Круглый стол «Генезис глубинной нефти» прошел в ТПУ в рамках юбилейного 25-го международного научного симпозиума студентов и молодых ученых имени академика Михаила Антоновича Усова «Проблемы геологии и освоения недр».
Основной темой мероприятия стали разные теории происхождения нефти. С докладом, посвященным критическому рассмотрению различных гипотез происхождения нефти, выступил профессор отделения геологии ТПУ Иван Гончаров. Он отметил, что проблемой генезиса нефти занимается более 50 лет, и еще его кандидатская диссертация была посвящена получению нефти из простейших неорганических соединений — окиси углерода и водяного пара. Однако в своем докладе он более подробно остановился на рассмотрении органической гипотезы и привел многочисленные примеры решения конкретных практических задач, возникающих в процессе разведки и добычи нефти.
«Основной постулат органической гипотезы генезиса нефти гласит, что нефть — это аккумулированная в результате фотосинтеза солнечная энергия, залежь нефти — это заряженный аккумулятор. Роль солнечных батарей, заряжающих этот аккумулятор, выполняют живые организмы — биопродуценты, но они разные (высшая наземная растительность, фитопланктон, водоросли, бактерии и другие). Поэтому все нефти на молекулярном и изотопном уровнях имеют разные "отпечатки пальцев", по которым легко установить их генетическое родство и обнаружить местонахождение общей для них нефтематеринской породы»,
— сказал эксперт.
В рамках органической гипотезы происхождения нефти важным является присутствие в нефти так называемых биомаркеров — молекул, унаследовавших структуру своих биологических предшественников. Используя их, Ивану Васильевичу с коллегами удалось провести генетическую типизацию нефтей Западной Сибири и выделить среди них баженовский, тогурский и палеозойский типы. На их основе удается решать многие практические задачи, связанные с поиском новых месторождений нефти и газа, а также с их разработкой. Такие работы очень востребованы, и политехники их постоянно выполняют по заказу различных индустриальных партнеров.
«Например, к нам обратился один недропользователь, у которого в процессе разработки пласта появились сомнения в его строении, и это существенно осложняло добычу. Исследования изотопного и молекулярного состава нефти показали, что на самом деле пласт не является единой гидродинамической системой, а представлен системой линз, заполненных двумя генетически разными флюидами и их смесями. Это позволило изменить подход к разработке пласта», — подчеркнул профессор.
В конце своего выступления эксперт сказал, что существующие на сегодня гипотезы происхождения нефти не могут объяснить все наблюдаемые явления и дать однозначный ответ на вопросы, связанные с синтезом углеводородов и неуглеводородных компонентов нефти, их миграцией и аккумуляцией. Гипотезы лишь в разной степени детальности отражают разные стороны этого сложного процесса.
«Однако, из всех гипотез только органическая наиболее близка к тому, чтобы называться теорией. Она не только опирается на последние достижения науки, но и в отличие от всех остальных, обладает прогностическими функциями. Она может ответить на вопросы: из чего, когда, почему, где, в каком количестве и какого качества образуется нефть», — подытожил Иван Гончаров.
В свою очередь исполняющий обязанности руководителя отделения нефтегазового дела ТПУ Игорь Мельник рассказал о теории неорганической природы глубинной нефти. По словам эксперта, он заинтересовался вопросом генезиса нефти около 10 лет назад во время изучения коэффициента успешности нефтяных месторождений по поисковым скважинам. Тогда ученый пришел к выводу, что этот критерий очень низкий.
«У меня возник вопрос, почему коэффициент такой маленький, с чем он связан? А связан он с тем, что обычно геологи по сейсмике находят определенную ловушку и используют только два критерия: присутствие ловушки и нефтематеринской породы. При этом органическая, осадочно-миграционная гипотеза образования нефти говорит о том, что вся органика в процессе осадка накопления попадает на дно океана, и в конечном итоге это все превращается в нефтематеринскую породу. А органическое вещество — кероген — генерирует нефть. Тогда как в процессе бурения это подтверждается не всегда. Но есть и другая концепция. Неорганическая концепция образования нефти говорит о том, что в мантии Земли под давлением и при высокой температуре из углерода и водорода, которые имеются в магме, образуются радикалы CH, CH2. CH3, которые, как и свободный водород H2, двигаются из магмы вверх в земную кору по глубинным разломам и образуют залежи углеводородов в земной коре», — сказал Игорь Мельник.
Авторами неорганической концепции считаются, по словам ученого, Дмитрий Менделеев (1877 год), в советский период (1950–1980) — Н.А. Кудрявцев, В.Б. Порфирьев, Э.Б. Чекалюк и другие, а в настоящее время — А.И. Тимурзиев, В.В. Гордиенко, В.А. Краюшкин и другие ученые. Он также привел в пример один из недавних экспериментов, проведенных в РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, по образованию углеводородов из карбида железа в термобарических условиях, сходных с условиями верхней мантии земли. Ученые смоделировали условия верхней мантии в интервале глубин 80-150 км, и реакция цементита с водой показала образование сложных углеводородных систем, состоящих из легких парафиновых и нафтеновых углеводородов.
«В разных странах и в разное время проводились эксперименты, подтверждающие, что углеводороды могут образовываться на глубине сотен километров в мантии. Также молекулы нефти находят внутри алмазов, метеоритов. Дальнейшие исследования российских, китайских, американских и европейских ученых неорганическое происхождение нефти экспериментально подтверждают»,
— подчеркнул эксперт.
Он коснулся вопросов первичной и вторичной миграции молекул углеводородов, а также латеральной фильтрации флюидов и вертикальной миграции. Обратил он внимание и на биомаркеры нефтей, поясняя, что в работах ряда ученых, например, К.С. Иванова, В.А. Краюшкина, П.Н. Кропоткина и других была экспериментально доказана небиологическая природа биомаркеров. Также они были обнаружены в метеоритах, мантийных ксенолитах и фумаролах современных вулканов.
«Мне бы хотелось отметить следующее: при поиске углеводородного сырья имеет смысл пересмотреть методику самого поиска и использовать новые технологии выявления нефтегазовых залежей, основанные на обнаружениях не только ловушек, разломов растяжения и проницаемыз зон литосферы, вплоть до мантии, но и вертикальных проницаемых каналов самой мантии», — подытожил ученый.
Кроме того, в работе круглого стола принял активное участие заместитель главного геофизика АО «Центральная геологическая экспедиция», академик РАЕН Ахмет Тимурзиев. Он и другие участники задали ряд вопросов экспертам.
Работа симпозиума продолжится до 9 апреля. Подробная информация доступна на сайте.