О возобновляемости запасов нефти и газов на основе новых научных концепций нефтегазообразования

On renewable oil and gas based new scientific concepts of origin of oil and gas

A. AGAFONOV, NIIVT-FC rusichy Oryol-Pharma LTD, R. AGAFONOV, Penza State University,
A. PIVKIN, NIIVT OJSC, T. PONOMAREVA, V. CHERNETSOV, P.F. RGUITP

Авторы сделали сравнительный анализ традиционной концепции нефтегазообразования и новой, согласно которой предполагается возможность возобновляемости образования нефти и газа.

The authors made a comparative analysis of conventional concept of oil and gas generation and the new concept, according to which renewability of oil and gas generation is considered possible.

АНАЛИЗ ОРГАНИЧЕСКОЙ КОНЦЕПЦИИ НЕФТЕГАЗООБРАЗОВАНИЯ

Оценка потенциальных ресурсов нефти и газа во многом определяется подходом к проблеме нефтегазообразования. До последнего времени в геологической науке господствовала теория о том, что нефть и газ генерировались и хранились в течение длительного геологического времени (до нескольких сотен млн лет), а материал сапропелевого органического вещества (ОВ) осадочных пород для нефтегазообразования формировался в течение длительного геологического времени [1 – 3].

Вместе с тем теоретическая база органической концепции нефтегазооборазования не смогла объяснить и предсказать:
  • возможность образования нефти и газа в глубокопогруженных отложениях ОВ, т. е. на глубине более 5 км;
  • образование нефти и газа при температуре до 100°С;
  • образование нефти и газа из неорганического сырья.
Отсутствовала концепция об источнике образования водорода и его роли при генерации нефти и газа из отложений ОВ.

В целом традиционная геологическая наука в связи с указанными выше целями определила значительную роль геологического времени в процессах нефтегазообразования, из чего вытекала концепция глобального их истощения в ближайшем будущем в связи с отсутствием возможности возобновляемости.
По традиционной концепции нефтеобразование — весьма длительный процесс (обычно много млн лет)

НОВЫЕ НАУЧНЫЕ КОНЦЕПЦИИ НЕФТЕГАЗООБРАЗОВАНИЯ

В статье приведены наиболее значимые работы в части новых научных концепций о возобновляемости запасов нефти и газа, определяющих потенциальные ресурсы углеводородов на ближайшую и более далекую перспективу и особенно природу процессов нефтеобразования, сокращающих время их образования и непрерывность процессов генезиса углеводородов.

НАУЧНАЯ КОНЦЕПЦИЯ д.г.-м.н. В. ЛАРИНА

Одной из таких концепций, с которой авторы настоящей статьи встретились в процессе работы, является научная концепция нефтегазообразования доктора геолого-минералогических наук В. Ларина [4]. Она отличается от традиционной органической тем, что:
  • признана важная роль водорода в генерации нефти и газа, т. к. водорода по отношению к углероду Н/С содержится: в традиционном газе (метане СН4) как 4:1, а в жидких углеродах как 2–2,5: 1;
  • нефть не может сохраниться с девона или карбона, т. к.: является нежной субстанцией, ее легколетучие составляющие сильно испаряются, она легко может быть пищей для многих бактерий;
  • при таком постоянном литостатическом давлении нефть должна уплотняться путем отщепления водорода и превращаться с течением времени в битум или асфальт.
Отсюда можно сделать вывод, что нефть не может лежать миллионы лет. Согласно материалам работы [4], нефть и газ должны генерироваться по мере поступлений водорода и процесс этот происходит постоянно.

РАЗВИТИЕ НАУЧНОЙ КОНЦЕПЦИИ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

Ссылаясь на теорию Д.И. Менделеева об образовании углеводородов в недрах Земли при воздействии воды на карбиды тяжелых металлов, авторы статьи «Проблема генезиса углеводородов: поиск продолжается» [5] Р.А. Исмагилов и М.Ф. Фархутдинов анализируют проблемы генезиса углеводородов не только на планете Земля, но и в космосе. Особенно в части образования метана неорганического происхождения на спутнике Титан планеты Сатурн в виде метановых морей при температуре минус 180°С. Отмечается, что планета Титан в настоящее время отвечает эволюционному состоянию Земли 4,5 млрд лет назад, т. е. в самом начале своего эволюционного развития. В связи с этим интересна гипотеза авторов статьи о существовании метановых морей неорганического (космического) происхождения на Земле 4,5 млрд лет назад с последующим окислением части метана с образованием воды и углекислого газа (до 60% в атмосфере Земли) и возможном участии такого метана в образовании гидратов в Земле. В работе [5] приведены данные механохимических реакций образования углеводородов как из органических веществ, так и из природных минералов при воздействии тектонических процессов при температурах 20 – 70°С. Отмечается также, что в наши дни теория Д.И. Менделеева, высказанная еще в 1877 г., и другие неорганические концепции образования нефти приобретают большой научный интерес.

НАУЧНАЯ КОНЦЕПЦИЯ ПО ЭНЕРГЕТИКЕ ОСАДОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ П.П. ТИМОФЕЕВА, А.В. ЩЕРБАКОВА, В.А. ИЛЬИНА

Значительный интерес представляет научная концепция по энергетике осадочных процессов в работе [6], в которой излагаются проблемные вопросы комплексного изучения энергетики осадочных процессов на различных стадиях развития литосферы. Эти процессы непосредственно связаны с круговоротом вещества, образованием минералов и их изменением, а также формированием и разрушением полезных ископаемых. Приводятся результаты расчетов и обоснований существующего баланса между массами вещества, транспортируемого с континентов в Мировой океан. Особое внимание в работе [6] уделяется энергетической оценке гипергенеза, седиментогенеза и литогенеза, что позволит, по мнению авторов, с одной стороны, подойти к количественной оценке энергетических процессов отдельных этапов континентального и океанического минерало- и породообразования, с другой — сравнить энергетические мощности известных геологических процессов между собой, что должно привести к решению проблемы энергетики литосферы и Земли в целом. Отмечается, что сам осадочный процесс представляет собой энергомассоперенос в верхней части литосферы в различных условиях гравитационного, термобарического и термохимического (тепловой эффект реакций) режимов. В целом данная книга представляет интерес для обоснования научной концепции о возобновляемости запасов нефти и газа, связанной в первую очередь с круговоротом вещества, непрерывным процессом образования и разрушения месторождений осадочных полезных ископаемых.

ОТКРЫТИЯ УЧЕНЫХ ЯКУТСКОГО ФИЛИАЛА СО АН СССР

Наибольший интерес вызывают открытия в области происхождения и образования нефти и существования в недрах Земли гидратов — твердого газа, сделанные коллективом советских ученых Якутского филиала СО АН СССР во главе с директором Института горного дела Севера Якутского филиала академиком АН СССР, автором крупных открытий, изобретений в области происхождения, разведки, добычи и транспортирования нефти и газа Н.В. Черским. Открытия сделаны в 70-е годы XX столетия и опубликованы в международном ежегоднике наиболее крупных научных достижений в работе «К тайнам глобального реактора» [7].
Гидрат метана
Одним из открытий Якутского филиала СО АН СССР является открытие о существовании в недрах Земли необычного вида углеводородного сырья — твердого газа, и внешне, и по физическим свойствам напоминающего лед. Элементарная ячейка гидрата представляет собой кристаллик, каркас которого состоит из шести молекул воды, а внутри этого каркаса находится одна молекула газа метана в сильно сжатом состоянии. При этом один кубометр гидрата содержит в себе до 200 м3 газа. Открытию предшествовали аварии в мощных газопроводах в результате образования гидратных пробок, которым предшествовали низкие температуры, большие давления, газ и вода, которая скапливалась в трубе [7].

В результате исследований выявлено, что взаиморасположение нетрадиционных источников нефти и газа в виде гидратов наблюдается как в виде морских газогидратов практически под уровнем дна Мирового океана, так и на суше, где газогидраты чаще всего расположены в зонах вечной мерзлоты: участки их мощностью до 1000 – 1200 м находятся на глубине 200 – 500 м от поверхности Земли [7, с. 334]. Термодинамические условия их образования: температура до 295°К (не выше 22°С) и давление до 250 атмосфер [7, с. 335].

Поэтому зона, где возможно образование газогидратных залежей, охватывает значительную часть суши нашей планеты и, главным образом, это районы вечной мерзлоты и примерно девять десятых территорий Мирового океана. При этом каких-либо принципиальных технических проблем в освоении газогидратных залежей не имеется в ближайшем будущем. Пока это практически нетронутый резерв, вселяющий оптимизм в обеспечение энергетической безопасности, требующей дополнительных затрат.

Особенно актуальным является открытие ученых во главе с академиком Н.В. Черским, которое позволяет по-новому подойти к проблеме образования нефти и газа как из органических, так и из неорганических веществ при активном участии не только тепловой энергии в глубинных слоях Земли, но и упругих волн сейсмических и тектонических процессов, к образованию ее залежей, к оценке скорости образования залежей нефти и газа, возможности возобновляемости их запасов [7]. В статье [7] дано достаточно подробное обоснование процесса открытия, особенно в части процесса образования нефти при температуре ниже 100°С. В начале 70-х годов XX столетия была теоретически обоснована возможность образования радикалов углеводородов из рассеянного ОВ на активной поверхности зерен радикалов. Необходимы были экспериментальные исследования, а также моделирование механизмов активации поверхностей зерен горных пород. В результате во второй половине 70-х годов XX столетия в Институте горного дела Севера Якутского филиала СО АН СССР были проведены близкие к природным процессам эксперименты, осадочные породы как органического, так и неорганического происхождения подвергались воздействиям упругих волн, аналогичных упругим волнам сейсмотектонических процессов. При воздействии упругих волн на осадочные породы наблюдалось их деформирование, смещение зерен относительно друг друга, упругое и пластическое изменение, размельчение, в результате чего деформирование и трение зерен между собой вызывало, как известно, эмиссию электронов. В качестве доноров свободных электронов и ионов выступали атомы и молекулы, активированные на поверхности зерен осадочных пород, что приводило к формированию на их поверхности активных центров с избыточной свободной энергией, которая затем использовалась в высокоэнергетических химических реакциях даже при температурах ниже 100°С. С увеличением температуры скорость нефтегазообразования значительно возрастает. В ходе этих реакций механическая энергия преобразуется (трансформируется) в химическую энергию практически без потерь на тепло. В целом считается, что доля сейсмотектонической активности в глобальном энергобалансе Земли составляет примерно половину, т. е. столько же, сколько приходится на все внутренние тепловые процессы Земли.

Кроме того, в ряде экспериментов облучение образцов осадочных пород приводило к ускорению в них диффузии в 40 – 50 раз, увеличению проницаемости пород для воды и нефти в 70 раз. Получалось, что сейсмические и тектонические процессы не только активнейшим образом помогают подземной генерации нефти, но и в сотни, тысячи раз ускоряют ее продвижение, накопление в ловушках (залежах).

В результате сделанного открытия, подтвержденного серией экспериментов как с органическими, так и неорганическими веществами пород, решается извечная проблема происхождения нефти, изменяются представления об исходных веществах и механизмах нефтегазообразования. Кроме того, открылась возможность прогнозировать запасы нефти и газа в тех слоях земной коры, которые раньше считались бесперспективными. Например, многими исследователями отрицалась сама возможность нефтегазообразования на глубинах более 5 км, хотя практически месторождения нефти и газа, в том числе и гигантские, открывались на глубине от 5 до 8 км. Как известно, геофизики, изучая строение земной коры, выделили в породах фундамента так называемый горизонт «А» на глубинах 6 – 33 км, в котором породы находятся в квазипластическом состоянии. Выше горизонта «А» расположен условно названный горизонт «Г», залегающий на глубине пяти и более километров. Отличается горизонт «Г» тем, что при переходе к нему от горизонта «А» резко (скачкообразно) падает плотность пород, изменяется скорость распространения упругих волн, снижаются внутренние напряжения и в горизонте «Г» возникают важнейшие очаги землетрясений. Горизонт «Г» служит поэтому своеобразным волноводом вокруг земного шара. Важные сведения о слое «Г» дала пронзившая его Кольская сверхглубокая скважина. Оказалось, что сложен он сильно нарушенными породами, разбитыми многочисленными трещинами. При наличии углеродсодержащих пород органического и неорганического происхождения, упругих волн в слое «Г» как в волноводе от землетрясений получается почти идеальный природный подземный реактор образования нефти и газа. С учетом новых механизмов генерации УВ из органических и неорганических веществ, накопленных в земной коре за геологическое время до 800 млн лет, и в соответствии с законом сохранения масс, постоянной восполняемости биомассы на поверх­ности Земли и в Мировом океане можно говорить о стократном увеличении прогнозных запасов нефти и газа и в значительной мере их возобновляемости. В целом открытие ученых АН СССР, к сожалению, загадочно оставшееся незамеченным, позволяет более оптимистично смотреть в будущее вопреки мрачным прогнозам экспертов.

ВЫВОДЫ

Анализ научных концепций и открытий по возобновляемости запасов нефти и газа позволяет сделать вывод о том, что нефть и газ, в соответствии с [4 – 7], образовались недавно, их запасы продолжают пополняться и в настоящее время, что подтверждается опытом эксплуатации многих скважин в течение длительного времени, например, нефтяных скважин под Баку в течение 120 лет [4, 7]. В целом это соответствует научной концепции по энергетике осадочных процессов [6] на различных стадиях развития литосферы, связанных с непрерывным круговоротом вещества, энергомассопереносом, образованием минералов и их изменением, а также формированием и разрушением полезных ископаемых.

Литература

  1. Неручев С.Г., Рогозина Е.А., Зеличенко И.А. и др. Нефтегазообразование в отложениях доманикового типа. Л.: Недра, 1986. 247 с.
  2. Белонин М.Д. , Гольдберг И.С. Гуревич А.Е. и др. Происхождение и прогнозирование скоплений газа, нефти и битумов / Под ред. Наливкина В.Д. Л.: Недра, 1983. 272 с.
  3. Тиссо Б., Вельсе Д. Образование и распространение нефти. М.: Мир, 1981. 504 с.
  4. Ларин В. Энергия на водороде — миф или реальность? М.: Журнал-справочник. Рынок электротехники. Аналитика // 2007. №4. С. 43 – 47.
  5. Исмагилов Р.А., Фархутдинов И.М. Проблема генезиса углеводородов: поиск продолжается. М.: Бурение и нефть. 2005, №6. С. 6 – 7.
  6. Тимофеев П.П., Щербаков А.В., Ильин В.А. Энергетика осадочного процесса М.: Наука, 1989. 208 с.
  7. Черский Н.В. К тайнам глобального реактора. М.: Знание. Международный ежегодник «Наука и человечество: человек, Земля, микромир, вселенная, технический прогресс», 1989. С. 332 – 343.

References

  1. Neruchev S.G., Rogozin E.A., Zelichenko I.A. and other petroleum in the sediments domanikovogo type. L.: Nedra, 1986. 247р.
  2. Belonin M.D., Goldberg I.S.,Gurevich A.E. etc. The origin and forecasting accumulations of gas, oil and bitumen, Ed. Nalivkina V.D. L.: Nedra, 1983. 272 p.
  3. Tissot B., Wels D. Education and dissemination of oil. Moscow: Mir, 1981. 504.
  4. Larin V. The energy of hydrogen - a myth or reality? AM: Journal Directory. Market for electronics. Analyst // 2007. № 4.Рр. 43 - 47.
  5. IsmagilovR.A., Farkhutdinov I.M. The problem of the genesis of hydrocarbons: the search continues. MM: Drilling and oil. 2005. № 6. Рр. 6 - 7.
  6. Timofeev P.P., Shcherbakov A.V., Ilyin V.A. Energy sedimentary process, Moscow: Nauka, 1989. 208 p.
  7. Cherskii N.V. The mysteries of the global reactor. M.: Knowledge. International Yearbook of Science and Humanity: Man, Land, microcosm, the universe, technical progress, 1989. Рр. 332 - 343.

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей


    Авторизация


    регистрация

    Агафонов А.И.

    Агафонов А.И.

    к.т.н., заместитель директора по НИОКР ООО «НИИВТ-Русичи-Фарма», директор НТЦ «НАНОТЕХЭНЕРГО»

    Агафонов Р.А.

    Агафонов Р.А.

    специалист по программированию и моделированию ПГУ

    Пивкин А.Г.

    Пивкин А.Г.

    к.т.н, директор

    ОАО «НИИВТ»

    Пономарева Т.А.

    Пономарева Т.А.

    к.м.н, главный специалист

    ПФ РГУИТП

    Чернецов В.И.

    Чернецов В.И.

    д.т.н., профессор, заместитель директора

    ПФ РГУИТП

    Просмотров статьи: 6696

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru