Михаил Калинко - Тайны образования нефти и горючих газов

Результаты анализов нефтей и органического вещества, содержащегося в породах отдельных стратиграфических комплексов, показывают, что по составу углеводородов, стабильных изотопов углерода, серы и водорода и по другим данным эти нефти и органическое вещество близки между собой и, наоборот, указанные компоненты разных стратиграфических комплексов существенно отличаются друг от друга. Так, нефти и органическое вещество каменноугольных отложений Волго-Уральской и Днепровско-Донецкой нефтегазоносных провинций сходны между собой по ряду показателей. В то же время нефти и органическое вещество девонских отложений по составу существенно отличаются от нефтей и органического вещества каменноугольных отложений. Аналогичную картину можно наблюдать и в Западной Сибири, где нефти юрских отложений по всем параметрам существенно отличаются от нефтей меловых и палеозойских отложений.

Правильность теории образования нефти и газа из органического вещества осадочных пород подтверждается и результатами проведенных в разных странах экспериментов, и материалами обобщения наблюдений над природными объектами. Как отмечалось, некоторые (исследователи у нас в стране и за рубежом провели (эксперименты, в которых имитировались условия, существующие на глубине. При этом в отличие от экспериментов, проводившихся в начале настоящего столетия, в качестве исходного вещества брались не какие-то искусственные химические соединения, наличие которых в земной коре неизвестно, а реальные осадки или осадочные породы, обогащенные органическим веществом. Эти породы помещались в автоклавы, где создавались Давления и температуры, реально существующие на глубинах в несколько километров. После многомесячных экспериментов было установлено, что при этом образуется все компоненты нефтей и углеводородных газов. Проведенные эксперименты, данные исследований природных объектов, а также теоретические основы кинетики химических процессов позволили создать математическую модель кинетики процесса нефтегазообразования. С ее помощью установлено, что на кинетику процессов нефтегазообразования основное влияние оказывают три фактора: состав исходного органического вещества, температура и время.

Правильность этой модели подтверждается самыми различными природными данными. Так, в частности, оказалось, что чем древнее отложения, тем ниже температура, при которой начался процесс интенсивного образования нефти. И это подтверждается данными по многим самым различным районам мира. Однако время не полностью может компенсировать температуру: в тех регионах, где отложения, обогащенные органическим веществом, не погрузились на достаточную глубину, т. е. не подверглись необходимому термическому воздействию, в них не образовалось заметных количеств нефти, а образовался только газ. Примерами этого являются верхнемеловые отложения Западной Сибири, майкопские отложения Ставрополья, мэотические отложения Северной Болгарии и т. д.

Влияние температур на степень преобразования органического вещества особенно хорошо изучено по ископаемым углям, как известно, образовавшимся из органического вещества наземных растений. Так, ископаемые угли Подмосковного бассейна, не испытавшие значительного погружения и, стало быть, не подвергшиеся действию высоких температур, - бурые, относительно слабо измененные, а угли Донбасса, которые начали образовываться в ту же раннекаменноугольную эпоху, что и угли Подмосковья, - каменные и даже в отдельных зонах переходят в полуантрациты и антрациты.

Правильность теории органического происхождения нефти подтверждается также и тем, что по мере углубления исследований как органического вещества, так и нефтей и газов между ними устанавливается все больше родственных связей. В самом деле, еще несколько десятилетий назад связи между этими веществами определялись лишь по сходству общего химического состава. С переходом на более тонкие виды анализов было выяснено, что соотношение различных групп углеводородов в органическом веществе и образовавшейся из него нефти близко. С переходом на молекулярный и атомарный уровни исследований удалось не только обнаружить индивидуальные углеводороды, которые из органического вещества перешли в нефть, но и установить "биологических" предшественников некоторых углеводородов, содержащихся в нефти, выявить генетическую связь этих веществ по изотопному составу углерода и серы.

Таким образом, гипотеза органического происхождения нефти, зародившаяся на основе преимущественно геологических данных по сравнительно ограниченному числу объектов, подтвердилась на огромном числе новых объектов (несколько десятков тысяч) и подкреплена многогранной химической информацией, корректно проведенными экспериментами, наконец, описывается различными математическими моделями. Следовательно, по всем современным критериям эта гипотеза вполне отвечает требованиям, предъявляемым к теориям и, стало быть, обоснованно называется теорией происхождения нефти и углеводородных газов.

Однако справедливость требует остановиться на критике этой теории и на доказательствах ошибочности, к сожалению, еще бытующих старых представлений о неорганическом происхождении нефти и углеводородных газов. Необходимо особо подчеркнуть, что сторонники старых, уже опровергнутых предположений существуют не только в нефтегазовой геологии. Американский ученый Т. Кун, проанализировавший научные революции во многих отраслях знаний [14] Кун Т. Структура научных революций. М., Прогресс, 1977. , заключает: "Когда в развитии естественной науки ученый или группа исследователей создают синтетическую теорию, способную привлечь большинство представителей следующего поколения исследователей, прежние школы постепенно исчезают. Но всегда остаются ученые, верные той или иной устаревшей точке зрения". Об этом же пишет в интересной книге А. Сухотин [15] Сухотин А. Парадоксы науки. М., Молодая гвардия, 1978. . В качестве примеров авторы указанных книг упоминают немецкого химика Р. Бунзена, не признавшего закон Д. И. Менделеева, Г. Галилея, вначале не принявшего систему Н. Коперника, которую также отрицал Ф. Бэкон, французского палеонтолога Ж. Кювье, отрицавшего учение Ч. Дарвина и т. д.

Обращает на себя внимание тот факт, что, возрождая в пятидесятых годах XX века представления о неорганическом происхождении нефти, авторы не смогли выдвинуть никаких принципиально новых аргументов по сравнению с теми, которые приводились в XIX веке. Результаты разработок, произведенных в течение почти тридцати лет (с 1951 года), не позволили создать какой-либо новой модели, принципиально отличающейся от моделей, предложенных ранее. Более того, даже те предположения, которые до научно-технической революции еще можно было считать обоснованием неорганического происхождения нефти, в настоящее время не подтвердились.