نفت و گاز چگونه تشکیل می شود. نفت از کجا آمده است - یک نظریه جایگزین

اندرو ا. اسنلینگ، Ph.D.

بیش از صد سال است که نفت را "طلای سیاه" می نامند. نفت به حمل و نقل کمک می کند و از رشد و شکوفایی اقتصاد جهانی حمایت می کند. بنابراین نفت چگونه تشکیل می شود و منشا آن چیست؟

مبانی زمین شناسی نفت

ذخایر نفتی معمولاً در سنگ های رسوبی یافت می شوند. چنین سنگ هایی که از ماسه، رسوبات سیلت و ذرات رس تشکیل شده اند، از سطح زمین فرسایش می یابند و توسط جریان آب برای رسوب لایه های سنگ رسوبی حمل می شوند. با خشک شدن این لایه‌ها، مواد شیمیایی موجود در آب، مواد سیمانی طبیعی را تشکیل می‌دهند که دانه‌های سنگ‌های رسوبی را می‌بندند و آنها را به سنگ جامد تبدیل می‌کنند.

رسوبات نفتی در زهکشی های زیرزمینی که در آن سنگ های رسوبی میزبان چین خوردگی و/یا خمش ایجاد کرده اند، رخ می دهد. سنگ رسوبی میزبان یا سنگ مخزن به اندازه کافی متخلخل است که اجازه می دهد نفت در فضاهای بین دانه های رسوب تجمع یابد. نفت معمولاً در سنگ مخزن تشکیل نمی‌شود، بلکه در سنگ منشأ تشکیل می‌شود و متعاقباً در لایه‌های رسوب حرکت می‌کند تا زمانی که در زهکش‌ها گیر کند.

منشا و ترکیب شیمیایی روغن

اکثر دانشمندان موافق هستند که هیدروکربن ها (نفت و گاز طبیعی) منشأ آلی دارند. با این حال، برخی از دانشمندان بر این عقیده هستند که گاز طبیعی می تواند در اعماق زیرزمین تشکیل شده باشد، جایی که گرمای ذوب سنگ ها نیز می تواند آن را به صورت غیر آلی تشکیل دهد. با این حال، سهم شیر از منشاء آلی نفت حمایت می کند، که بر اساس آن نفت محصول گیاهان و احتمالاً حیوانات است که در سنگ رسوبی منبع نفت ته نشین و فسیل شده اند. سپس نفت به صورت شیمیایی به نفت خام و گاز تبدیل شد.

ترکیب شیمیایی روغن به درک منشا آن کمک می کند. روغن مخلوط پیچیده ای از ترکیبات آلی است. یکی از این ترکیبات شیمیایی در نفت خام پورفیرین است:

پورفیرین های نفتی... در تعداد زیادی از سنگ های رسوبی و در نفت خام یافت شده اند که نشان دهنده توزیع گسترده فسیل های ژئوشیمیایی است.

).

پورفیرین ها

پورفیرین ها مولکول های آلی هستند که از نظر ساختار بسیار شبیه به کلروفیل گیاهی و هموگلوبین موجود در خون حیوانات هستند. آنها به گروه ترکیبات تتراپیرول تعلق دارند و اغلب حاوی فلزاتی مانند نیکل و وانادیم هستند. پورفیرین ها به راحتی تحت شرایط اکسیداسیون (اکسیژن) و حرارت از بین می روند. بنابراین، زمین شناسان معتقدند که پورفیرین ها در نفت خام شواهدی هستند که نشان می دهد سنگ های منشا در شرایط کاهشی رسوب کرده اند:

"تشکیل روغن در شرایط بی هوازی و کاهشی رخ می دهد. وجود پورفیرین ها در برخی فرآورده های نفتی نشان می دهد که شرایط بی هوازی در اوایل وجود چنین فرآورده های نفتی ایجاد شده است، زیرا مشتقات کلروفیل مانند پورفیرین ها به راحتی و به سرعت تحت شرایط هوازی اکسید شده و تجزیه می شوند.

پیوندها:

اهمیت شیمی نفت

این واقعیت که مولکول های پورفیرین در مجاورت اکسیژن و تحت تاثیر گرما به سرعت و به راحتی از هم می پاشند بسیار مهم است. بنابراین، این واقعیت که پورفیرین‌ها هنوز در نفت خام یافت می‌شوند به این معنی است که سنگ‌های منشأ و فسیل‌های گیاهی (و جانوری) موجود در آن‌ها باید از قرار گرفتن آنها در معرض اکسیژن به هنگام ته نشین شدن و دفن دور نگه داشته شده باشند. این امر از دو طریق قابل دستیابی است:

با این حال، حتی در مکان‌هایی که رسوب‌گذاری با استانداردهای امروزی نسبتاً سریع اتفاق می‌افتد، مانند دلتاهای ساحلی، شرایط هنوز در حال اکسید شدن هستند. بنابراین، برای حفظ مواد آلی حاوی پورفیرین، نیاز به تجزیه آهسته در غیاب اکسیژن دارد، همانطور که امروزه در دریای سیاه اتفاق می افتد. اما چنین شرایطی به اندازه کافی نادر است که بتواند وجود پورفیرین ها را در تقریباً تمام ذخایر نفتی موجود در سراسر جهان امروز توضیح دهد.

تنها توضیح ثابت، تشکیل فاجعه‌بار سنگ‌های رسوبی است که در طی سیل که در کتاب پیدایش شرح داده شده است، رخ داده است. تن‌ها از گیاهان و حیوانات به‌طور بی‌رحمانه‌ای از ریشه کنده شدند و بر این اساس کشته شدند، و بنابراین مقادیر زیادی از مواد آلی آنقدر سریع دفن شدند که پورفیرین‌های موجود در آن به سرعت از مواد اکسیدکننده‌ای که آنها را از بین می‌برد حذف شدند.

مقدار پورفیرین موجود در نفت خام از مقادیر بسیار کم تا 0.04 درصد (یا 400 قسمت در میلیون) متغیر است. در این آزمایش‌ها، غلظت 0.5 درصد پورفیرین (همان نوع پورفیرین موجود در نفت خام) از مواد گیاهی تنها در یک روز تشکیل شد، بنابراین میلیون‌ها سال طول نمی‌کشد تا مقدار کمی پورفیرین موجود در روغن امروزی تشکیل شود. . .

در واقع، پورفیرین موجود در نفت خام می تواند از کلروفیل گیاه در کمتر از 12 ساعت. با این حال، آزمایش‌های دیگر نشان داد که وقتی پورفیرین گیاه تنها به مدت 12 ساعت در معرض دمای 410 درجه فارنهایت (210 درجه سانتی‌گراد) قرار گرفت، ظرف سه روز تجزیه شد. بنابراین، سنگ‌های منشأ و نفت خام تشکیل‌شده از آنها را نمی‌توان برای میلیون‌ها سال در چنین دماهای بالا مدفون کرد.

منشا و سرعت تشکیل روغن

زمان زیادی طول نمی کشد تا خود نفت خام از مواد آلی مناسب تشکیل شود. بسیاری از زمین شناسان نفت بر این باورند که نفت خام عمدتاً از مواد گیاهی مانند دیاتوم ها (جانداران فتوسنتزی تک سلولی دریایی و آب شیرین) و درزهای زغال سنگ (انباشته های فسیلی عظیم بقایای گیاهی) به وجود می آید. اعتقاد بر این است که دومی منشأ بیشتر نفت خام استرالیا هستند، زیرا لایه‌های رسوبی مشابهی با مخازن نفت دارند.

بنابراین، به عنوان مثال، در شرایط آزمایشگاهی نشان داده شده است که گرم کردن متوسط ​​زغال سنگ زغال سنگ از حوضه Gippsland در ویکتوریا، استرالیا، برای دفن سریع و عمیق آن، فقط لازم است. 2-5 روزنفت خام و گاز طبیعی مشابه آنچه در سنگ های مخازن ساحلی یافت می شود تولید می کند.

با این حال، از آنجایی که پورفیرین ها در خون حیوانات نیز یافت می شوند، ممکن است برخی از فرآورده های نفت خام از حیواناتی که در بسیاری از لایه های رسوب دفن و فسیل شده اند تشکیل شده باشد. در واقع در کارخانه‌های تبدیل حرارتی صنعتی مدرن، فضولات حیوانی حاصل از کشتارگاه وجود دارد فقط در دو ساعتتبدیل به کودهای پودری با کیفیت بالا و روغن غنی از کلسیم و کودهای مایع موثر (به زیر مراجعه کنید: فضولات دام به نفت تبدیل می شود ).

نتیجه

تمام شواهد موجود حاکی از تشکیل فاجعه بار اخیر ذخایر نفتی جهان از گیاهان و سایر مواد آلی است که با گزارش کتاب مقدس درباره تاریخ زمین مطابقت دارد. در دنیای قبل از غبار، سطح زمین و آب با جنگل های وسیع پوشیده شده بود، و اقیانوس ها پر از دیاتوم ها و سایر موجودات فتوسنتزی کوچک در آن ساکن بودند. در طول سیل، درختان از ریشه کنده شدند و از محل رشد خود دور شدند. انباشته های وسیعی از مواد گیاهی به سرعت در آنچه در نهایت به درزهای زغال سنگ تبدیل شد، رسوب کرد و مواد آلی به طور کلی در بسیاری از لایه های رسوبی فاجعه بار سنگ های رسوبی توزیع شد.

درزهای زغال سنگ و لایه‌های رسوبی فسیلی با پیشرفت سیل عمیقاً مدفون شدند. در نتیجه دمای داخل آنها به سرعت افزایش یافت تا نفت و گاز طبیعی از مواد آلی موجود در این لایه ها تشکیل شود. متعاقباً گاز طبیعی و نفت حرکت کردند تا اینکه وارد سنگ‌ها و سازه‌های مخزن شدند. بنابراین، آنها انباشته شدند تا ذخایر گاز طبیعی و نفتی را که امروزه می‌یابیم، تشکیل دهند.

دکتر اندرو اسنلینگ- دکترای علوم زمین شناسی از دانشگاه سیدنی. او متخصص در زمینه تحقیقات زمین شناسی است که برای سازمان هایی در استرالیا و آمریکا کار می کند. دکتر اسنلینگ استاد موسسه تحقیقات خلقت در سانتیا، کالیفرنیا است و مقالات علمی متعددی را تالیف کرده است.

فضولات دام به نفت تبدیل می شود

زباله های کشتارگاه های بوقلمون و خوک روزانه به اولین پالایشگاه زیستی تبدیل حرارتی جهان در کارتاژ، میسوری منتقل می شود. در روزهای اوج تولید، 270 تن گوشت بوقلمون و 20 تن روغن خوک، 500 بشکه نفت کوره مرغوب (کیفیت بهتر از نفت خام) تولید می کند.

از اسکوپ خوراک، یک لوله تحت فشار، ضایعات حیوانی را وارد یک سنگ شکن بزرگ می کند و در آنجا به قطعات کوچک به اندازه نخود خرد می شود. راکتور اولیه قطعات زباله را تحت فشار و دما می شکند، سپس فشار به سرعت کاهش می یابد تا آب و مواد معدنی اضافی تبخیر شوند. این اجزا بیشتر خشک می شوند تا یک کود پودری غنی از کلسیم تشکیل شود.

سوپ ارگانیک غلیظ باقیمانده در مخزن محلول دوم ریخته می شود، جایی که تا 500 درجه فارنهایت (260 درجه سانتیگراد) حرارت داده می شود و تا 600 پوند بر اینچ مربع (42 کیلوگرم بر سانتی متر مربع) فشار داده می شود. در عرض 20 دقیقه، این فرآیند آنچه را که برای گیاهان و حیوانات مرده که در اعماق زمین در لایه‌های رسوب دفن شده‌اند تکرار می‌کند و زنجیره‌های مولکولی طولانی و پیچیده هیدروژن و کربن را به زنجیره‌های مولکولی کوتاه نفت می‌شکند. سپس دما و فشار کاهش می یابد و مایع از یک سانتریفیوژ عبور می کند که آب باقیمانده را از روغن جدا می کند. از آنجایی که فضولات حیوانی حاوی مقادیر زیادی نیتروژن و اسیدهای آمینه است، این آب ذخیره می شود تا به عنوان یک کود مایع موثر به فروش برسد.

روغن حاصل را می‌توان با روغن‌های فسیلی سنگین‌تر مخلوط کرد تا کیفیت را بهبود بخشد یا به سادگی برای تولید برق نیروگاه‌ها استفاده شود. خبر خوب این است که از این فناوری تبدیل حرارتی می توان برای بازیافت فاضلاب، لاستیک های قدیمی و زباله های پلاستیکی مخلوط نیز استفاده کرد. این فناوری همچنین نیازی به مصرف انرژی زیادی ندارد. تنها 15 درصد از انرژی پتانسیل موجود در ماده اولیه برای انجام کل فرآیند استفاده می شود، در حالی که 85 درصد آن در فرآورده های نفتی و کود نهایی باقی می ماند.

پیوندها:

ولادیمیر خوموتکو

زمان مطالعه: 4 دقیقه

A A

نظریه های منشا نفت

وجود اقتصاد جهانی مدرن بدون مواد معدنی مانند نفت و گاز غیرقابل تصور است، به همین دلیل است که نفت اغلب "طلای سیاه" نامیده می شود، زیرا تقاضای زیاد برای این منبع انرژی به شرکت های نفتی اجازه می دهد تا سودهای جامد داشته باشند. بسیاری از مردم به این سوال علاقه دارند که منشا نفت و گاز چیست و به طور کلی نفت چیست؟ در این مقاله سعی خواهیم کرد به زبانی در دسترس به این سوالات پاسخ دهیم.

نفت مخلوط پیچیده ای از مواد شیمیایی مختلف است که در آن دو عنصر غالب است - کربن و هیدروژن که ترکیبات آنها هیدروکربن نامیده می شود.

بنابراین روغن از ترکیبات شیمیایی زیر تشکیل شده است:

• هیدروکربن ها آنها به متان، نفتنیک، پارافین و معطر تقسیم می شوند.
• آسفالت و مواد رزینی. مواد محلول در بنزین را آسفالتین می نامند. موادی که بنزین آنها را حل نمی کند رزین نامیده می شود.
• گوگرد و ترکیبات آن مقدار ترکیبات گوگردی در روغن معمولاً بین 0.1 تا 6 درصد است، اما روغن هایی با محتوای بالای این عنصر شیمیایی وجود دارد.
• ترکیبات نیتروژن و اکسیژن. محتوای آنها در روغن، به عنوان یک قاعده، از 1 درصد تجاوز نمی کند.
• فلزات همچنین تعداد کمی از آنها در روغن ها (کمتر از یک درصد) وجود دارد.

نفت خام برای استفاده عملی نامناسب است. به منظور به دست آوردن محصولات عملا قابل اجرا، در پالایشگاه های نفت (پالایشگاه ها) فرآوری می شود. نفت میدانی می تواند خام یا تجاری باشد. نفت خام ماده ای است که به طور طبیعی در طبیعت تشکیل می شود. حاوی گازهای محلول، نمک، آب و قطعات سنگ است.

همه این ناخالصی های نامطلوب نه تنها از نظر عملی بی فایده هستند، بلکه تأثیر بسیار منفی بر تجهیزات مورد استفاده و خطوط لوله ای که از طریق آنها مواد اولیه برای پردازش تهیه می شود، می گذارد. بنابراین، در میادین نفتی، نفت قبل از پمپاژ به خط لوله اصلی نفت، تحت تصفیه اولیه قرار می گیرد. پس از این فرآیندها است که نفت به دست می آید که به آن روغن تجاری می گویند.

فهرست محصولات به دست آمده از این ماده معدنی بسیار گسترده است. اینها انواع شناخته شده سوختهای موتور (بنزین، سوخت دیزل، نفت سفید هوایی و غیره) و همچنین سوخت دیگ بخار و دریایی (روغن سوخت) و انواع روغنها (روغنکاری، انتقال و غیره) هستند.

علاوه بر این، از مواد اولیه نفتی برای ساخت پلاستیک، حلال، رنگ، محصولات پاک کننده و مواد منفجره استفاده می شود. لاستیک خودرو نیز از مواد خام به دست آمده از "طلای سیاه" ساخته می شود. بیهوده نیست که این ماده معدنی مهمترین حامل انرژی نامیده می شود ، زیرا هدف اصلی آن مواد خام سوخت است. و سوخت با احتراق به انرژی حرارتی، مکانیکی و دیگر انواع انرژی تبدیل می شود.

در حال حاضر، رایج ترین نظریه هایی که در مورد شکل گیری نفت در طبیعت توضیح می دهند، دو فرضیه منشأ نفت هستند. هر دوی این فرضیه ها هم طرفداران سرسخت خود را دارند و هم مخالفان آشتی ناپذیر خود را در دنیای علمی.

نظریه اول بیوژنیک است.

این می گوید که نفت از بقایای ارگانیک طیف گسترده ای از گونه های گیاهی و جانوری تشکیل شده است و این روند برای میلیون ها سال ادامه داشت. و حیوانات و گیاهان برای چندین میلیون سال. دانشمند مشهور روسی میخائیل واسیلیویچ لومونوسوف اولین کسی بود که این فرضیه را بیان کرد.

اگر این نظریه را به عنوان پایه در نظر بگیریم، چشم انداز بشریت از نظر این منبع انرژی اصلاً گلگون به نظر نمی رسد. واقعیت این است که تمدن ما بسیار سریعتر از شکل گیری طبیعی نفت در طبیعت در حال توسعه است.

به عبارت دیگر، بشریت بسیار بیشتر از آن چیزی که طبیعت قادر به ایجاد آن است، بیرون می کشد، در نتیجه این ماده معدنی به عنوان یک منبع به اصطلاح تجدید ناپذیر طبقه بندی می شود. طرفداران این نظریه مطمئن هستند که در آینده نزدیک، ذخایر طلای سیاه تمام خواهد شد و بشریت به منابع انرژی جایگزین نیاز خواهد داشت.

نظریه دوم در این زمینه به ویژه برای صنعت نفت خوش بینانه تر به نظر می رسد. به آن بیوژنیک می گویند.

و سپس اولین کسی که این فرضیه را مطرح کرد دانشمند روسی دیمیتری ایوانوویچ مندلیف بود. زمانی که در باکو بود با یک زمین شناس بسیار معروف در آن زمان آشنا شد که نامش ابیخ آلمانی بود. این زمین شناس بود که بر اساس داده های زمین شناسی علمی که داشت به مندلیف گفت که همه بزرگترین میادین نفتی معمولاً در نزدیکی گسل ها و شکاف های پوسته زمین قرار دارند.

با در نظر گرفتن این اطلاعات، دیمیتری ایوانوویچ نظریه خود را در مورد منشاء طبیعی این ماده معدنی ایجاد کرد. او پیشنهاد کرد که از طریق چنین شکاف‌ها و گسل‌هایی، آب سطحی به عمق پوسته زمین نفوذ می‌کند و پس از آن با فلزات موجود در آن و ترکیبات کاربید آنها واکنش نشان می‌دهد.

به گفته این دانشمند، در نتیجه این فرآیند است که هیدروکربن ها تشکیل می شوند. سپس در امتداد همان گسل ها و شکاف ها به مرور زمان به سطح نزدیک تر می شوند که منجر به ظهور میدان نفت یا گاز می شود. نکته اصلی در این نظریه این است که به گفته مندلیف، مدت این فرآیند از ده سال تجاوز نمی کند.

اگر این فرضیه را باور کنیم، ذخایر هیدروکربنی تمدن ما برای قرن‌های بیشتر ادامه خواهد داشت، زیرا ذخایری که در حال حاضر در حال توسعه هستند، اگر توسعه آنها برای مدتی متوقف شود، به تدریج احیا خواهند شد.

نظریه بیوژنیک منشا نفت

با این حال، با توجه به تقاضای بسیار زیاد برای این منبع انرژی که به دلیل رشد مداوم جمعیت جهان به طور مداوم در حال افزایش است، نمی توان تولید را در میادین در حال بهره برداری متوقف کرد. تمام امید فقط در ذخایر جدید و دست نخورده مواد خام نهفته است.

در حال حاضر، نظریه زیست زایی روز به روز محبوبیت بیشتری پیدا می کند، زیرا توسعه فناوری های مدرن به دانشمندان اجازه می دهد تا شواهد بیشتری از حقیقت آن پیدا کنند. به عنوان مثال، از نظر علمی با آزمایش‌های متعدد ثابت و تأیید شده است که وقتی تا دمای چهارصد درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود، هر هیدروکربنی حاوی ترکیبات پلی‌نفتنی شروع به آزاد کردن روغن خالص می‌کند. و این یک واقعیت قابل اعتماد علمی است.

"طلای سیاه" مصنوعی

"اجازه بده!" - شما می‌پرسید: «اگر می‌توان نفت را در آزمایشگاه‌ها به‌دست آورد، پس چرا پول هنگفتی برای استخراج آن از روده‌های زمین صرف می‌شود؟» به همین سادگی نیست و مشکل اصلی این است که هزینه روغن مصنوعی بسیار بالاست. به عبارت دیگر، با قیمت هایی که به فروش می رسد، هیچ کس آن را خریداری نخواهد کرد و تولید چنین محصولی بی سود خواهد بود. به دست آوردن این محصول در شرایط آزمایشگاهی تنها از نظر علمی جالب بود، زیرا امکان چنین فرآیندی بار دیگر نظریه مندلیف را تأیید کرد.

برای مقایسه، بیایید به منشا این حامل انرژی طبیعی با ارزش نگاه کنیم. طبق نظر فعلی، موجودات زنده مرده که در بستر دریا غرق شدند، خود را در محیطی یافتند که در آن اکسیژن و میکروارگانیسم وجود نداشت و در نتیجه پوسیدگی آنها رخ نداد (به دلیل عدم وجود فرآیندهای اکسیداتیو و تأثیر میکروب ها). ). در نتیجه رسوبات سیلتی انباشته شدند. در روند حرکات لایه های زمین شناسی پوسته زمین، این رسوبات به اعماق بیشتر و بیشتر فرو می روند و به داخل روده های زمین نفوذ می کنند.

برای میلیون ها سال، این گل و لای در معرض دماهای بالا و فشار بالا قرار داشت که باعث ایجاد فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی خاصی در این رسوبات می شد. کربن موجود در این رسوبات شروع به تشکیل ترکیباتی با هیدروژن (هیدروکربن) کرد. هیدروکربن های با وزن مولکولی بالا مواد مایعی هستند که بخشی از نفت هستند. و هیدروکربن های با وزن مولکولی کم دقیقاً ترکیبات شیمیایی گازی هستند که گاز طبیعی شناخته شده از آنها تشکیل می شود.

به همین دلیل است که در مناطق تولید نفت همیشه گازهای هیدروکربنی به نام گازهای همراه وجود دارد، اگرچه در سیاره ما نیز ذخایر گاز طبیعی خالص بدون حضور مواد خام نفت مایع وجود دارد. این نظریه فقط فرضیه بیوژنیک M.V. لومونوسوف، بنابراین هنوز پاسخ روشنی برای سوال منشاء نفت وجود ندارد.

پس چه نتیجه‌ای می‌توان از همه موارد بالا گرفت؟

دانشمندان در حال حاضر نمی توانند دقیقا بگویند مواد معدنی هیدروکربنی چگونه تشکیل می شوند. هر دو فرضیه موجود در دنیای علمی مدرن تأیید شده است و یکی از آنها هنوز به طور کامل رد نشده است.

اگر نظریه لومونوسوف درست باشد، تمدن بشری نیاز فوری به جستجوی منابع انرژی جایگزین دارد، زیرا اگر ذخایر هیدروکربن های طبیعی تمام شود، اقتصاد جهان با بحران بسیار عمیقی مواجه خواهد شد. بر اساس بدترین ها، علم جهان به طور فعال در این راستا کار می کند. ما قبلاً یاد گرفته‌ایم که چگونه از گیاهان سوخت بسازیم، از انرژی باد و امواج جزر و مدی برای تولید انرژی الکتریکی استفاده کنیم، پیشرفت‌ها در زمینه تولید خودروهای الکتریکی بسیار پیشرفت کرده‌اند و کار در این زمینه دائماً ادامه دارد.

با این حال، تا کنون دانشمندان نمی توانند جایگزینی معادل نفت ارائه کنند و "طلای سیاه" مهم ترین حامل انرژی طبیعی برای کل تمدن بشری است.

کمتر کسی شک دارد که ذهن انسان، با پرتاب موشک به فضا و غرق شدن در قعر اقیانوس های جهان، راهی برای خروج از این وضعیت پیدا کند، صرف نظر از اینکه چه نظریه ای در مورد منشاء نفت و گاز طبیعی درست است. به عنوان مثال، در آب های اقیانوس های جهان، مقدار زیادی هیدروژن وجود دارد که می توان از آن سوخت تهیه کرد.

سوال در اینجا متفاوت است - چه زمانی پیشرفت علمی و فناوری منابع انرژی جایگزین را مانند هیدروکربن ها ارزان و در دسترس خواهد کرد. و اگر این اتفاق دیرتر از اتمام ذخایر انرژی معمولی رخ دهد، انتقال اقتصاد جهانی به منابع انرژی جدید می تواند بسیار دردناک باشد.

اساساً دو نظریه در مورد منشاء نفت و گاز وجود دارد - آلی (رسوبی- مهاجرت) و معدنی (بیوژنیک). فوراً باید توجه داشت که اکثریت قریب به اتفاق دانشمندان و زمین شناسان نفت که عملاً جستجوی نفت و گاز را انجام می دهند طرفدار نظریه منشاء آلی نفت هستند. با این حال، برخی از دانشمندان در کشور ما از پیدایش زیست زایی نفت دفاع می کنند.

اساس نظریه منشا معدنی نفت و گاز در سال 1877 توسط دانشمند بزرگ روسی D.I. Mendeleev گذاشته شد.

D.I. مندلیف معتقد بود که هیدروکربن ها در اعماق روده های زمین از طریق برهم کنش کاربیدهای فلزات سنگین با آبی که از سطح در امتداد گسل ها می آید تشکیل می شوند. سپس، تحت فشار بخار فوق گرم، مخلوط این هیدروکربن ها در امتداد همان گسل ها به قسمت بالایی پوسته زمین بالا می رود. فشارهای پایین و دماهای بسیار پایین تر در اینجا غالب است، بنابراین هیدروکربن های گازی متراکم می شوند و انباشته می شوند.

قانع‌کننده‌ترین اعتراضات به نظریه کاربید D.I. Mendeleev توسط I. M. Gubkin بیان شد. اولاً، هیچ گسلی در پوسته زمین وجود ندارد که تا عمق 2900 کیلومتری به داخل گوشته و حتی هسته نفوذ کند. ثانیاً ثابت نشده است که سنگ های عمیق حاوی کاربیدهای فلزی هستند.

عوامل بیولوژیکی و شیمیایی نیز مخالف منشاء معدنی هیدروکربن ها هستند. از این قبیل ایرادات مستدل زیاد است.

N. B. Vassoevich یک استدلال قانع کننده به نفع منشاء بیولوژیکی ترکیبات کربن موجود در سنگ های باستانی ارائه می دهد. او اشاره می کند که در طبیعت دو ایزوتوپ کربن وجود دارد - 12 C و 13 C، و در موجودات زنده ایزوتوپ C13 کمتر از مواد معدنی وجود دارد. کمبود ایزوتوپ 13 C در روغن به وضوح مسئله ارتباط آن با طبیعت زنده را حل می کند.

A.I. Kravtsov معتقد است که نفت می تواند از متان تشکیل شود، اما خود متان نه در نتیجه تجزیه مواد آلی با منشاء حیوانی، بلکه در نتیجه سنتز هیدروژن و مونوکسید کربن یا دی اکسید حاصل از اعماق زیر پوسته به وجود آمده است. زمین در امتداد گسل های عمیقی که می توان آنها را تا گوشته ردیابی کرد. علاوه بر این، A.I. Kravtsov داده هایی را ارائه می دهد که در طول تاریخ زمین، فعالیت های آتشفشانی به طور متوسط ​​برابر با فعالیت مدرن بوده است و مثال زیر را ارائه می دهد. بیش از 83 میلیون سال، 9.0 * 10 19 تن H 2، 2.7 * 10 11 تن CO، 2.7 * 10 11 تن CH 4، 9.0 * 10 14 تن CO تنها در جزایر کوریل به سطح آورده شد. او سپس بیان می‌کند که مولکول‌های متان قادر به پلیمریزاسیون به هیدروکربن‌های سنگین تحت اثر کاتالیزوری سیلیکات‌ها و همچنین اکسیدهای آهن و نیکل موجود در سنگ‌ها هستند. به گفته همان دانشمند، بیشتر تجمعات اولیه هیدروکربن ها عمدتاً توسط متان و همولوگ های سبک آن - "گاز خشک" نشان داده می شود که به تدریج به میعانات متشکل از "گاز مایع" تبدیل می شود. سپس دومی به روغن‌های بنزینی سبک تبدیل می‌شود که متعاقباً در شرایط ترمودینامیکی مناسب، سنگین‌تر و سنگین‌تر می‌شوند تا زمانی که به قیر تبدیل شوند. از این رو این نتیجه حاصل می شود که مناطق گاز و نفت باید نه با حوضه های رسوبی، بلکه با مناطقی از گسل های عمیق که به داخل گوشته نفوذ می کنند و آزاد شدن گازها از آن را تسهیل می کنند، مرتبط باشند.

اینها ایده های مدرن یکی از حامیان منشا معدنی (بیوژنیک) نفت و گاز است.

تئوری منشا آلی روغن با موفقیت توسط I.M. Gubkin توسعه یافت. بر اساس دیدگاه وی، ماده اولیه برای تشکیل نفت، چربی ها، موم و سایر ترکیبات و زغال سنگ - لیگنین، فیبر و غیره است. در محیط اکسید کننده (با دسترسی اکسیژن)، مواد آلی به زغال سنگ تبدیل می شوند و در یک محیط کاهنده - به هیدروکربن های نفتی.

در سال های اخیر، بسیاری از دانشمندان با موفقیت به مطالعه مشکل منشاء نفت پرداخته اند. تئوری N.B. Vassoevich در مورد تشکیل رسوبی-مهاجرتی آن مورد توجه خاص است. به گفته نویسنده این نظریه، نفت در سنگ های رسوبی به شکل یک ماده قیری پراکنده یکنواخت که او آن را میکرو نفت می نامد، از پلانکتون های حاوی مواد چرب تشکیل می شود. محتوای کل هیدروکربن های پراکنده در بخش قاره چینه تقریباً (70÷80) 10 12 متر است. متعاقباً، با افزایش عمق لایه های رسوبی مادر، "بلوغ" ریز نفت رخ می دهد. عوامل اصلی تحریک کننده این فرآیند دما، زمان قرار گرفتن در معرض و فشار هستند. فاز اصلی تشکیل روغن با محدوده دمایی 60-150 درجه سانتی گراد و فشار 15 تا 45 مگاپاسکال مشخص می شود. چنین شرایطی معمولاً در عمق 1500-5000 متری مشاهده می شود، در طول فاز اصلی، نه تنها هیدروکربن های مایع تشکیل می شود، بلکه شرایطی برای خروج آنها از سنگ های منشا ایجاد می شود.

به گفته I. O. Brod و N. B. Vassoevich، مناطق نفت و گاز فرورفتگی هایی در پوسته زمین هستند که معمولاً به آنها حوضه سنگ های رسوبی می گویند. این حوضه ها در طول میلیون ها و ده ها میلیون سال تشکیل شده اند. N.B. Vassoevich و سایر دانشمندان نشان می دهند که مناطق چنین فرورفتگی ها به هزاران و حتی صدها هزار کیلومتر مربع می رسد و حجم سنگ هایی که آنها را پر می کنند از n10 3 تا n10 6 km 3 است. این حوضه ها زادگاه نفت هستند.

همراه با تشکیل نفت، فرآیند تولید گازهای هیدروکربنی رخ می دهد.

کارهای اکتشافی که سالانه در حوضه های رسوبی در قاره ها انجام می شود، افزایش ذخایر نفت و گاز را تضمین می کند. نفت و گاز در کف دریاها، در حوضه‌های رسوبی که تقریباً در همه جای قفسه (و شیب قاره‌ای) در اطراف قاره‌ها ایجاد شده‌اند، در کمین هستند.

در جمع بندی بحث منشأ نفت و گاز باید تاکید کرد که منبع اصلی تشکیل آنها مواد کربنی مدفون در سنگ های رسوبی است. در حال حاضر، مطالب واقعی، متقاعد کننده و کاملاً تأیید شده واقعی و تجربی در مورد این موضوع انباشته شده است.

بنابراین، نظریه آلی، یا رسوبی-مهاجرت، منشاء نفت و گاز قابل قبول ترین است. هنگام پیش‌بینی محتوای نفت و گاز زیرزمینی و هنگام جستجوی نفت و گاز، زمین‌شناسان معمولاً با تئوری ذکر شده در بالا هدایت می‌شوند.

امروزه اکثر دانشمندان بر این باورند که نفت منشأ بیوژنیک دارد. به عبارت دیگر، نفت از محصولات پوسیدگی موجودات کوچک جانوری و گیاهی (پلانکتون) که میلیون ها سال پیش می زیسته اند، به وجود آمده است. قدیمی ترین میدان های نفتی 600 میلیون سال پیش تشکیل شده اند.

در آن زمان بیشتر زمین پوشیده از آب بود. پس از مرگ، موجودات زنده به ته دریاها و خلیج‌های باستانی فرو رفتند و با سیلت، ماسه و لایه‌هایی از رسوبات بعدی پوشانده شدند. این رسوبات به تدریج فشرده، کم آب شده و پایین و پایین تر فرو رفتند. همزمان فشار و دما در این رسوبات افزایش یافت. تحت تأثیر باکتری های بی هوازی (یعنی باکتری هایی که می توانند بدون اکسیژن زندگی کنند)، هیدروکربن ها شروع به تشکیل از مواد آلی کردند که در قطرات روغنی کوچک جمع می شوند. متأسفانه دانشمندان هنوز نمی توانند دقیقاً به این سؤال پاسخ دهند که دقیقاً چه فرآیندهایی در رسوبات آلی منجر به تشکیل نفت شده است.

درک این نکته مهم است که هیدروکربن ها به عنوان دریاچه های نفت در زیر زمین قرار نگرفته اند. آنها با آب و ماسه مخلوط می شدند که به تدریج از لایه های متخلخل ماسه سنگ ها و سنگ های آهکی همراه با حباب های گاز نفوذ می کردند. اغلب مخلوط تحت فشار زیاد از میان سنگ ها حرکت می کرد. نفت و گاز در حفره‌های بین ذرات سنگ‌های رسوبی مانند آبی که به داخل اسفنج نفوذ می‌کند نفوذ می‌کند. دیر یا زود، نفت و گاز با لایه‌ای از سنگ مواجه شدند که نمی‌توانستند از طریق آن نفوذ کنند - سنگ‌های نفوذناپذیر که منافذ و شکافی نداشتند - و به این ترتیب خود را در یک «تله» زمین‌شناسی یافتند.

در حالی که فرآیند تشکیل نفت در جریان بود، زمین نیز در حال تغییر بود. حرکت های پوسته زمین، گسل ها و اتصال توده ها وجود داشت. این فرآیندها انواع مختلفی از «تله‌های» زمین‌شناسی نفت را تشکیل دادند.

می دانیم که ترکیب روغن موجود در نقاط مختلف جهان بسیار متفاوت است. این به دلیل تفاوت در واکنش هایی است که در طول تشکیل روغن یا توسط انواع مختلف گیاهان و جانورانی که از ارگانیسم های آنها تشکیل شده است، توضیح داده می شود.

ذخایر نفت به صدها میلیارد تن می رسد و در همه جا، در خشکی و دریا توزیع می شود. آنچه روی سطح قرار داشت مدتهاست مورد استفاده قرار می گرفته است و اکنون نفت از اعماق 2-4 کیلومتر یا بیشتر استخراج می شود. اما حتی بیشتر از آن عمیق تر است؛ فقط این است که استخراج آن از آنجا هنوز از نظر اقتصادی سودآور نیست، یعنی گران است.

آیا میدانستید...

اولین حدس در مورد منشاء روغن از مواد آلی توسط دانشمند روسی میخائیلو واسیلیویچ لومونوسوف در کار خود "روی لایه های زمین" (1763) بیان شد.

منشا نفت نظریه های متعددی دارد که هر کدام حق وجود دارند. هرکدام دارای طرفداران بسیار مشهور و تعداد کافی آثار و توجیهات علمی هستند. در این صفحه در مورد چگونگی تشکیل نفت در طبیعت صحبت خواهیم کرد و محبوب ترین نظریه های منشا این منبع را شرح خواهیم داد.

نفت چگونه تشکیل شد

اقتصاد جهانی مدرن بدون نفت نمی تواند کار کند. به همین دلیل است که به طور فزاینده ای با طلا مقایسه می شود. تقاضا برای این منبع انرژی هر روز در حال افزایش است و به شرکت های درگیر در تولید هیدروکربن اجازه می دهد تا سود قابل توجهی کسب کنند. منشا روغن چیست؟ چرا برخی از کشورها از نظر این منبع غنی هستند، در حالی که برخی دیگر از کمبود آن رنج می برند؟

برای درک چگونگی شکل گیری این منبع، درک ترکیب آن مهم است. روغن شامل:

• متان، پارافین، نفتنیک و سایر هیدروکربن ها
• رزین ها و آسفالتین ها
• مواد حاوی گوگرد
• ترکیبات نیتروژن و اکسیژن
• کمتر از 1% فلزات سنگین هستند

نفت از کجا در سیاره ما آمده است؟ پس از تجزیه و تحلیل ترکیب این ماده، دانشمندان چندین نظریه در مورد منشاء روغن ایجاد کرده اند. علاوه بر این، هر یک از آنها دارای تعداد زیادی از طرفداران و مخالفان سرسخت نظریه های دیگر است. رایج ترین فرضیه های منشا نفت:

• بیوژنیک
• غیرآلی
• فضا

نظریه های مدرن در مورد منشاء نفت در آغاز قرن 19 ظاهر شد و تنها در قرن 20th شکل علمی تر به دست آورد. اما چگونگی تشکیل هیدروکربن ها در روده های زمین هنوز مورد بحث است. در حال حاضر، دانشمندان در مورد این موضوع به اجماع نرسیده‌اند. بنابراین، هیچ کس به شما پاسخ دقیقی به این سوال نمی دهد که این ماده از کجا آمده است.

نظریه بیوژنیک یا ارگانیک

منشأ بیوژنیک نفت یکی از رایج ترین فرضیه ها برای تشکیل "طلای سیاه" در اعماق سیاره ما است. امروزه این فرضیه در بین دانشمندان دانشگاهی محبوبیت بیشتری دارد. بر اساس آن، این مایع در نتیجه تجزیه گیاهان و حیوانات در کف مخازن مختلف به وجود آمده است. بقایای آن در نتیجه فرآیندهای شیمیایی مختلف تجزیه می شوند. آنها که در عمق بیش از 3000 متری قرار داشتند، هیدروکربن ها را آزاد کردند. تئوری ارگانیک منشا نفت فقط در شرایط دمای بالا (140 تا 160 درجه) امکان پذیر است.

هیدروکربن های مایع آزاد شده از توده آلی، فضاهای خالی را پر می کنند. امروزه به آنها سپرده می گویند. روغنی که در اعماق زیاد قرار دارد، در دمای محیطی حدود 200 درجه وجود دارد. دمای بالا اجازه می دهد تا گاز طبیعی از آن جدا شود.

نظریه بیوژنیک منشا "طلای سیاه" برای اولین بار در روسیه توسط M.V. Lomonosov فرموله شد. دانشمندان مشهور آن زمان در ماهیت شکل گیری این منبع تقریباً اتفاق نظر داشتند. تنها مانع، مواد اولیه بود. برخی آنها را گیاهان ماقبل تاریخ می دانستند، برخی دیگر - حیوانات.

نسخه های منشا بیولوژیکی نفت پایه شواهد خاص خود را دارند. متخصصان آلمانی Engler و Gefer آزمایشی را در تقطیر روغن ماهی تحت فشار و دمای بالا انجام دادند. آنها موفق به به دست آوردن ماده ای شدند که ترکیب آن به طور مبهم شبیه روغن بود. دانشمند روسی N.D. Zelinsky آزمایش مشابهی انجام داد، اما گل و لای گیاهی دریاچه بلخاش را به عنوان ماده اولیه انتخاب کرد. وی موفق به دستیابی به بنزین، نفت سفید، متان و فلزات سنگین شد.

تئوری منشأ ابیوژنیک یا معدنی

D.I. مندلیف نیز این موضوع را نادیده نگرفت. یک دانشمند برجسته معتقد بود که نفت در نتیجه واکنش آب وارد شده به شکستگی سنگ و برخورد با کاربیدهای آهن به وجود آمده است. در شرایط آزمایشگاهی، دانشمند توانست نظریه خود را تأیید کند، اما بسیاری از زمین شناسان آن را رد کردند، زیرا رسیدن به نتیجه "استریل" در شرایط طبیعی غیرممکن است.

نظریه ابیوژنیک منشا نفت دومین نظریه محبوب است. علاوه بر D.I. مندلیف، حامیان آن دانشمندان برجسته زمان خود مانند A. Humboldt، N.A. Kudryavtsev، T.M. Gold و دیگران هستند. موفقیت این نظریه با آزمایش های موفق برای شناسایی این ماده از مواد خام معدنی در آزمایشگاه ها همراه است. منشا معدنی روغن در پایان قرن نوزدهم به یکی از فرضیه های اصلی منشاء این ماده روغنی تبدیل شد.

D.I. مندلیف نظریه زیست زایی خود را نظریه کاربید نامید. و اگرچه بسیاری از زمین شناسان با استدلال های او موافق نبودند، آزمایشی برای اثبات این نسخه حق وجود آن را تأیید کرد. شیمیدان معروف معتقد بود که زمین از آهن مذاب تشکیل شده است. کاربیدها که ماهواره های این فلز هستند، ماده اولیه برای تشکیل مهم ترین ماده معدنی در تاریخ بشریت هستند.

پس از واکنش آب با کاربیدها، مواد تشکیل شده در طی این واکنش بالاتر رفتند و در نهایت به دلیل دماهای پایین تر تشکیل شدند. این فرآیند، به گفته حامیان این فرضیه، به طور مداوم رخ می دهد. بنابراین، کاهش ذخایر "طلای سیاه" بشریت را تهدید نمی کند.

اما بنیانگذار زمین شناسی نفت شوروی، ایوان میخائیلوویچ گوبکین، مخالف اصلی نظریه مندلیف بود و همیشه از آن انتقاد می کرد. او معتقد بود که کمربند بازالت مانع از نفوذ آب به هسته زمین و برخورد با کاربیدهای آهن می شود.

زمین شناس معروف آمریکایی آرویل لوورسن کارهای زیادی برای درک تشکیل هیدروکربن ها در روده های زمین انجام داد. او به نظریه مبدأ رسوبی- مهاجرت پایبند است.

نظریه منشأ کیهانی نفت

جایگزین اصلی فرضیه های فوق، نظریه کیهانی منشأ نفت است. بنیانگذار آن V.D. Sokolov معتقد بود که شکل گیری این منبع به لطف ورود اجزای معدنی از فضا به زمین امکان پذیر شد. این نظریه پس از تایید وجود رادیکال های هیدروکربنی در ستاره ها و شهاب سنگ ها امکان پذیر شد.

نظریه فضای نفتی هر روز پیروان جدیدی پیدا می کند. ایستگاه‌های مداری تحقیقاتی مدرن، تلسکوپ‌ها برای انجام تحلیل طیفی اجرام دور و سایر قابلیت‌های فنی علم، وجود این فرضیه را اثبات می‌کنند.

مطالعات اخیر وجود متان و آمونیاک را در جو سیارات مجاور: مشتری، نپتون، اورانوس و زحل نشان داده است. این به ما امکان می دهد نتیجه بگیریم که هیدروکربن ها می توانند در هر جسم کیهانی وجود داشته باشند.

در واقع، بر اساس این نسخه، تشکیل هیدروکربن های مایع را می توان به هر دو نظریه آلی و معدنی نسبت داد. قبلاً ثابت شده است که شهاب‌سنگ‌ها می‌توانند نه تنها مواد معدنی، بلکه باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌های مختلفی را نیز به زمین بیاورند که می‌توانند به مواد خام برای نفت تبدیل شوند.

نسخه های دیگر

نسخه های جدید شکل گیری "طلای سیاه" به صورت دوره ای ظاهر می شوند. او مواد آلی پراکنده موجود در سنگ های رسوبی را به عنوان منبع این مایع پیشنهاد می کند.

امروزه، یک نظریه جایگزین در مورد منشاء نفت، که توسط دانشمندان روسی از مؤسسه مسائل نفت و گاز آکادمی علوم روسیه ایجاد شده است، رایج است. کارشناسان نظریه خود را بر اساس چرخه کربن و آب در طبیعت تدوین کردند. آب باران حاوی کربن به شکل بی کربنات است. به داخل زمین رفته و شکل می گیرد و نفت را تشکیل می دهد و به مخازن طبیعی به نام حوضه های رسوبی ختم می شود.

بر اساس این فرضیه، 90 درصد نفت از این طریق تشکیل می شود و تنها 10 درصد آن در نتیجه تجزیه بقایای آلی جانوران و گیاهان به دست آمده است.

همانطور که در مورد نظریه زیست زایی، میزان احیای ذخایر نفتی نه در طول هزاره ها، بلکه تنها در طی ده ها سال رخ می دهد. در عین حال، بنیانگذاران این نظریه بر این باورند که هرچه فرد با شدت بیشتری هیدروکربن ها را پردازش کند، سریعتر به زمین می افتند و توده های نفتی جدید تشکیل می دهند.

نفت مهمترین منبع تاریخ بشر است. این هیدروکربن های فسیلی بودند که باعث پیشرفت فن آوری قابل توجهی شدند. آخرین داده ها نشان می دهد که این منبع 70 تا 80 سال دیگر دوام خواهد داشت. در طول این مدت، لازم است به انواع سوخت جایگزین تغییر دهید. در غیر این صورت، بشریت روزگار بسیار سختی خواهد داشت. این چیزی است که دانشمندان را به مطالعه امکان بازیافت انرژی خورشیدی و باد سوق می دهد.

"طلای سیاه" با رگ حیات اقتصاد مقایسه شده است و تشکیل هیدروکربن های مایع برای دهه ها مورد بحث بوده است. به هر حال، سوال اصلی که بیشتر ذهن ها را به خود مشغول می کند، ماهیت تشکیل نفت نیست، بلکه سرعت احیای ذخایر هیدروکربنی است. از این گذشته، هرچه این منبع سریعتر شکل بگیرد، بشریت می تواند قبل از تغییر به منبع جدید طولانی تر زندگی کند.