Несколько сотен лет люди добывают нефть в местах естественного просачивания и более ста лет существует способ добычи нефти с помощью буровой скважины. Из ресурса, дарованного человечеству природой, сейчас делают огромное количество необходимых для жизни товаров, а учёные в разных странах изучают, откуда происходит "черное золото", каковы его запасы и почему до сих пор людям не удалось добыть всю нефть из недр Земли.
Россия – страна с огромными запасами полезных ископаемых. Это, однако, не значит, что мы обладаем неисчерпаемыми ресурсами. До сих пор во всём мире говорят о том, что будет, когда доступность полезных ископаемых изменится. Древнейшая в Западной Сибири (Палеозойская) нефть произошла ещё три миллиарда лет назад, но добыть её невозможно, так как большая часть скрыта под слоем мантии и пути осложнены изгибами.
На сегодняшний момент существуют способы добычи нефти из скважин, конструкция которых похожа на дерево под землей с несколькими ответвлениями, позволяющими шире охватить нефтеносный пласт и увеличить добычу «чёрного золота».
Во многих компаниях, производящих нефтедобывающее оборудование, есть специальные лаборатории, где ищут варианты совершенствования технологий нефтедобычи. Во многом всё, как сказано выше, зависит от того, откуда в том или ином месте появилась нефть. В связи с этим важно сказать о том, какие существовали и существуют гипотезы о происхождения нефти.
Две основные научные гипотезы
Первые представления о том, как появилась нефть, были опубликованы в XVIII веке. Именно тогда ученый-естествоиспытатель М. В. Ломоносов[1] писал о том, что «подземный огонь» воздействует на «каменные уголья», что приводит к образованию различных соединений. К ним исследователь относил и нефть. А в 1805 году немецкий географ Александр фон Гумбольдт[2] впервые высказал предположение о минеральном происхождении «черного золота». Так, уже к началу XIX века были вынесены гипотезы как об органическом (Ломоносов), так и неорганическом (Гумбольдт) происхождении нефти.
Гипотеза о минеральном происхождении – можно ли считать актуальной?
В 1877 году Д. И. Менделеев, который за десятилетие до этого был уверен в органическом происхождении нефти, сформулировал гипотезу, согласно которой карбиды металла[3] смешиваются с водой[4] и под воздействием высоких температур образуют известные нам углеводороды[5]. Ученый потратил большое количество времени на то, чтобы доказать теорию минерального происхождения нефти.
Многие годы данная гипотеза подвергалась сомнению, так как найденные в глубинных породах карбиды металлов составляли лишь небольшие (доли миллиметра) скопления.
В XXI веке о карбидах, углеводородах и других веществах стало известно больше, чем в XIX, поэтому ещё несколько слов о газах. Благодаря изучению Мирового океана, учёным удалось пронаблюдать, как метан (газ) высокой температуры попадает из недр Земли в толщу воды (резко уменьшается давление и снижается температура) и меняет свою форму на газогидраты, кристаллогидраты, которые являются промежуточной фазой между газом и нефтью. Дальнейшие исследования показали, что залежи «черного золота» и места проявления гидратообразования часто совпадают. Так что, несмотря на то, что большинство учёных отказались от гипотезы о минеральном происхождении нефти, нельзя считать её полностью несостоятельной.
Что такое органическая гипотеза и в чём её преимущество?
Данная теория имеет не только различия с предыдущей, но и некоторые сходства. Например, участие в процессах воды. Только в данном случае влияние оказало море, хранившее в себе большие запасы органических веществ. В Палеозойскую эру живые организмы, обитавшие в воде (трилобиты), сбрасывали свои панцири, ставшие в последствии частью осадочных пород, в которых формировались полезные ископаемые. Большая же их (осадочных пород) часть получалась из водорослей. То же касается более поздних периодов, в том числе Мезозойской эры. И здесь мы подходим к интересному ответвлению в органической гипотезе – происхождению нефти из динозавров.
А динозавра в нефти мы и не заметили!
Как было сказано выше, нефть существует миллиарды лет. Так что не будет удивительным, если динозавры причастны к её появлению. Это очень красивая теория, но на практике, путём исследований, было доказано, что нефть содержит лишь 1% (иногда меньше) останков позвоночных животных. Можно утверждать, что в Меловой период, когда, предположительно, исчезли динозавры, сформировался свой слой пород[6], но большая его часть, как и в предыдущую эру была сформирована умершими растениями. Так что фразу «нефть появилась из останков динозавров» нельзя считать верной.
Кстати, добыча из слоя, который сформировался в Меловой период, легче, чем в предыдущие. И тут важно вернуться к тому, что мы говорили об органической гипотезе и понять, как происхождение нефти влияет на её извлечение из недр Земли.
На территории Западной Сибири было море
Более 60 млн лет назад на данной территории, действительно было море, которое очень долго копило в себе органические вещества. Именно эти запасы и дали нам сегодня более 800 месторождений нефти и природного газа Западной Сибири. Но не все запасы в этих местах одинаково хороши для разработки.
Достаточно изученные месторождения – мелководье древнего моря, а вот, например, Ачимовская толща, наиболее тяжело извлекаемая, миллионы лет назад представляла собой «скатывающиеся» с мелководного шельфа отложения пород. В связи с этим отдельные скопления (не целый пласт) находятся на глубине не менее полутора тысяч метров (наиболее глубокие можно обнаружить на глубине более 4 тыс. метров), что осложняет их добычу. Ни вертикальная, ни даже горизонтальная (более технологичная) скважины не помогут в данном случае собрать столь ценный ресурс. Так, остаётся маловероятным собрать более 60 млрд тонн углеводородов (по подсчётам ученых).
То есть проблема добычи связана с неудобным расположением источников ресурса, что напрямую связано с его происхождением, однако время идет и прогресс не стоит на месте. Уже сейчас такие компании, как ELKAM, смотрят в будущее и применяют инновационные технологии, чтобы приблизить момент, когда людям удастся создать такое оборудование, которое справится с труднодоступными месторождениями. Тогда и окупится вклад всех ученых, специалистов по извлечению нефти, исследователей и разработчиков оборудования, ведь так много ещё скрыто от нас глубоко-глубоко под толщами земли.
Мы надеемся, что вам было интересно узнать о гипотезах происхождения нефти и понять, при чём здесь динозавры :)
Примечания:
[1] В первую очередь он известен как ученый, но его вклад в литературу это не умаляет
[2] Повторно «открыл Америку», то есть исследовал её с научной точки зрения (геология, география)
[3] химические соединения различных элементов с углеродом, в которых электроотрицательность углерода больше, чем у соединенного с ним металла
[4] Вода с поверхности попадает в глубокие слои Земли через имеющиеся трещины
[5] нефть
[6] Отличный от того слоя, который сформировался в эру Палеозоя
