтяные углеводороды в первую очередь
образуются из оксидов углерода и водорода по реакции:
nCO + (2n+1)H2 → CnH2n+2 + nH2O;
Оксиды
углерода
Водород
Углеводороды
Вода
В настоящее время данный химический процесс известен как «Синтез ФишераТропша». Он нашел применение в промышленном производстве углеводородов,
и потому хорошо изучен теоретически и экспериментально. Его осуществляют при
температурах 150-300оС, в качестве катализаторов используют кобальт, никель,
платину и т.д.
Николай Александрович
Кудрявцев,
1893-1971 гг.

10.

В чем суть магматической теории
происхождения нефти и кто ее автор?
Непроницаемые слои
Углеводородные
линзы
Зоны
конденсации
паров воды и
углеводородов
Вода
Пески
Зоны диффузии
паров воды и
углеводородов
200-500 С
200-500 С
Зоны синтеза
углеводородов
Зона высоких
температур
(800-1000 С)
CH4 + H2O CO, CO2, H2
Fe, Ni, Co, Mg
- содержащие
поверхности
«ЗА и ПРОТИВ»:
1.Получение углеводородов нефтяного ряда
возможно по реакции Фишера-Тропша
2.Состав природных нефтей и углеводородов,
полученных по синтезу Фишера-Тропша различен
3. Доказано, что доля метана (СН4) из мантии
Земли в составе попутного нефтяного газа
составляет около 0,1 %

11.

В чем суть органической теории
происхождения нефти и кто ее автор?
Органическая (биогенная) теория является на сегодняшний день основной в научнопрактической сфере, в связи с чем наиболее широко изучена и доказана.
Органическая теория высказана Ломоносовым М. В. В середине XVIII века, а в конце
XIX- начале XX веков начала получать серьезные подтверждения.
Согласно органической теории нефть и газ образовались из остатков растений
и животных организмов в ходе многоступенчатого, длящегося миллионы лет,
процесса разложения органического вещества и миграции продуктов
разложения по геологическим слоям. Поэтому она получила более точное
название «Осадочно-миграционная».
Нефть –
невозобновляемый
ресурс
Михаил Васильевич
Ломоносов,
1711-1765 гг.

12.

Какие стадии образования нефти существуют
согласно органической теории?
Нефтеобразование - процесс, занявший по различным оценкам 50-350 млн лет.
Выделяются следующие стадии нефтеобразования:
осадконакопление — скопление остатков живых организмов на дне водных бассейнов;
биохимическая — процессы уплотнения, обезвоживания, биохимической деструкции в условиях ограниченного доступа кислорода;
протокатагенез — опускание органических остатков на глубину до 1,5 — 2 км при медленном подъёме температуры и давления;
метакатагенез или главная фаза нефтеобразования (ГФН) — опускание органических остатков на глубину до 3 — 4 км при подъёме
температуры до 150 °C. Органические вещества подвергаются термокаталитической деструкции с образованием основной массы
микронефти, которая мигрирует в пласты-коллекторы;
апокатагенез или главная фаза газообразования (ГФГ) — опускание пласта органических остатков на глубину более 4,5 км при
подъёме температуры до 180—250 °C. При этом образуются главным образом газообразные углеводороды.
Процессы нефтеобразования и
миграции углеводородов

13.

Какие стадии образования нефти существуют
согласно органической теории?
Образование газов CH4,
CO2, N2, H2, NH3, H2S по
биохимическим процессам
Образование газов CH4,
CO2, N2, H2, NH3, H2S и
жидких углеводородов в
большом количестве
Образование
углеводородных газов и
газовых конденсатов
1. Вассоевич Н.Б., Вассоевич О.М., Назаревич И.А. Избранные труды. Геохимия органического
вещества и происхождение нефти. 1986 г., 368 с.

14.

Какие доказательства органической теории
происхождения нефти существуют?
Геологические
периоды
развития Земли
Массовое пермско-триасовое вымирание видов
(англ. The Greatest Mass Extinction of All Time)
крупнейшая катастрофа в биосфере Земли, которая
сопровождалось гибелью 95% всех живых
организмов планеты. Концентрация кислорода в
атмосфере упала с 30% до 15%.

15.

Какие доказательства органической теории
происхождения нефти существуют?
ИЛ
СЕЛЕДКА
НЕФТЬ
В 1888 К. Энглер доказал возможность
получения нефти из продуктов животного
происхождения. При перегонке сельдевого
жира при температуре 400 ᴼС и давлении
около 1 МПа он выделил предельные
углеводороды, парафин и смазочные масла.
В 1919 году Н. Д. Зелинский получил
нефтеподобную жидкость и углеводородные
газы в процессе перегонки озерного ила
(донные отложения). Состав полученной
жидкости оказался схож с составом нефти.
Карл Энглер,
1842-1925 гг.
Николай Дмитриевич
Зелинский,
1861-1953 гг.

16.

Какие доказательства органической теории
происхождения нефти существуют?
Углеводороды – Биомаркеры (хемофоссилии, реликтовые углеводороды) – углеводороды, сохранившие
особенности строения исходных биоорганических молекул в процессе образования нефти.
Присутствуют в органическом веществе пород, в нефтях и природных битумах.
Более 600 наименований
С20Н42
Фитановая кислота
Фитан
С19Н40
Пристановая кислота
Изопреноидные алканы - разветвлённые алканы с правильным
чередованием метильных заместителей в цепи через три
метиленовые группы
Пристан

17.

Какие доказательства органической теории
происхождения нефти существуют?
ГЕМ В - ферропрото-порфирин –
небелковая часть ГЕМОГЛОБИНА
Молекула ХЛОРОФИЛЛА
Нефтяной ВАНАДИЛПОРФИРИН

18.

Действительно ли органическая теория
происхождения нефти неопровержима?
На одном из крупнейших в мире Ромашкинском нефтяном месторождении, которое
разрабатывается уже более 70 лет произошло необъяснимое….. По оценкам из скважин можно
было извлечь 710 млн. т нефти, однако здесь уже добыли 3 млрд. т нефти! Классические законы
геологии нефти и газа не могут объяснить наблюдаемые факты. Некоторые скважины как будто
пульсировали: падение дебитов вдруг сменялось их долговременным ростом. Пульсирующий
ритм был отмечен и у многих других скважин на территории бывшего СССР.
Естественное выделение метана установлено в рифтовых
долинах Мирового океана через так называемые ЧЕРНЫЕ
КУРИЛЬЩИКИ — глубинные гидротермальные источники.
Вокруг этих источников отсутствуют осадочные породы. Метан
образуется здесь абиогенным путем в количестве 10 млн. т
метана в год!!!
ЧЕРНЫЕ КУРИЛЬЩИКИ

19.

Список рекомендуемой литературы
1. Рябов, В. Д. Химия нефти и газа : учебное пособие / В. Д. Рябов. - 2, испр. и доп. - Москва :
Издательский Дом "ФОРУМ", 2019. - 335 с.
2. Вассоевич Н.Б. Избранные труды. Геохимия органического вещества и происхождение
нефти / Вассоевич О.М., Назаревич И.А. - Москва: Наука, 1986 г. - 368 с.
3. Дж. Хант. Геохимия и геология нефти и газа / под ред. Архипов А.Я., Вассоевич Н.Б. –
Москва: МИР, 1982 г. - 706 с.
4. Тиссо Б. Образование и распространение нефти / Б. Тиссо, Д. Вельте // пер. с англ. А. И.
Конюхова [и др.] ; под ред. Н. Б. Вассоевича и Р. Б. Сейфуль-Мулюкова. - Москва : Мир,
1981. - 501 с.
5. Пиковский Ю. И. Минеральная нефть. Развитие представлений о неорганическом
происхождении месторождений нефти и газа / Ю. И. Пиковский. – Москва: ИНФРА-М,
2021. – 350 с.