نفت و منشاء آن روغن: شرایط وقوع در طبیعت و منشأ. تئوری منشأ ابیوژنیک یا معدنی

منشا نفت

روغن- نتیجه سنگ زایی این یک فاز آبگریز مایع (اساسا) از محصولات فسیل سازی (دفن) مواد آلی (کروژن) در رسوبات رسوبی آبی در شرایط بدون اکسیژن است.

تشکیل روغن- یک فرآیند مرحله‌ای و بسیار طولانی (معمولاً 50-350 میلیون سال) که در ماده زنده شروع می‌شود. چند مرحله وجود دارد:

• رسوب گذاری- در طی آن بقایای موجودات زنده به کف حوضه های آب می افتند.
• بیوشیمیایی- فرآیندهای تراکم، کم آبی و فرآیندهای بیوشیمیایی در شرایط دسترسی محدود به اکسیژن.
• پروتوکاتاژنز- پایین آوردن لایه ای از بقایای آلی به عمق 1.5 - 2 کیلومتر، با افزایش آهسته دما و فشار.
• مزوکاتاژنزیا فاز اصلی تشکیل روغن (PHP)- پایین آوردن لایه بقایای آلی تا عمق 3 تا 4 کیلومتری با افزایش دما تا 150 درجه سانتیگراد. در این حالت، مواد آلی تحت تخریب ترموکاتالیستی قرار می‌گیرند و در نتیجه مواد قیری تشکیل می‌شوند که بخش عمده‌ای از میکرو روغن را تشکیل می‌دهند. سپس روغن به دلیل افت فشار و خروج ریز روغن به لایه‌های مخزن شنی و از طریق آنها به تله‌ها تقطیر می‌شود.
• آپکاتاژنز کروژنیا فاز اصلی تشکیل گاز (MFG)- پایین آوردن لایه بقایای آلی تا عمق بیش از 4.5 کیلومتر، با افزایش دما به 180-250 درجه سانتیگراد. در این حالت مواد آلی پتانسیل تولید نفت خود را از دست داده و پتانسیل تولید متان خود را محقق می کند.
• I.M. Gubkin نیز صحنه را شناسایی کرد تخریب میادین نفتی.

شواهد قانع کننده ای از ماهیت بیوژنیک مواد منبع نفت در نتیجه مطالعات دقیق تکامل ترکیب مولکولی هیدروکربن ها و پیش سازهای بیوشیمیایی آنها (پیش سازها) در موجودات مادر، در مواد آلی رسوبات و سنگ ها و در انواع مختلف به دست آمد. روغن های موجود در مخازن مهم کشف در ترکیب روغن بود شیمی فسیل ها- ساختارهای مولکولی بسیار عجیب و غریب، اغلب پیچیده ساخته شده با ماهیت واضح بیوژنیک، یعنی به ارث رسیده (به طور کامل یا به شکل قطعات) از مواد آلی. مطالعه توزیع ایزوتوپ‌های کربن پایدار (12 درجه سانتی‌گراد، 13 درجه سانتی‌گراد) در نفت، مواد آلی سنگ‌ها و موجودات زنده (A. P. Vinogradov، E. M. Galimov) نیز عدم کفایت فرضیه‌های معدنی را تأیید کرد.

باور این است که منبع اصلی نفت معمولا زئوپلانکتون ها و جلبک ها هستندارائه بیشترین تولید زیستی در مخازن و تجمع در رسوبات مواد آلی از نوع ساپروپل، که با محتوای هیدروژن بالا (به دلیل وجود ساختارهای مولکولی آلیفاتیک و آلی سیکلیک در کروژن) مشخص می شود.

در دوران باستان، دریاهای گرم و غنی از مواد مغذی مانند دریاهای خلیج مکزیک و اقیانوس باستانی تتیس وجود داشت که در آن‌ها مقادیر زیادی از مواد آلی به کف اقیانوس می‌افتاد که از سرعت تجزیه آن بیشتر می‌شد. در نتیجه، توده های زیادی از مواد آلی در زیر رسوبات بعدی مانند شیل یا نمک مدفون شدند. وجود یک لایه ضخیم نمک بر فراز میادین نفتی در خاورمیانه تایید می شود. تشکیل رسوبات نمک نشان می دهد که این مخازن برای مدت طولانی کاملاً کم عمق بودند، ارتباط ضعیفی با بقیه اقیانوس داشتند و تبخیر بسیار بیشتر از هجوم آب دریا از خارج بود. متعاقباً، این مناطق در نتیجه حرکت قاره ها به خشکی ختم شدند. شرایط کاملاً منحصربه‌فرد است، بنابراین بیشتر رسوبات آلی مدرن در کف اقیانوس با سرنوشت متفاوتی روبرو می‌شوند - وقتی پوسته اقیانوسی حرکت می‌کند، در یک منطقه فرورانش قرار می‌گیرند.

سنگ های تشکیل شده از رسوبات حاوی این نوع مواد آلی به طور بالقوه هستند منبع روغن. اغلب اینها خاک رس هستند، کمتر اوقات - سنگ های کربناته و شنی-سیلتی، که در طول فرآیند فرونشست، به نیمه بالایی منطقه می رسند. مزوکاتاژنز، جایی که اثر می گذارد عامل اصلی در تشکیل روغن گرمایش طولانی مدت مواد آلی استدر دمای 50 درجه سانتیگراد و بالاتر. مرز بالایی این منطقه اصلی تشکیل نفت در عمق 1.3-1.7 کیلومتری (با میانگین گرادیان زمین گرمایی 4 درجه سانتیگراد در 100 متر) تا 2.7-3 کیلومتر (با شیب 2 درجه سانتیگراد / 100 متر) قرار دارد. و با تغییر ثابت می شود زغال سنگدرجه کربن شدن مواد آلی زغال سنگ. فاز اصلی تشکیل نفت محدود به ناحیه ای است که کربنیزاسیون مواد آلی به درجه ای مطابق با زغال سنگ درجه G می رسد. هیدروکربن های نفتی در مقادیر زیادی تشکیل می شوند، از جمله هیدروکربن های کم مولکولی (C 5 - C 15)، که تقریباً در مراحل اولیه تبدیل مواد آلی وجود نداشتند. این هیدروکربن ها که بخش های بنزین و نفت سفید نفت را به وجود می آورند، به طور قابل توجهی تحرک ریز روغن را افزایش می دهند. در عین حال، به دلیل کاهش ظرفیت جذب سنگ های منشا، افزایش فشار داخلی در آنها و در نتیجه آزاد شدن آب کم آبی بدنخاک رس، حرکت ریز روغن به نزدیکترین مخازن افزایش می یابد. هنگام مهاجرت از طریق مخازن به داخل تله ها، نفت همیشه بالا می رود، بنابراین حداکثر ذخایر آن در اعماق کمی کمتر از منطقه تجلی فاز اصلی تشکیل نفت قرار دارد، که مرز پایینی آن معمولاً مربوط به منطقه ای است که در آن ماده آلی سنگ ها وجود دارد. به درجه کربنی شدن مشخصه زغال سنگ کک می رسد. بسته به شدت و مدت گرمایش، این مرز در اعماق (به معنی حداکثر عمق غوطه وری برای کل تاریخ زمین شناسی یک سری معین از رسوبات رسوبی) از 3-3.5 تا 5-6 کیلومتر می گذرد.

دوره ای سازی توسعه نظریه

در شناخت ماهیت ژنتیکی روغن و شرایط تشکیل آن می توان چند دوره را تشخیص داد.

1. اولین آنها (پیش علمی) تا قرون وسطی ادامه داشت. بنابراین، در جورج آگریکولا نوشت که نفت و زغال سنگ منشأ غیر آلی دارند. دومی ها از غلیظ شدن و جامد شدن روغن تشکیل می شوند.
2. دوره دوم - حدس های علمی - با تاریخ انتشار کار M.V Lomonosov "روی لایه های زمین" () مرتبط است، جایی که این ایده در مورد منشاء تقطیر نفت از همان ماده آلی که باعث ایجاد زغال سنگ می شود، بیان شد. .
3. سومین دوره در تکامل دانش در مورد منشأ نفت با ظهور و توسعه صنعت نفت همراه است. در این دوره، فرضیه های مختلفی از منشاء معدنی (معدنی) و آلی نفت و همچنین منشاء کیهانی مطرح شد.

پیشینه ایجاد نظریه مدرن

نقاط عطف اصلی در روند طولانی حل و فصل علمی موضوع منشا نفت توسط دانشمندان روسی بیان شده است. برای اولین بار در سال 1763، M.V. این ایده های لومونوسوف بسیار جلوتر از اندیشه علمی آن زمان بود که به دنبال منابع نفت در میان طبیعت بی جان بود.

یادداشت

همچنین ببینید

منشاء ابیوژنیک روغن ( انگلیسی) - نظریه غیر بیولوژیک منشاء نفت.

پیوندها

• نظریه غیر بیولوژیکی منشا نفت (انگلیسی) [ منبع نامعتبر؟]

بنیاد ویکی مدیا 2010.

ببینید "منشاء روغن" در سایر لغت نامه ها چیست:

منشا نفت- - موضوعات صنعت نفت و گاز EN منشاء نفت ... راهنمای مترجم فنی

منشا نفت و گاز طبیعی- ماهیت نفت (گاز)، منشاء نفت (گاز) کاملاً مشخص نیست. ایده های علمی اولیه در مورد منشا نفت در اواسط قرن 18 بیان شد. لومونوسوف که نفت را فرآورده ای می دانست که در این فرآیند شکل می گیرد... ... خرد دایره المعارف نفت و گاز

نفت یک ماده معدنی مایع و قابل اشتعال است که در سنگ های رسوبی زمین یافت می شود. ترکیب روغن مخلوط پیچیده ای از صدها هیدروکربن مختلف و ترکیبات مختلف است که علاوه بر کربن و هیدروژن، حاوی مقادیر مختلفی گوگرد، نیتروژن، اکسیژن و فلزات است. روغن از نظر ظاهری، بسته به محتوای مواد رزینی موجود در آن، مایعی روغنی از تیره تا روشن است. از آب سبک تر است، عملاً در آن نامحلول است، چگالی نسبی آن معمولاً از 0.80 تا 0.92 است. ویسکوزیته روغن بسیار بیشتر از ویسکوزیته آب است. نقطه جوش هیدروکربن ها و بخش های مختلف که روغن را تشکیل می دهند از 50-40 درجه سانتی گراد تا دمای بالا (تا 500-600 درجه سانتی گراد) متغیر است. نام روغن از کلمه فارسی «نفتا» به معنای «نفوذ، بیرون ریختن» گرفته شده است. ظهور نفت روی زمین هنوز موضوع بحث علمی مداوم است (عمدتاً دو فرضیه متقابل منحصر به فرد - منشاء آلی و معدنی آن).

با توجه به فرضیه منشا معدنی نفت (فرضیه بیوژنیک)، هیدروکربن ها در نتیجه تبدیل ترکیبات معدنی به وجود آمدند. در سال 1805، دانشمند آلمانی A. Humboldt استدلال کرد که نفت از سنگ‌های اولیه می‌آید که انرژی همه پدیده‌های آتشفشانی در زیر آنها قرار دارد. در سال 1876، شیمیدان فرانسوی M. Berthelot، با سنتز مصنوعی هیدروکربن ها از مواد معدنی، پیشنهاد کرد که نفت در روده های زمین از ترکیبات معدنی تشکیل شده است.

در سال 1876، دانشمند روسی دی. و اکسیدهای فلزی مربوطه تئوری بیوژنیک با آزمایش‌هایی بر روی تولید هیدروژن و هیدروکربن‌های غیراشباع با اثر اسید سولفوریک (H2S04) روی چدن حاوی مقادیر قابل‌توجهی کربن تأیید شد. در سال 1878، دانشمندان فرانسوی، چدن آینه‌ای را با اسید هیدروکلریک (HC1) و آهن را با بخار آب در حرارت سفید درمان کردند، هیدروژن و هیدروکربن‌هایی به دست آوردند که حتی بوی نفت می‌داد.

سهم قابل توجهی در توسعه فرضیه در مورد منشاء معدنی نفت توسط زمین شناس معروف نفت لنینگراد N. A. Kudryavtsev انجام شد. در دهه 1950، با خلاصه کردن مواد زمین شناسی گسترده در مورد میادین نفت و گاز جهان، فرضیه ماگمایی خود را در مورد منشاء نفت ایجاد کرد که بر اساس آن، در گوشته زمین در دماها و فشارهای بالا، ابتدا رادیکال های هیدروکربنی تشکیل می شوند. از کربن و هیدروژن، که با بالا آمدن به لایه‌های پوسته زمین (در مناطقی با دما و فشار پایین‌تر)، با یکدیگر و با هیدروژن برهمکنش کرده و به نفت تبدیل می‌شوند. با حرکت هم به صورت عمودی و هم به صورت افقی از میان شکاف های سنگ، روغن حاصل نه تنها در لایه های بالایی زمین، بلکه در اعماق نیز در تله ها انباشته می شود. این ایده های N.A. Kudryavtsev با افزایش عمق (بیش از 10 کیلومتر) حفاری چاه های نفت تأیید می شود.

اما فرضیه "کاربید" ظاهر تمام هیدروکربن های ساختارهای مختلف موجود در نفت را توضیح نمی دهد. همراه با فرضیه آتشفشانی منشأ نفت، زمین شناس روسی V.D. Sokolov در سال 1889 نظریه کیهانی را مطرح کرد که بر اساس آن یک لخته گازی به تدریج وارد فاز مایع شد و هیدروکربن های موجود در آن (ترکیبات کربن با هیدروژن) در آن حل شد. ماگمای مایع، که از طریق شکاف‌هایی که در آن هیدروکربن‌ها به لایه‌های بالایی آن می‌رفتند و تجمع‌هایی از نفت و گاز را تشکیل می‌دادند، به صورت خنک‌کننده به پوسته جامد زمین تبدیل می‌شد.

قبلاً در زمان ما ، با ترکیب فرضیه های آتشفشانی و کیهانی در یک کل واحد ، محقق نووسیبیرسک V.A. Salnikov پیشنهاد کرد که در نتیجه برخورد ماهواره با زمین ، فعالیت های آتشفشانی و کوه سازی تشدید شد. میلیاردها تن خاکستر آتشفشانی و جریان گل و لای، هیدروکربن‌هایی را که از فضا به داخل روده‌های عمیق زمین ریخته می‌شوند، جایی که تحت تأثیر دما و فشار بالا به نفت و گاز تبدیل می‌شوند.

ماهیت فرضیه آلی منشأ نفت این است که نفت و گاز از مواد آلی که در ابتدا در سنگ های رسوبی پراکنده شده اند منشاء می گیرند. فرض بر این است که چنین مواد آلی بقایای مرده میکرو فلور و میکروفون (پلانکتون و غیره) است که در آب دریا توسعه یافته است و بقایای حیات حیوانی و گیاهی با آنها مخلوط شده است. فرآیندهای اصلی تبدیل مواد آلی مدفون در سنگ‌های رسوبی پس از غوطه‌ور شدن در اعماق قابل توجهی رخ می‌دهد، جایی که تحت تأثیر دما و فشار بالا و همچنین به دلیل عمل کاتالیزوری سنگ‌ها، مواد آلی به هیدروکربن‌های نفتی تبدیل می‌شوند. این صدها (حدود 570) میلیون سال طول کشید، که با این حال، تنها حدود 10٪ از تاریخ زمین است. در سال 1888، دانشمندان آلمانی G. Gefer و K. Engler با تقطیر روغن ماهی در دمای 400 درجه سانتی گراد و فشار حدود 1 مگاپاسکال، هیدروکربن های اشباع، پارافین و روغن های روان کننده را به دست آوردند.

در سال 1919، دانشمند روسی، آکادمیک N.D. Zelinsky، هنگام پردازش لجن آلی با منشاء گیاهی (ساپروپل از دریاچه بلخاش)، بنزین، نفت سفید، روغن های سنگین و متان به دست آورد.

آکادمیسین I.M. Gubkin در کتاب خود "مطالعه نفت" (1932) همچنین sapropel - لجن قیری با منشاء گیاهی-حیوانی - را به عنوان ماده اولیه برای تشکیل روغن در نظر گرفت. لایه های غنی شده با بقایای آلی توسط رسوبات جوان تری پوشانده شده اند که لجن را از اکسیداسیون توسط اکسیژن هوا و تغییر شکل بعدی آن تحت تاثیر باکتری های بی هوازی محافظت می کند. در مخزن، با حرکت های تکتونیکی عمیق تر، دما و فشار افزایش می یابد که منجر به تبدیل مواد آلی به نفت می شود. دیدگاه I. M. Gubkin در مورد تشکیل نفت زیربنای فرضیه مدرن منشاء بیوژنیک آن است که بر اساس آن فرآیند تشکیل میادین نفتی به عنوان مراحل اصلی ته نشینی و تبدیل بقایای آلی به نفت است.

عضو مسئول آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی A. A. Vorobyov این فرض را مطرح کرد که علاوه بر دما و فشار، الکتریسیته نیز در فرآیندهای طبیعی شرکت می کند. بنابراین، متان آزاد شده از ترکیبات آلی تحت تأثیر تخلیه الکتریکی که هنگام تماس سنگ ها در طی فرآیندهای تکتونیکی رخ می دهد، به استیلن، اتیلن و سایر هیدروکربن های سازنده نفت تبدیل می شود.

بنیانگذار ژئوشیمی نفتی مدرن، آکادمیک V.I. Vernadsky در آغاز قرن بیستم. همچنین به فرضیه بیوژنیک منشأ نفت پایبند بود: "جانداران بدون شک ماده اصلی روغن ها هستند." بر اساس فرضیه بیان شده توسط V.I. Vernadsky، ساختار نفت، گاز، زغال سنگ و سایر سنگ ها شامل کربن و ترکیبات آن است که بخشی از سیستم چرخه ژئوشیمیایی جهانی است.

در پوسته زمین (شکل 1.1). اصلی ترین این ترکیبات دی اکسید کربن (CO2) است که میزان آن در اتمسفر 4 دهم تن تخمین زده می شود، همچنین سالانه بیش از 8108 تن CO2 در اثر فتوسنتز و هوازدگی از جو جذب می شود. یعنی در غیاب چرخه، کربن می‌تواند طی هزاران سال به طور کامل از جو ناپدید شود و در سنگ‌ها دفن شود، جایی که ذخایر CO2 تقریباً 500 برابر بیشتر از جو است.

متان (CH4) نیز حامل کربن است و محتوای آن در اتمسفر 5109 تن است. علاوه بر این، متان نیز در نتیجه تحولات فتوشیمیایی مصرف می شود. اگر در نظر بگیریم که طول عمر یک مولکول CH4 در جو حدود 5 سال است، برای تکمیل ذخایر آن باید سالانه حدود 109 تن متان از ذخایر زیرزمینی به شکل تبخیر متان یا "گاز" وارد جو شود. تنفس زمین."

در حال حاضر، منابع دریافت کربن را گوشته زمین در هنگام فوران های آتشفشانی و گاززدایی از داخل به دلیل "تنفس گاز" سیاره می دانند. در این حالت، دوباره پر کردن ذخایر کربن در نتیجه رسوبات سنگ های اقیانوسی که به داخل گوشته کشیده می شوند، زمانی که صفحات روی هم حرکت می کنند، رخ می دهد. به میزان بسیار کمتری (10"10 از کل مقدار "ذخیره" سالانه)، کربن همراه با ماده شهاب سنگ از فضای بیرونی تامین می شود.

پروفسور MSU B. A. Sokolov به طور مجازی در مورد منشاء آلی نفت و گاز می نویسد: "نفت نتیجه واکنش های فیزیکی و شیمیایی در برخورد دو جریان متحرک متضاد است: یک موج آلی معدنی نزولی از لایه های رسوبی حاوی مواد آلی و در حال تغییر و تحولات کاتاژنتیک، در از یک سو، و سیال در حال افزایش، انتقال گرما و جرم از روده های زمین به سطح آن - از سوی دیگر.

اکثر دانشمندان بلاروس (آکادمی آکادمی ملی علوم بلاروس و آکادمی علوم روسیه R. G. Garetsky، اعضای متناظر آکادمی ملی علوم بلاروس R. E. Aizberg و A. V. Kudelsky) پیدایش نفت و گاز طبیعی را با مواد آلی مرتبط می‌کنند. تئوری رسوبی- مهاجرتی . موقعیت آنها به این دلیل است که تقریباً تمام انباشته های شناخته شده نفت و گازهای هیدروکربنی به لایه های رسوبی و مناطق توسعه مجتمع های به اصطلاح منبع نفت و گاز (تولید کننده نفت و گاز) محدود می شوند. شباهت بسیار زیادی بین اکثر ترکیبات آلی موجود در سنگ های رسوبی و هیدروکربن هایی که بخش عمده نفت را تشکیل می دهند وجود دارد و نشان داده شده است که مواد آلی در نفت منشأ بیوژنیک دارند. مطابق با تئوری مهاجرت رسوبی، محتوای نفت و گاز زیر خاک یک پدیده تاریخی است. این بستگی به کمیت و کیفیت مواد آلی سنگ های تولیدی، شدت غوطه ور شدن آنها در اعماق زیاد (2-10 کیلومتر یا بیشتر) در یک محیط با دمای بالا (از 60-80 تا 150-200 درجه سانتی گراد) دارد. .

در این راستا، تمام کارهای اکتشاف و اکتشاف برای کشف ذخایر جدید نفت و گاز در قلمرو بلاروس بر اساس مفهوم منشاء آلی آنها است.

در عین حال، به گفته آکادمیسین R. G. Garetsky، موارد شناسایی شده نفت در سنگ های کریستالی یا آذرین (اگر با جریان از لایه های رسوبی همراه نباشد) ممکن است شواهدی از احتمال پیدایش نفت و نفتیدها در غیر آلی (بیوژنیک) باشد. ) راه ها. اما چنین نمایش های نفتیدی به طور نامتناسبی نسبت به نمایش نفت در مجتمع های رسوبی نادر است.

در پایان دهه 1980، دانشمند بلاروسی، عضو متناظر آکادمی ملی علوم بلاروس، M. Pleskachevsky، یک فرضیه تشعشع-شیمیایی در مورد پیدایش نفت را ارائه کرد که بر اساس پدیده های شناخته شده تعامل یونیزه کننده است. تابش با ماده بر اساس این فرضیه، نفت هم از مواد آلی لایه های رسوبی و هم از گازهای کربنی با منشأ عمیق و فوق عمیق تشکیل می شود. تحت تأثیر تشعشعات طبیعی سنگ‌های زمین، گازهایی با منشاء گوشته (بیوژنیک)، مانند متان و هیدروکربن‌های با وزن مولکولی کم، که در محصولات تخریب مواد آلی "دفن شده" در رسوبات، یعنی با منشأ بیوژنیک نیز وجود دارند. ، پلیمریزه و سپس به روغن تبدیل می شود. علاوه بر این، عمق این دگرگونی ها تا حد زیادی توسط دوز جذب شده تابش تعیین می شود که تشکیل روغن با ترکیب و ویسکوزیته متفاوت را تعیین می کند.

فرضیه تشعشع-شیمیایی تشکیل نفت با وجود مواد رادیواکتیو طبیعی در آن پشتیبانی می شود: اورانیوم، توریم و غیره، و همچنین ترکیبات وانادیوم (غلظت آنها در سنگین

روغن ها و قیرهای طبیعی اغلب از غلظت آن در سنگ معدن جامد)، ژرمانیوم، نیکل و غیره فراتر می رود که اساس کاتالیزورهای موثر برای پلیمریزاسیون و تبدیل شیمیایی هیدروکربن های با وزن مولکولی کم به نفت هستند.

نفت و گاز به دلیل تحرک خود مانند آب قابلیت حرکت در لایه های متخلخل سنگ های رسوبی را دارند. به این حرکات مهاجرت می گویند. در طول مهاجرت عمودی، نفت و گاز در به اصطلاح تله ها جمع می شوند، یعنی در مناطقی از سنگ های متخلخل که مهاجرت بیشتر از آنجا غیرممکن است. انباشته شدن نفت در این تله ها را مخازن نفت می گویند (شکل 1.2). اگر مقدار نفت و گاز در یک کانسار به اندازه کافی زیاد باشد یا در ساختار معینی از لایه های سنگی چندین ذخایر وجود داشته باشد، آنگاه از یک میدان نفت، نفت و گاز یا گاز صحبت می کنند.

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 به دست آورند. 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) 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 سوخت موتور (بنزین، سوخت دیزل، نفت سفید هوایی و غیره) و همچنین سوخت بویلر 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 گونه های مختلف 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. او یک بار در باکو 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.

گاز طبیعی چگونه تشکیل می شود؟

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 منشا 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 هنوز نمی توان یکی از آنها را به طور کامل رد کرد.

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 به طور مداوم ادامه دارد.

دو نظریه در مورد تشکیل نفت وجود دارد که امروزه طرفداران و مخالفان خود را در میان دانشمندان پیدا می کنند. نظریه اول بیوژنیک نامیده می شود. بر اساس آن، روغن از بقایای آلی گیاهان و جانوران در طول میلیون ها سال تشکیل می شود. اولین بار توسط دانشمند برجسته روسی M.V. لومونوسوف

سرعت توسعه تمدن بشری بسیار سریعتر از سرعت تشکیل نفت است، بنابراین می توان آن را به عنوان یک منبع طبیعی طبقه بندی کرد. نظریه بیوژنیک نشان می دهد که نفت در آینده نزدیک تمام خواهد شد. به گفته برخی از دانشمندان، بشریت حداکثر تا 30 سال قادر به استخراج "طلای سیاه" خواهد بود.

نظریه دیگر خوش بینانه تر است و شرکت های بزرگ نفتی را امیدوار می کند. به آن بیوژنیک می گویند. موسس آن D.I. مندلیف. او در یکی از بازدیدهای خود از باکو با زمین شناس معروف هرمان آبیخ ملاقات کرد که با شیمیدان بزرگ افکار خود را در مورد تشکیل نفت در میان گذاشت.

ابیها خاطرنشان کرد که همه میادین بزرگ نفتی در مجاورت شکاف ها و گسل های پوسته زمین قرار دارند. مندلیف به این اطلاعات جالب توجه کرد و نظریه خود را در مورد تشکیل نفت ایجاد کرد. بر اساس آن، آب های سطحی که از طریق شکاف ها به عمق پوسته زمین نفوذ می کنند، با فلزات و کاربیدهای آنها واکنش نشان می دهند. در نتیجه این واکنش هیدروکربن هایی تشکیل می شود که به تدریج از همان شکاف های پوسته زمین بالا می آیند. به تدریج، یک رسوب نفتی در ضخامت پوسته زمین ظاهر می شود. این فرآیند کمتر از 10 سال طول می کشد. این نظریه به دانشمندان اجازه می دهد تا ادعا کنند که ذخایر نفت برای قرن ها باقی خواهند ماند.

اگر مردم هر از چندگاهی تولید را متوقف کنند، ذخایر نفت در میادین دوباره پر می شود. انجام این کار در مواجهه با جمعیت روزافزون تقریبا غیرممکن است. تنها امید در ذخایر کشف نشده باقی می ماند.

امروزه دانشمندان شواهد بیشتری از صحت نظریه زیست زایی ارائه می دهند. یک دانشمند مشهور از مسکو نشان داد که وقتی هر هیدروکربنی حاوی یک جزء پلی نفتنیک تا 400 درجه گرم شود، روغن خالص آزاد می شود.

روغن مصنوعی

روغن مصنوعی را می توان در شرایط آزمایشگاهی تولید کرد. این در قرن گذشته شناخته شده بود. چرا مردم در اعماق زمین به دنبال نفت می گردند و آن را سنتز نمی کنند؟ همه چیز در مورد ارزش عظیم بازار روغن مصنوعی است. تولید آن بسیار زیان آور است.

این واقعیت که روغن را می توان در آزمایشگاه به دست آورد، نظریه زیست زایی تشکیل نفت را تأیید می کند که اخیراً طرفداران زیادی در کشورهای مختلف پیدا کرده است.

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 غیرقابل نفوذی که منافذ و شکاف 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.