Od kod nafta na zemlji? Nafta: pogoji pojavljanja v naravi in ​​izvor

Obstajata dve teoriji o nastanku nafte, ki danes med znanstveniki najdeta svoje zagovornike in nasprotnike. Prva teorija se imenuje biogena. Po njej nafta nastaja iz organskih ostankov rastlin in živali v milijonih let. Prvič ga je predstavil izjemen ruski znanstvenik M.V. Lomonosov.

Hitrost razvoja človeške civilizacije je veliko hitrejša od stopnje nastajanja nafte, zato jo lahko uvrstimo med naravne vire. Biogena teorija nakazuje, da bo nafte v bližnji prihodnosti zmanjkalo. Po mnenju nekaterih znanstvenikov bo človeštvo lahko rudarilo "črno zlato" največ 30 let.

Druga teorija je bolj optimistična in daje upanje velikim naftnim družbam. Imenuje se abiogena. Njegov ustanovitelj je bil D.I. Mendelejev. Med enim od svojih obiskov v Bakuju je srečal slavnega geologa Hermana Abiha, ki je z velikim kemikom delil svoje misli o nastanku nafte.

Abiha je opozoril, da se vsa velika naftna polja nahajajo v neposredni bližini razpok in prelomov v zemeljski skorji. Mendelejev je upošteval to zanimivo informacijo in ustvaril svojo teorijo o nastajanju nafte. Po njej površinska voda, ki prodira skozi razpoke globoko v zemeljsko skorjo, reagira s kovinami in njihovimi karbidi. Kot rezultat te reakcije nastanejo ogljikovodiki, ki se postopoma dvigajo skozi iste razpoke v zemeljski skorji. Postopoma se v debelini zemeljske skorje pojavi nahajališče nafte. Ta proces traja manj kot 10 let. Ta teorija omogoča znanstvenikom, da trdijo, da bodo zaloge nafte trajale več stoletij.

Zaloge nafte na poljih se bodo obnovile, če bodo ljudje občasno prenehali s proizvodnjo. Skoraj nemogoče je to storiti ob vedno večjem prebivalstvu. Edino upanje ostaja v neraziskanih nahajališčih.

Danes znanstveniki ponujajo vedno več dokazov o resničnosti abiogene teorije. Slavni znanstvenik iz Moskve je pokazal, da ko se kateri koli ogljikovodik, ki ima polinaftensko komponento, segreje na 400 stopinj, se sprosti čisto olje.

Umetno olje

Umetno olje se lahko proizvaja v laboratorijskih pogojih. To je bilo znano že v prejšnjem stoletju. Zakaj ljudje iščejo nafto globoko pod zemljo in je ne sintetizirajo? Gre za ogromno tržno vrednost umetnega olja. Proizvajati ga je zelo nedonosno.

Dejstvo, da je nafto mogoče pridobiti v laboratoriju, potrjuje abiogeno teorijo o nastajanju olja, ki je v zadnjem času v različnih državah dobila veliko podpornikov.

Spominjam se, da mi je kot otroku, pri 3-4 letih, oče povedal, od kod prihajajo premog, nafta, plin in drugi naravni viri. Pred kratkim sem prebral objavo o "velikih luknjah v zemlji". »Kako je videti velikanska luknja v zemlji iz ptičje perspektive.« Pod vplivom tega, kar sem prebral, me je ta tema začela znova zanimati, zato predlagam, da preberete ta članek (glej spodaj).

Drevesa, trava = premog. Živali = nafta, plin. Kratka formula za ustvarjanje premoga, nafte, plina.

Premog in nafta se nahajata med plastmi sedimentnih kamnin. Sedimentne kamnine so v bistvu posušeno blato. To pomeni, da so vse te plasti, vključno s premogom in nafto, nastale predvsem zaradi delovanja vode ob poplavi. Dodati je treba, da so skoraj vse zaloge premoga in nafte rastlinskega izvora.

Premog (zgoreli živalski ostanki) in nafta, nastala iz živalskih ostankov, vsebujeta dušikove spojine, ki jih v nafti rastlinskega izvora ni. Tako ni težko ločiti ene vrste depozita od druge.

Večina ljudi je presenečena, ko izve, da sta premog in nafta v bistvu ista stvar. Edina resnična razlika med njima je vsebnost vode v usedlinah!

Nastanek premoga in nafte najlažje razumemo na primeru peke pite v pečici. Vsi smo že videli, kako segret nadev steče iz pite na pekač. Rezultat je lepljiva ali zoglenela snov, ki jo je težko strgati. Bolj ko izteklo polnilo porjavi, bolj trdo in črno bo postalo.

Evo, kaj se zgodi z nadevom: sladkor (ogljikovodik) v vroči pečici dehidrira. Bolj kot je pečica vroča in dlje kot se pita peče, bolj trde in črne bodo grudice izteklega nadeva. V bistvu lahko počrnel nadev štejemo za vrsto nizkokakovostnega oglja.

Les je sestavljen iz celuloze – sladkorja. Razmislite, kaj bi se zgodilo, če bi velike količine rastlinskega materiala hitro zakopali v zemljo. Proces razgradnje proizvaja toploto, ki bo začela dehidrirati rastlinski material. Izguba vode pa bo povzročila nadaljnje segrevanje. Po drugi strani bo to povzročilo nadaljnjo dehidracijo. Če postopek poteka v takšnih pogojih, da se toplota ne razprši hitro, se segrevanje in sušenje nadaljujeta.

Ogrevanje rastlinskega materiala v tleh bo dalo enega od dveh rezultatov. Če voda lahko odteče iz geološke formacije, v kateri ostane posušen in dehidriran material, je rezultat premog. Če voda ne more zapustiti geološke formacije, bo nastajala nafta.

Pri prehodu s šote na lignit (rjavi premog), na bitumenski premog in na antracit se vsebnost vode v njih (stopnja dehidracije ali stopnja zmanjšanja vsebnosti vode) spreminja po linearni odvisnosti.

Nujna sestavina pri nastajanju fosilnih goriv je prisotnost kaolinske gline. Takšne gline se običajno nahajajo v produktih vulkanskih izbruhov, zlasti v vulkanskem pepelu.

Premog in nafta sta očitni posledici Noetovega potopa. Med globalno katastrofo in kasnejšim Noetovim potopom so se ogromne količine pregrete vode izlile iz globin na zemeljsko površje, kjer so se pomešale s površinsko vodo in deževnico. Poleg tega so se zaradi vročih kamnin in vročega pepela iz tisočih vulkanov segrele številne nastale sedimentne plasti. Zemlja je čudovit toplotni izolator, ki lahko dolgo časa zadržuje toploto.

Na začetku potopa so na tisoče vulkanov in premiki zemeljske skorje pokosili gozdove po vsem planetu. Vulkanski pepel je prekril ogromne grozde drevesnih debel, ki so plavala v vodi. Ko so bili ti grozdi jaškov zakopani med segrete sedimentne plasti, odložene med potopom, sta hitro nastala premog in nafta.

»Bistvo: Industrijska kopičenja nafte in zemeljskega plina se lahko tvorijo več tisoč let v sedimentnih bazenih [posušenih plasteh blata] pod pogoji toka vroče tekočine v primerljivih časovnih obdobjih.«

Vroče, mokre blatne tvorbe, ki so bile posledica Noetovega potopa, so zagotovile idealne pogoje za hitro nastajanje premoga, nafte in plina.

Potreben čas za "ustvarjanje" premoga in nafte.

Laboratorijske študije v zadnjih nekaj desetletjih so pokazale, da lahko premog in nafta hitro nastaneta. Maja 1972 je George Hill, dekan Visoke šole za rudarstvo, napisal članek, objavljen v Journal of Chemical Technology, zdaj znani kot Kemtech. Na strani 292 je komentiral:

»Po naključju je to povzročilo precej presenetljivo odkritje ... Ta opažanja kažejo, da so bili visokokakovostni premogi med procesom nastajanja ... verjetno izpostavljeni visokim temperaturam na neki točki v svoji zgodovini. Morda je bil mehanizem za nastanek teh visokokakovostnih premogov nek dogodek, ki je povzročil kratkotrajno močno segrevanje.

Dejstvo je, da je Hill preprosto uspel proizvesti premog (ki se ne razlikuje od naravnega). In trajalo mu je šest ur.

Pred več kot 20 leti so britanski raziskovalci iznašli način, kako gospodinjske odpadke pretvoriti v olje, primerno za ogrevanje domov in gorivo za elektrarne.

Hitro lahko nastane tudi naravni premog. Nacionalni laboratorij Argonne je objavil rezultate znanstvenih raziskav, ki kažejo, da lahko v naravnih razmerah premog nastane že v 36 tednih. Po tem poročilu je za nastanek premoga potrebno le, da sta les in kaolinska glina kot katalizator zakopana dovolj globoko (da se izključi dostop kisika); in da je temperatura okoliških kamnin 150 stopinj Celzija. V takšnih pogojih se premog proizvede v samo 36 mesecih. Poročilo je nadalje opozorilo, da se pri višjih temperaturah premog tvori še hitreje.

Nafta je obnovljiv naravni vir.

Velika spletka je, da zaloge nafte in zemeljskega plina morda niso tako omejene in končne, kot si mnogi predstavljajo. 16. aprila 1999 je novinar Wall Street Journala napisal članek "Ni šale: Naftna polja rastejo, medtem ko se nafta proizvaja." Začne se takole:

"Houston - nekaj skrivnostnega se dogaja na otoku Eugene 330."

Polje, ki se nahaja v Mehiškem zalivu daleč od obale Louisiane, naj bi že več let upadalo v proizvodnji. In nekaj časa se je obnašalo kot običajno polje: po odkritju leta 1973 je proizvodnja nafte na Južnem otoku 330 dosegla vrh okoli 15.000 sodov na dan. Do leta 1989 je proizvodnja padla na približno 4000 sodov na dan.

Potem pa se je nepričakovano ... usoda spet nasmehnila otoku Eugene. Polje, ki ga izkorišča Penz Energy Co., zdaj proizvede 13.000 sodov na dan, verjetne zaloge pa so narasle s 60 na več kot 400 milijonov sodov. Še bolj nenavadno pa je, da se po mnenju znanstvenikov, ki preučujejo to področje, geološka starost nafte, ki teče iz cevi, precej razlikuje od starosti nafte, ki je prišla iz zemlje pred 10 leti.«

Kaže torej, da nafta še vedno nastaja v notranjosti Zemlje; in njegova kakovost je višja od prvotno ugotovljene. Več kot je raziskav, bolj izvemo, da naravne sile, ki proizvajajo novo olje, še vedno delujejo!

Sklepi.

Če pogledamo fotografije ogromnih rudnikov premoga in ugotovimo podatke o zalogah nafte, lahko domnevamo, da:

Nafta je v starih časih nastala na mestu prej obstoječih prostranih gozdov in džungle. Tisti. Tam, kjer so zdaj največje zaloge nafte in premoga na svetu, so bili nekoč neprehodni gozdovi z velikanskimi drevesi. In vsi ti gozdovi so se v enem trenutku znašli odvrženi v en ogromen kup, ki je bil nato pokrit z zemljo, pod katero sta brez dostopa do zraka nastala premog in nafta. Namesto Sibirije - džungle, puščave Kuvajt, Irak, Združeni arabski emirati in Mehika so bili pred več tisoč leti prekriti z neprehodnimi gozdovi.

V primeru prihodnje apokalipse imajo naši potomci, tako kot mi, čez nekaj tisoč let možnost, da posedujejo najbogatejša nahajališča mineralov. Poleg tistih, ki jih ne bomo imeli časa izvleči in obdelati, se bodo pojavili novi in ​​z gotovostjo lahko rečemo, da se bodo geografsko nahajali na mestu sedanjih gostih gozdov - spet naše Sibirije), amazonske džungle. in drugih gozdnatih krajih našega planeta.

Olje v prevodu iz turščine pomeni oljnata tekočina. Običajno je črne barve in specifičnega vonja. To je eden najpomembnejših mineralov. Najdemo ga na različnih globinah, od nekaj metrov do šest kilometrov. Nastajanje olja je dolgotrajen proces. Vsebuje ostanke živih rib in rastlin, ki so po smrti potonile na dno. Ta proces je trajal več milijonov let, dokler niso dobili črne, oljnate tekočine. Nafta vsebuje tudi dušik, ogljikovodike, kisik, vodo in pline. Vsebuje veliko parafinskih spojin, zato so parafinski materiali narejeni večinoma iz nafte. Pomemben del našega materialnega okolja sestavljata dva naravna vira: nafta in plin.

Na žalost se njene zaloge izčrpavajo in čez približno sto let bo usahnila. Če ne bomo našli načina, da ga nadomestimo, bo svet ostal brez bencina, goriva, luči, katrana, asfalta in mnogih drugih materialov.

Številne države imajo še nekaj časa po redčenju zaloge črnega zlata, ko pa jih zmanjka, se bo veliko letal in ladij, ki jih poganja nafta, ustavilo. Poleg tega se bo potrebno blago prenehalo dostavljati po vsem svetu, na tisoče tovarn se bo zaprlo, kar bo povečalo brezposelnost po vsem svetu. Proizvodnja jekla se bo ustavila in brez tega ne bo novih hiš, avtomobilov in vsega, kar je povezano z železom. Tudi zobna pasta in šminka sta na osnovi nafte. Zdravstvena oskrba, oskrba s hrano in energijo bodo utrpeli ogromno škodo, če bo nezadostna. 40 % svetovne električne energije se proizvede v termoelektrarnah, ki kurijo premog, premog pa iz naftnih derivatov. Brez ogrevanja bo zimo izjemno težko preživeti. Namesto nafte se bo proizvajalo.

Pojavil se bo nov svet, ki je veliko čistejši od prejšnjega. Če ne bo letal, avtomobilov in tovarn, ki uporabljajo nafto, ne bo izpustov ogljikovega dioksida v ozračje. Količina onesnaževal se bo zmanjšala za milijarde ton. Industrijske sile se bodo spremenile v kmetijske države in povsod bodo začele cveteti rastline. Zemlja bo spet nasičena s kisikom, kar pomeni, da se bo človeštvo lahko znebilo številnih bolezni in patologij.

Logično je domnevati, da je bilo olje izdelano po podobnem receptu v isti kuhinji narave. Do 19. stoletja se je razprava večinoma osredotočala na vprašanje, kaj je služilo kot izhodiščni material za nastanek nafte: rastlinski ali živalski ostanki?

Leta 1888 sta nemška znanstvenika G. Gefer in K. Engler izvedla poskuse destilacije ribjega olja pri temperaturi 400 C in tlaku približno 1 MPa. Uspelo jim je pridobiti nasičene ogljikovodike, parafin in mazalna olja, ki so vključevala alkene, naftene in arene.

Kasneje, leta 1919, je akademik N. D. Zelinsky izvedel podoben poskus, vendar je bil izhodiščni material organsko blato rastlinskega izvora - sapropel - iz jezera Balshakh. Pri predelavi je bilo mogoče pridobiti bencin, kerozin, težka olja, pa tudi metan ...

Tako je bila eksperimentalno dokazana teorija o organskem izvoru nafte. Kakšne druge težave bi lahko bile?...

Po drugi strani pa je leta 1866 francoski kemik M. Berthelot predlagal, da je nafta nastala v črevesju Zemlje iz mineralnih snovi. Da bi podprl svojo teorijo, je izvedel več poskusov z umetno sintezo ogljikovodikov iz anorganskih snovi.

Deset let pozneje, 15. oktobra 1876, je D.I. Mendelejev podal podrobno poročilo na sestanku Ruskega kemijskega društva. Orisal je svojo hipotezo o nastanku nafte. Znanstvenik je verjel, da med procesi gradnje gora voda teče globlje v zemeljsko skorjo skozi razpoke in napake. Pronicajoč v globino se sčasoma sreča z železovimi karbidi in pod vplivom okoliških temperatur in tlaka z njimi reagira, kar povzroči nastanek železovih oksidov in ogljikovodikov, kot je etan. Nastale snovi se vzdolž istih prelomnic dvignejo v zgornje plasti zemeljske skorje in nasičijo porozne kamnine. Tako nastanejo plinska in naftna polja.

V svojem razmišljanju se Mendelejev sklicuje na poskuse pridobivanja vodika in nenasičenih ogljikovodikov z izpostavitvijo litega železa, ki vsebuje zadostno količino ogljika, žveplovi kislini.

Res je, da ideje "čistega kemika" Mendelejeva sprva niso bile uspešne pri geologih, ki so verjeli, da se poskusi, izvedeni v laboratoriju, bistveno razlikujejo od procesov, ki se dogajajo v naravi.

Vendar pa je karbidna ali, kot jo imenujejo tudi abiogena teorija o izvoru nafte, nepričakovano dobila nove dokaze - od astrofizikov. Študije spektrov nebesnih teles so pokazale, da se ogljikove in vodikove spojine nahajajo v atmosferi Jupitra in drugih velikih planetov, pa tudi v plinastih lupinah kometov. No, ker so ogljikovodiki zelo razširjeni v vesolju, to pomeni, da v naravi še vedno potekajo procesi sinteze organskih snovi iz anorganskih. Toda natanko na tem temelji teorija Mendelejeva.

Torej, danes obstajata dve stališči o naravi izvora nafte. Ena je biogena. Po njej je nafta nastala iz ostankov živali ali rastlin. Druga teorija je abiogena. Podrobno ga je razvil D.I. Mendeleev, ki je predlagal, da se olje v naravi lahko sintetizira iz anorganskih spojin.

In čeprav se večina geologov še vedno drži biogene teorije, se odmevi teh sporov še danes niso umirili. Cena resnice je v tem primeru previsoka. Če imajo zagovorniki biogene teorije prav, potem je resnična tudi bojazen, da bo kmalu konec že davno nastalih zalog nafte. Če je resnica na strani njihovih nasprotnikov, potem so ti strahovi verjetno zaman. Navsezadnje potresi že zdaj povzročajo nastanek prelomov v zemeljski skorji, na planetu je dovolj vode, njegovo jedro je po nekaterih podatkih sestavljeno iz čistega železa ... Z eno besedo, vse to nam daje upanje da danes nastaja nafta v globinah, kar pomeni, da se ni bati, da bo jutri konec.

Poglejmo, kakšne argumente navajajo zagovorniki ene in druge hipoteze v obrambo svojih stališč.

Najprej pa nekaj besed o strukturi Zemlje. To nam bo pomagalo hitro razumeti logične konstrukcije znanstvenikov. Preprosto povedano, Zemlja so tri krogle, ki se nahajajo druga v drugi. Zgornja lupina je trdna zemeljska skorja. Plašč se nahaja globlje. In končno, v samem središču je jedro. Ta delitev snovi, ki se je začela pred 4,5 milijarde let, se nadaljuje še danes. Med skorjo, plaščem in jedrom poteka intenzivna izmenjava toplote in mase z vsemi posledičnimi geološkimi posledicami - potresi, vulkanski izbruhi, premiki celin ...

ANORGANSKA PARADA

Prvi poskusi razlage izvora nafte segajo v antiko. Na primer, ohranjena je izjava starogrškega znanstvenika Strabona, ki je živel pred približno 2000 leti: »Na območju Apolonov je kraj, imenovan Nimfej,« je zapisal, »to je skala, ki bruha ogenj, in pod njo tečejo viri tople vode in asfalta, verjetno od zgorevanja asfaltnih blokov pod zemljo ...«.

Strabon je v celoto združil dve dejstvi: vulkanske izbruhe in nastanek asfaltov (kot je sam imenoval nafto). In ... motil sem se! V krajih, ki jih je omenil, ni aktivnih vulkanov. Še pred dvajsetimi stoletji jih ni bilo. Kar je Strabon zamenjeval z izbruhi, so pravzaprav izbruhi, preboji podtalnice (tako imenovani blatni vulkani), ki spremljajo izpust nafte in plina na površje. In danes lahko podobne pojave opazimo v Abšeronu in na polotoku Taman.

Toda kljub napaki je bilo v Strabonovem razmišljanju zdravo zrno - njegova razlaga izvora nafte je imela materialistično podlago. Ta linija je bila dolgo časa prekinjena. Šele leta 1805 se je slavni nemški naravoslovec A. Humboldt na podlagi lastnih opazovanj v Venezueli, na podlagi opisov izbruha Vezuva, spet vrnil k materialističnemu pogledu. »...Ne moremo dvomiti,« piše, »da je nafta produkt destilacije v ogromnih globinah in prihaja iz primitivnih kamnin, pod katerimi počiva energija vseh vulkanskih pojavov.«

Anorganska teorija o izvoru nafte se je postopoma izkristalizirala in do takrat, ko je Mendelejev predstavil svojo teorijo o karbidnem izvoru nafte, je anorganska nabrala dovolj dejstev in sklepanja. Naslednja leta so v njihovo zbirko dodala nove informacije.

V letih 1877-1878 so francoski znanstveniki s klorovodikovo kislino na zrcalnem litem železu in vodno paro na železu pri beli vročini dobili vodik in znatno količino ogljikovodikov, ki so celo dišali po olju.

Zagovorniki abiogenega izvora nafte imajo poleg vulkanske hipoteze tudi kozmično. Geolog V.D. Sokolov je leta 1889 predlagal, da so bili v tistem daljnem obdobju, ko je bil naš planet še plinski strdek, v sestavi tega plina prisotni tudi ogljikovodiki. Ko se je vroč plin ohladil in prešel v tekočo fazo, so se ogljikovodiki postopoma raztopili v tekoči magmi. Ko se je trdna zemeljska skorja začela oblikovati iz tekoče magme, v skladu z zakoni fizike ni mogla več vsebovati ogljikovodikov. Začeli so se sproščati vzdolž razpok v zemeljski skorji, se dvignili v njene zgornje plasti, se kondenzirali in tu tvorili kopičenja nafte in plina.

Že v našem času je obe hipotezi - vulkansko in kozmično - združil v eno celoto novosibirski raziskovalec V. Salnikov. Uporabil je predpostavko, da so planet, ki je imel v svoji sestavi veliko količino ogljikovodikov, ker je bil v prenizki orbiti, postopoma upočasnili zgornji sloji atmosfere in na koncu padel na Zemljo, kot se zgodi z umetnimi sateliti. Močan sunek je okrepil vulkansko in gorsko dejavnost. Milijarde ton vulkanskega pepela in močni tokovi blata so preplavili ogljikovodike, prinesene iz vesolja, jih pokopali v globokih globinah, kjer so se pod vplivom visokih temperatur in pritiskov spremenili v nafto in plin.

Za utemeljitev svojih zaključkov Salnikov opozarja na nenavadno lokacijo naftnih in plinskih polj. S povezovanjem velikih con odkritih nahajališč je dobil sistem vzporednih sinusoidnih linij, ki po njegovem mnenju zelo spominja na projekcije trajektorij umetnih zemeljskih satelitov.

Zgodbe o anorganskih hipotezah ni mogoče šteti za popolno, ne da bi omenili slavnega naftnega geologa N. A. Kudryavtseva. V 50. letih je zbral in povzel ogromno geološkega gradiva o naftnih in plinskih poljih sveta.

Najprej je Kudryavtsev opozoril na dejstvo, da se veliko nahajališč nafte in plina nahaja pod območji globokih prelomov v zemeljski skorji. Sama po sebi taka ideja ni bila nova: D. I. Mendelejev je opozoril na to okoliščino. Toda Kudryavtsev je močno razširil geografijo uporabe takšnih zaključkov in jih globlje utemeljil.

Na primer, na severu Sibirije, na območju tako imenovanega Markhininskega jaška, so izlivi nafte na površje zelo pogosti. Do globine do dveh kilometrov so vse kamnine dobesedno nasičene z oljem. Hkrati je, kot je pokazala analiza, količina ogljika, ki nastane hkrati s kamnino, izjemno majhna - 0,02-0,4%. Toda ko se oddaljujete od jaška, se količina kamenin, bogatih z organskimi spojinami, poveča, količina nafte pa se močno zmanjša.

Na podlagi teh in drugih podatkov Kudryavtsev trdi, da naftni in plinski potencial Markhininskega valovanja najverjetneje ni povezan z organsko snovjo, temveč z globoko prelomnico, ki dobavlja nafto iz črevesja planeta.

Podobne formacije obstajajo tudi v drugih regijah sveta. Na primer, v zvezni državi Wyoming (ZDA) prebivalci že dolgo ogrevajo svoje hiše s kosi asfalta, ki ga vzamejo iz razpok v gorah sosednjih Copper Mountains. Toda sami graniti, ki sestavljajo te gore, ne morejo kopičiti nafte in plina. Ti minerali lahko pridejo iz globin zemlje le skozi nastale razpoke.

Poleg tega so sledi nafte našli v kimberlitnih ceveh – prav tistih, v katerih je narava sintetizirala diamante. Takšni kanali eksplozivnega zloma zemeljske skorje, ki nastanejo kot posledica preboja globokih plinov in magme, se lahko izkažejo za zelo primerno mesto za nastanek nafte in plina.

S povzetkom teh in mnogih drugih dejstev je Kudryavtsev ustvaril svojo magmatsko hipotezo o izvoru nafte. V zemeljskem plašču pod pritiskom in pri visokih temperaturah iz ogljika in vodika najprej nastanejo ogljikovodikovi radikali CH, CH2 in CH3. V plašču se gibljejo od območij visokega do nizkega tlaka. In ker je razlika v tlaku še posebej opazna v območju napake, je ogljik usmerjen predvsem sem. Ko se dvignejo v plasti zemeljske skorje, ogljikovodiki v manj segretih območjih reagirajo med seboj in z vodikom ter tvorijo olje. Nato se lahko nastala tekočina premika navpično in vodoravno vzdolž razpok v skali in se kopiči v pasteh.

Na podlagi teoretičnih konceptov je Kudryavtsev svetoval iskanje nafte ne le v zgornjih plasteh, ampak tudi globlje. Ta napoved je briljantno potrjena, globina vrtanja pa se vsako leto povečuje.

Sredi 60-ih je bilo mogoče odgovoriti na tako pomembno vprašanje: "Zakaj tako" občutljive "ogljikovodične spojine, ki sestavljajo nafto, ne razpadejo v črevesju Zemlje v kemične elemente pri visokih temperaturah?" Dejansko lahko takšno razgradnjo zlahka opazujemo celo v šolskem laboratoriju. Na takih reakcijah temelji destruktivna rafinacija nafte. Izkazalo se je, da je v naravi ravno obratno - iz preprostih spojin nastanejo kompleksne spojine ... Matematično modeliranje kemijskih reakcij je dokazalo, da je takšna sinteza povsem sprejemljiva, če visokim temperaturam dodamo še visoke pritiske. Oboje je, kot je znano, na voljo v izobilju v črevesju zemlje.

V reviji očarljivo vl_ad_le_na Prebral sem odlično objavo o proizvodnji olja. Objavljam z dovoljenjem avtorja.

Kaj je olje?
Nafta je mešanica tekočih ogljikovodikov: parafinov, aromatov in drugih. Pravzaprav olje ni vedno črno - lahko je tudi zeleno (devonsko, včasih sem ga imela v kozarcu, žal sem ga vrgla stran), rjavo (najpogostejše) in celo belo (prozorno, zgleda najdemo na Kavkazu).

Olje je glede na kemično sestavo razdeljeno v več kakovostnih razredov – temu primerno se spreminja tudi njegova cena. Poleg tega je povezan plin pogosto raztopljen v nafti, ki tako močno gori v baklah.

V kubičnem metru nafte je mogoče raztopiti od 1 do 400 kubičnih metrov plina. To je veliko. Ta plin je v glavnem sestavljen iz metana, vendar se zaradi težavnosti njegove priprave (posušiti, prečistiti in pripeljati do številk GOST Wobbe - tako da obstaja strogo določena kalorična vrednost) povezan plin zelo redko uporablja za domače namene. . Če se plin iz polja spusti v stanovanje v plinsko peč, so lahko posledice od saj na stropu do smrtno poškodovane peči in zastrupitve (na primer z vodikovim sulfidom).

o ja Druga povezana neprijetna stvar v olju je raztopljen vodikov sulfid (ker je olje organska snov). Je zelo strupen in zelo jedek. To ustvarja svoje težave pri proizvodnji nafte. ZA PROIZVODNJO OLJA. Profesionalnost, ki je, mimogrede, ne uporabljam.

Od kod olje?
O tej zadevi obstajata dve teoriji (več podrobnosti -). Ena je anorganska. Prvič ga je predlagal Mendelejev in pravi, da je voda tekla mimo vročih kovinskih karbidov in tako so nastali ogljikovodiki. Druga je organska teorija. Menijo, da je nafta "zorela" praviloma v morskih in lagunskih razmerah z gnitjem organskih ostankov živali in rastlin (mulja) pod določenimi termobaričnimi pogoji (visok tlak in temperatura). Načeloma raziskave podpirajo to teorijo.

Zakaj je geologija potrebna?
Verjetno je vredno omeniti strukturo naše Zemlje. Po mojem mnenju je na sliki vse lepo in jasno.

Naftni geologi se torej ukvarjajo le z zemeljsko skorjo. Sestavljen je iz kristalne podlage (nafta je tam zelo redka, saj so to magmatske in metamorfne kamnine) in sedimentnega pokrova. Sedimentni pokrov je sestavljen iz sedimentnih kamnin, vendar se ne bom poglabljal v geologijo. Rekel bom le, da so globine naftnih vrtin običajno okoli 500 - 3500 m. Na tej globini leži nafta. Zgoraj je običajno samo voda, spodaj je kristalna podlaga. Globlje kot je kamnina, prej se je naložila, kar je logično.

Kje se nahaja olje?
V nasprotju z nekaterimi razširjenimi miti o "naftnih jezerih" pod zemljo se nafta nahaja v pasteh. Če poenostavimo, so pasti v navpičnem prerezu videti tako (voda je večna spremljevalka nafte):

(Guba, ki je ukrivljena s hrbtom navzgor, se imenuje antiklinala. In če je videti kot skleda, je sinklinala; olje se v sinklinalah ne zadržuje).
ali takole:

V načrtu so lahko okrogle ali ovalne višine. Dimenzije segajo od sto metrov do sto kilometrov. Ena ali več teh pasti v bližini predstavlja nahajališče nafte.

Ker je olje lažje od vode, lebdi na vrhu. Da pa olje ne bi teklo kam drugam (desno, levo, gor ali dol), mora biti plast z njim omejena s pokrovom zgoraj in spodaj. Običajno so to gline, gosti karbonati ali soli.

Od kod izvirajo zavoji znotraj zemeljske skorje? Navsezadnje so kamnine odložene vodoravno ali skoraj vodoravno? (če so odloženi v kupe, potem te kupe običajno hitro zravnata veter in voda). In zavoji - dvigi, navzdol - nastanejo kot posledica tektonike. Ste na sliki z izrezom Zemlje videli besede "turbulentna konvekcija"? Prav ta konvekcija premika litosferske plošče, kar povzroči nastanek razpok v ploščah in posledično premikanje blokov med razpokami in spremembo notranje zgradbe Zemlje.

Kje se nahaja olje?
Nafta ne nastane sama od sebe; bilo je že rečeno, naftna jezera ne obstajajo. Olje se nahaja v kamnini, in sicer v njenih prazninah - porah in razpokah:

Za kamnine so značilne lastnosti, kot so poroznost je delež prostornine praznin v kamnini - in prepustnost- sposobnost kamnine, da skozi sebe prepušča tekočino ali plin. Na primer, za navaden pesek je značilna zelo visoka prepustnost. In beton je veliko slabši. Zagotavljam pa vam, da je kamnina, ki leži na globini 2000 m z visokim pritiskom in temperaturo, po lastnostih veliko bližje betonu kot pesku. sem čutil. Od tam pa se pridobiva nafta.
To je jedro – izvrtan kos skale. Gost peščenjak. Globina 1800 m V njej ni nafte.

Še en pomemben dodatek je, da narava sovraži vakuum. Skoraj vse porozne in prepustne kamnine so praviloma nasičene z vodo, tj. v njihovih porah je voda. Slana, ker je tekla skozi številne minerale. In logično je, da nekaj teh mineralov odnese skupaj z vodo v raztopljeni obliki, nato pa ob spremembi termobaričnih razmer izpade prav v te pore. Tako zrna kamnine držijo skupaj soli in ta proces se imenuje cementacija. Zato se vodnjaki na splošno ne sesujejo takoj med postopkom vrtanja - ker so kamnine cementirane.

Kako se olje najde?
Običajno najprej za seizmično raziskovanje: sprožijo tresljaje na površini (na primer z eksplozijo) in izmerijo čas njihove vrnitve v sprejemnike.

Nato se na podlagi povratnega časa vala izračuna globina določenega horizonta na različnih točkah površja in sestavijo zemljevidi. Če je na zemljevidu zaznan dvig (=antiklinalna past), se z vrtanjem vrtine preveri prisotnost nafte. Vse pasti ne vsebujejo olja.

Kako poteka vrtanje vrtin?
Vodnjak je navpična rudniška odprtina, katere dolžina je večkrat večja od njegove širine.
Dve dejstvi o vodnjakih: 1. So globoki. 2. So ozke. Povprečni premer vodnjaka na vhodu v formacijo je približno 0,2-0,3 m, kar pomeni, da človek zagotovo ne more priti skozi. Povprečna globina je, kot sem že rekel, 500-3500 m.
Vrtine se vrtajo iz vrtalnih naprav. Obstaja takšno orodje za drobljenje kamnin kot dleto. Opomba, ne vaja. In je popolnoma drugačna od iste naprave v obliki vijaka iz "Teenage Mutant Ninja Turtles."

Bit je obešen na vrtalne cevi in ​​se vrti - s težo teh istih cevi ga pritisne na dno vrtine. Obstajajo različni principi premikanja svedra, običajno pa se celotna vrtalna veriga cevi vrti tako, da se svedro vrti in z zobmi drobi skalo. Prav tako se vrtalna tekočina nenehno črpa v vrtino (znotraj vrtalne cevi) in črpa ven (med steno vrtine in zunanjo steno cevi), da ohladi to celotno konstrukcijo in odnese delce zdrobljene kamnine.
Čemu služi stolp? Nanj obesiti te iste vrtalne cevi (navsezadnje se med postopkom vrtanja zgornji konec stebra spusti in nanj je treba priviti nove cevi) in dvigniti cevni niz za zamenjavo svedra. Vrtanje ene vrtine traja približno mesec dni. Včasih se uporablja posebno obročasto svedro, ki pri vrtanju zapusti osrednji steber kamnine - jedro. Jedro je izbrano za preučevanje lastnosti kamnin, čeprav je to drago. Obstajajo tudi nagnjeni in vodoravni vodnjaki.

Kako veš, katera plast je kje?
Človek ne more iti v vodnjak. Vendar moramo vedeti, kaj smo tam vrtali, kajne? Ko je vrtina izvrtana, se vanjo na kablu spustijo geofizikalne sonde. Te sonde delujejo na povsem različnih fizikalnih principih delovanja - samopolarizacija, indukcija, merjenje upora, sevanje gama, nevtronsko sevanje, merjenje premera vrtine itd. Vse krivulje so zapisane v datoteke, kar povzroči to nočno moro:

Zdaj se geofiziki lotijo ​​dela. Ob poznavanju fizikalnih lastnosti vsake kamnine identificirajo plasti glede na litologijo - peščenjaki, karbonati, gline - in razčlenijo razrez glede na stratigrafijo (tj. kateri dobi in času pripada tvorba). Mislim, da so vsi slišali za Jurski park:

Pravzaprav obstaja veliko bolj podrobna razdelitev odseka na stopnje, obzorja, pakete itd. - ampak to nam zdaj ni pomembno. Pomembno je, da so naftni rezervoarji (plasti, ki lahko proizvajajo nafto) dveh vrst: karbonatni (apnenec, na primer kreda) in terigeni (pesek, samo cementiran). Karbonati so CaCO3. Terigeni - SiO2. To je, če je nevljudno. Nemogoče je reči, kateri so boljši, vsi so različni.

Kako je vodnjak pripravljen za proizvodnjo?
Ko je vrtina izvrtana, je zakrita. To pomeni, da spustijo dolg niz jeklenih zaščitnih cevi (skoraj enakega premera kot vodnjak), nato pa v prostor med steno vrtine in zunanjo steno cevi načrpajo navadno cementno malto. To se naredi za zagotovitev, da se vodnjak ne zdrobi (navsezadnje niso vse kamnine dobro cementirane). V prerezu vodnjak sedaj izgleda takole:

Toda formacijo, ki smo jo potrebovali, smo pokrili z ohišjem in cementom! Zato je steber preluknjan nasproti formacije (kako veš, kje je želena formacija? Geofizika!). Vrtalno kladivo z vgrajenimi eksplozivnimi naboji se spet spusti na kabel. Tam se sprožijo naboji in nastanejo luknje in perforacijski kanali. Zdaj nas ne skrbi voda iz sosednjih plasti - vodnjak smo izvrtali ravno nasproti tistega, ki smo ga potrebovali.

Kako se olje pridobiva?
Najbolj zanimiv del, se mi zdi. Olje je veliko bolj viskozno kot voda. Mislim, da je viskoznost intuitivno. Nekateri naftni bitumni imajo na primer podobno viskoznost kot maslo.
Prišel bom z drugega konca. Tekočine v formaciji so pod pritiskom – nanje pritiskajo prekrivne plasti kamnin. In ko vrtimo vrtino, s strani vrtine ni pritiska. To pomeni, da je na območju vodnjaka nizek tlak. Nastane razlika v tlaku, imenovana depresija, in prav ta privede do tega, da začne nafta teči proti vrtini in se pojavljati v njej.
Za opis pretoka nafte obstajata dve preprosti enačbi, ki bi ju morali poznati vsi naftni delavci.
Darcyjeva enačba za ravni tok:

Dupuisova enačba za ravninsko-radialni tok (natančno primer dotoka tekočine v vrtino):

Pravzaprav stojimo na njih. Nima smisla se poglabljati dlje v fiziko in pisati enačbo za nestalen dotok.
S tehničnega vidika so najpogostejši trije načini pridobivanja olja.
Fontana. Takrat je tlak v rezervoarju zelo visok in nafta ne samo teče v vrtino, ampak se tudi dvigne do samega vrha in se prelije (no, pravzaprav se ne prelije, ampak v cev - in naprej).
Črpalke SRP (palična črpalka) in ESP (električna centrifugalna črpalka). Prvi primer je običajni gugalni stroj.

Drugi na površini sploh ni viden:

Upoštevajte, da ni stolpov. Stolp je potreben le za spuščanje/dviganje cevi v vrtini, ne pa tudi za proizvodnjo.
Bistvo delovanja črpalk je preprosto: ustvarjanje dodatnega pritiska, tako da se tekočina, ki vstopa v vodnjak, lahko dvigne skozi vodnjak na površje zemlje.
Vredno je zapomniti navaden kozarec vode. Kako pijemo iz njega? Nagnimo ga, kajne? Toda vodnjaka ne boste mogli nagniti. Lahko pa daš slamico v kozarec vode in piješ skozi njo, sesajoč tekočino z usti. Približno tako deluje vodnjak: njegove stene so kot stene kozarca, namesto cevi je v vodnjak spuščen niz cevi. Nafta se dviga po ceveh.

V primeru črpalke s sesalno palico črpalni stroj premika svojo "glavo" navzgor oziroma navzdol, s čimer se palica začne premikati. Ko se drog premakne navzgor, nosi črpalko s seboj (spodnji ventil se odpre), ko se premakne navzdol, se črpalka spusti (zgornji ventil se odpre). Tako se tekočina malo po malo dvigne.
ESP deluje neposredno na elektriko (seveda z motorjem). Kolesa (vodoravna) se vrtijo v notranjosti črpalke, v njih so reže, tako da se olje dvigne na vrh.

Moram dodati, da odkrito bruhanje nafte, ki ga radi prikazujejo v risankah, ni samo izredna situacija, ampak tudi okoljska katastrofa in milijonske kazni.

Kaj storiti, ko je proizvodnja nafte slaba?
Sčasoma se nafta preneha iztiskati iz kamnine pod težo prekrivnih plasti. Nato začne delovati sistem RPM - vzdrževanje tlaka v rezervoarju. Izdelajo se injekcijske vrtine in vanje črpajo vodo pod visokim pritiskom. Seveda bo vbrizgana ali proizvedena voda prej ali slej prišla v proizvodne vrtine in se dvignila na vrh skupaj z nafto.
Upoštevati je treba tudi, da večji kot je delež nafte v toku, hitreje teče in obratno. Zato, več ko vode teče z oljem, težje olje pride iz por v vrtino. Odvisnost deleža prepustnosti nafte od deleža vode v toku je prikazana spodaj in se imenuje krivulja relativne fazne prepustnosti. To je tudi zelo potreben koncept za naftnega delavca.

Če je območje dna formacije onesnaženo (z majhnimi delci kamnine, ki se prenašajo z nafto, ali so izpadli trdni parafini), se izvedejo obdelave s kislino (vrtina se ustavi in ​​vanjo se načrpa majhna količina klorovodikove kisline ) - ta postopek je dober za karbonatne tvorbe, ker se raztopijo. Toda za terigene (peščenjake) kislina ni pomembna. Zato se v njih izvaja hidravlično lomljenje - v vrtino pod zelo visokim pritiskom načrpajo gel, tako da tvorba začne pokati v območju vrtine, nato pa načrpajo propant (keramične kroglice ali grob pesek). da se razpoka ne zapre). Po tem začne vodnjak delovati veliko bolje, saj so odpravljene ovire za pretok.

Kaj se zgodi z oljem po ekstrakciji?
Najprej se nafta dvigne na površje zemlje v cevi, ki teče iz vsake vrtine. 10-15 bližnjih vrtin je s temi cevmi povezanih na eno merilno napravo, kjer se meri količina nafte, ki je pridobljena. Nato se olje predela v skladu s standardi GOST: iz njega se odstranijo soli, voda, mehanske nečistoče (majhni delci kamnin), po potrebi se odstrani vodikov sulfid in olje popolnoma razplini do atmosferskega tlaka (spomnite se, da lahko olje vsebuje koliko plina?). Tržna nafta vstopi v rafinerijo. Toda tovarna je lahko daleč in takrat pride v poštev podjetje Transneft - glavni cevovodi za končno nafto (v nasprotju s poljskimi cevovodi za surovo nafto z vodo). Nafta se skozi cevovod črpa z istimi ESP, le da so nameščeni na njihovi strani. Rotorji se vrtijo na enak način.
Voda, ločena od nafte, se črpa nazaj v formacijo, plin sežge ali pošlje v obrat za predelavo plina. In nafta se bodisi prodaja (v tujini po naftovodih ali tankerjih) bodisi gre v rafinerijo nafte, kjer se destilira s segrevanjem: lahke frakcije (bencin, kerozin, nafta) se uporabljajo kot gorivo, težke parafinske frakcije se uporabljajo kot surovine za plastiko. , itd., najtežje kurilno olje z vreliščem nad 300 stopinj pa običajno služi kot gorivo za kotlovnice.

Kako je vse to urejeno?
Za pridobivanje nafte obstajata dva glavna projektna dokumenta: projekt za izračun zalog (dokazuje, da je nafte v rezervoarju točno toliko in ne več in ne manj) in razvojni projekt (opisuje zgodovino nahajališča in dokazuje, da se mora razvijati tako in ne drugače).
Za izračun zalog se zgradijo geološki modeli, za razvojni projekt pa hidrodinamični modeli (kjer se izračuna, kako bo polje delovalo v enem ali drugem načinu).

Koliko stane vse to?
Takoj bom rekel, da so vse cene običajno zaupne. Lahko pa približno rečem: vodnjak v Samari stane 30-100 milijonov rubljev. odvisno od globine. Tona komercialnega (nerafiniranega) olja stane drugače. Ko sem štel prvo diplomo, so dali vrednost približno 3000 rubljev, ko drugo - približno 6000 rubljev, časovna razlika je eno leto, vendar to morda niso prave vrednosti. Zdaj pa ne vem. Davki znašajo najmanj 40 % dobička, plus davek na nepremičnine (odvisno od knjigovodske vrednosti nepremičnine), plus davek na pridobivanje rudnin. Dodajte denar, ki je potreben za plače zaposlenih, za elektriko, za popravilo vrtin in razvoj polja - gradnjo cevovodov in opreme za zbiranje in obdelavo nafte. Zelo pogosto gre ekonomika razvojnih projektov v minus, zato moraš uspeti delati v plusu.
Dodal bom fenomen, ki se mu reče diskontiranje – tona nafte, pridelane naslednje leto, je manj vredna od tone nafte, proizvedene letos. Zato moramo intenzivirati proizvodnjo nafte (ki tudi stane).

Tako sem na kratko opisal, kaj sem študiral 6 let. Celoten proces, od pojava nafte v rezervoarju, raziskovanja, vrtanja, proizvodnje, predelave in transporta do prodaje - vidite, da to zahteva strokovnjake popolnoma različnih profilov. Upam, da je vsaj kdo prebral to dolgo objavo - in sem si očistil vest ter razblinil vsaj nekaj mitov okoli nafte.