Нефть

Нефть (далее Н)

Н (через тур. neft, от перс. нефт) - горючая маслянистая жидкость со специфическим запахом, распространенная в осадочной оболочке Земли, являющаяся важнейшим полезным ископаемым. Образуется вместе с газообразными углеводородами (см. Газы природные горючие) обычно на глубинах более 1,2-2 км. Вблизи земной поверхности Н преобразуется в густую мальту, полутвердый асфальт и др.

. Общие сведения

Н состоит из различных углеводородов (алканов, циклоалканов, аренов - ароматических углеводородов - и их гибридов) и соединений, содержащих, помимо и гетероатомы - серу и
Н сильно варьирует по цвету (от светло-коричневой, почти бесцветной, до темно-бурой, почти черной) и по плотности - от весьма легкой (0,65-0,70 г/см³) до весьма тяжелой (0,98-1,05 г/см³). Пластовая Н, находящаяся в залежах на значительной глубине, в различной степени насыщена газообразными углеводородами. По составу Н также разнообразны. Поэтому говорить о среднем составе Н или "средней" Н можно только условно (рис. 1). Менее всего колеблется элементный состав: 82,5-87% С; 11,5-14,5% Н; 0,05-0,35, редко до 0,7% О; 0,001-5,3% ; 0,001-1,8% . Преобладают малосернистые Н (менее 0,5% ), но около ¹/₃ всей добываемой в мире Н содержит свыше 1% .

Мировые (без социалистических стран) разведанные запасы Н оценивались к началу 1973 в 71,2 млрд. т (данные по запасам Н, публикуемые за рубежом, возможно занижены). Запасы Н в недрах по странам и регионам распределяются крайне неравномерно (рис. 2).

Мировая добыча Н удваивается примерно каждое десятилетие. В 1938 она составляла около 280 млн. т, в 1950 около 550 млн. т, в 1960 свыше 1 млрд. т, а в 1970 свыше 2 млрд. т. В 1973 мировая добыча Н превысила 2,8 млрд. т. В СССР в 1940 было добыто 31,1 млн. т, в 1973 - 429 млн. т. Всего с начала промышленной добычи (с конца 1850-х гг.) до конца 1973 в мире было извлечено из недр 41 млрд. т, из которых половина приходится на 1965-73.

Н занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом хозяйстве. Ее доля в общем потреблении энергоресурсов непрерывно растет: 3% в 1900, 5% перед 1-й мировой войной 1914-1918, 17,5% накануне 2-й мировой войны 1939-45, 24% в 1950 и 41,5% в 1972. Н составляет основу топливно-энергетических балансов всех экономически развитых стран. В США на ее долю (включая газовый конденсат) приходится 46% общего потребления энергии (1972), в странах ЕЭС - свыше 60% (1972), в Японии - 70% (1972). В СССР доля Н в суммарной добыче топлива (в пересчете на условное топливо) составила 42,3% в 1972. Опережающий рост потребления жидкого топлива в развитых капиталистических странах (США, страны Западной Европы, Япония, Канада, Австралийский Союз), на долю которых приходится свыше ⁴/₅ потребления нефтепродуктов в мире (без социалистических стран), но около 10% разведанных запасов и около 30% ее добычи, привел к углублению географического разрыва между районами добычи и потребления Н (рис. 3).

Быстрый рост добычи Н в развивающихся странах (особенно на Ближнем и Среднем Востоке), за счет которых покрываются растущие промышленные и военно-стратегические потребности развитых капиталистических стран, оказывает решающее воздействие на нефтяное хозяйство капиталистического мира. См. Нефтяные монополии.

. Происхождение и условия залегания

В познании генетической природы Н и условий ее образования можно выделить несколько периодов. Первый из них (донаучный) продолжался до средних веков. Так, в 1546 Агрикола писал, что Н и каменные угли имеют неорганическое происхождение; последние образуются путем сгущения и затвердевания Н

Второй период - научных догадок - связывается с датой опубликования труда М. В. Ломоносова "О слоях земных" (1763), где была высказана идея о дистилляционном происхождении Н из того же органического вещества, которое дает начало каменным углям.

Третий период в эволюции знаний о происхождении Н связан с возникновением и развитием нефтяной промышленности. В этот период были предложены разнообразные гипотезы неорганического (минерального) и органического происхождения Н

В 1866 французский химик М. Бертло высказал предположение, что Н образуется в недрах Земли при воздействии углекислоты на щелочные металлы. В 1871 франц. химик Г. Биассон выступил с идеей о происхождении Н путем взаимодействия воды, ₂, ₂ с раскаленным В 1877 Д. И. предложил минеральную (карбидную) гипотезу, согласно которой возникновение Н связано с проникновением воды в глубь Земли по разломам, где под воздействием ее на "углеродистые металлы" - карбиды - образуются углеводороды и окись В 1889 В. Д. Соколов изложил гипотезу космического происхождения Н По этой гипотезе исходным материалом для возникновения Н служили углеводороды, содержавшиеся в газовой оболочке Земли еще во время ее звездного состояния. По мере остывания Земли углеводороды поглотились расплавленной магмой. Затем, с формированием земной коры, углеводороды проникли в осадочные породы в газообразном состоянии, конденсировались и образовали Н

В 50-60-е гг. 20 в. в СССР (Н А. Кудрявцев, В. Б. Порфирьев, Г. Н Доленко и др.) и за рубежом (английский ученый Ф. Хойл и др.) возрождаются различные гипотезы неорганического (космического, вулканического, магматогенного) происхождения Н Однако на 6-м (1963), 7-м (1967) и 8-м (1971) Международных нефтяных конгрессах неорганические гипотезы не получили поддержки.

Важным для познания генезиса Н являлось установление в конце 19 - начале 20 вв. оптической активности Н, а также тесной связи Н с сапропелевым органическим веществом в осадочных породах. Сапропелевую гипотезу, высказанную впервые немецким ботаником Г. Потонье в 1904-05, в дальнейшем развивали русские и советские ученые - Н И. Андрусов, В. И. Вернадский, И. М. Губкин, Н Д. Зелинский и др. Сапропелевая гипотеза ассимилирована современной теорией осадочно-миграционного происхождения Н Развитию представлений о природе Н и условиях формирования ее залежей способствовали также труды немецкого ученого К. Энглера, американских геологов Дж. Ньюберри, Э. Ортона, Д. Уайта, русских и советских ученых - Г. П. Михайловского, Д. В. Голубятникова, М. В. Абрамовича, К. И. Богдановича и др.

Четвертый период характеризуется организацией широких геолого-геохимических исследований, направленных на решение проблемы нефтеобразования и органически связанной с ней проблемы нефтематеринских отложений. В СССР такие работы осуществлены А. Д. Архангельским в 1925-26. В США аналогичные исследования начаты в 1926 П. Траском. В 1932 была опубликована классическая работа И. М. Губкина "Учение о нефти", сыгравшая огромную роль в развитии представлений о генезисе Н и формировании ее залежей. В 1934 в Н, асфальтах и ископаемых углях были найдены порфирины, входящие в молекулу и др. природных пигментов.

Начало пятого периода связано с открытием в 50-е гг. 20 в. (в СССР - А. И. Горской, в США - Ф. Смитом) нефтяных углеводородов в осадках водоемов различного типа (в озерах, заливах, морях, океанах). Дальнейшему прогрессу в этой области способствовали работы многих ученых и коллективов исследователей в разных странах: в СССР (А. Д. Архангельский, В. И. Вернадский, А. П. Виноградов, И. М. Губкин, Н М. Страхов, А. А. Трофимук, А. М. Акрамходжаев, И. О. Брод, Н Б. Вассоевич, В. В. Вебер, А. Ф. Добрянский, Н А. Еременко, А. Э. Конторович, М. Ф. Мирчинк, С. Н Неручев, К. Ф. Родионова, В. А. Соколов, В. А. Успенский и др.), в США (Ф. М. Ван-Тайл, К. Зобелл, У. Майншайн, А. Леворсен, Дж. Смит, Ф. Смит, Дж. Хант, Х. Хедберг, Э. Эванс, П. Эйбелсон, Дж. Эрдман и др.), во (Б. Тиссоидр.), в ГДР (Р. Майнхольд, П. Мюллеридр.), в ФРГ (М. Тайхмюллер, Д. Вельте и др.), а также в Японии, Великобритании и др. Убедительные доказательства биогенной природы нефте-материнского вещества были получены в результате детального изучения эволюции молекулярного состава углеводородов и их биохимических предшественников (прогениторов) в исходных организмах, в органическом веществе осадков и пород и в различных Н из залежей. Важным явилось обнаружение в составе Н хемофоссилий - весьма своеобразных, часто сложно построенных молекулярных структур явно биогенной природы, т. е. унаследованных (целиком или в виде фрагментов) от органического вещества. Изучение распределения стабильных изотопов (¹², ¹³) в Н, органическом веществе пород и в организмах (А. П. Виноградов, Э. М. Галимов) также подтвердило неправомочность неорганических гипотез. Было установлено, что Н - результат литогенеза. Она представляет собой жидкую (в своей основе) гидрофобную фазу продуктов фоссилизации (захоронения) органического вещества (керогена) в водно-осадочных отложениях. Нефтеобразование - стадийный, весьма длительный (обычно много млн. лет) процесс, начинающийся еще в живом веществе. Выделяется ряд стадий: подготовительная, во время которой под влиянием биохимических и биокаталитических факторов образуется диффузно рассеянная в материнской породе Н (микронефть); главная, когда в результате битуминизации генерируется основная масса микронефти, происходит ее "созревание", сближение по составу с собственно Н и миграция в коллекторы, а по ним в ловушки; постумная, когда усиливается накопление низкомолекулярных углеводородов, обусловливающее образование обычно легкой газорастворенной Н - газоконденсата; постепенно газы становятся все более "сухими" (т. е. богатыми ₄). И. М. Губкин выделял также стадию разрушения нефтяных месторождений.

Считается, что основным исходным веществом Н обычно является планктон, обеспечивающий наибольшую биопродукцию в водоемах и накопление в осадках органического вещества сапропелевого типа, характеризующегося высоким содержанием (благодаря наличию в керогене алифатических и алициклических молекулярных структур). Породы, образовавшиеся из осадков, содержащих такого типа органическое вещество, потенциально нефтематеринские. Чаще всего это глины, реже - карбонатные и песчано-алевритовые породы, которые в процессе погружения достигают верхней половины зоны мезокатагенеза (см. Катагенез), где вступает в силу главный фактор нефтеобразования - длительный прогрев органического вещества при температуре от 50 °С и выше. Верхняя граница этой главной зоны нефтеобразования располагается на глубине от 1,3-1,7 км (при среднем геотермическом градиенте 4 °С/100 м) до 2,7-3 км (при градиенте 2 °С/100 м) и фиксируется сменой буроугольной степени углефикации органического вещества каменноугольной. Главная фаза нефтеобразования приурочена к зоне, где углефикация органического вещества достигает степени, отвечающей углям марки Г (см. Каменный уголь). Эта фаза характеризуется значительным усилением термического и (или) термокаталитического распада полимерлипоидных и др. компонентов керогена. Образуются в большом количестве нефтяные углеводороды, в том числе низкомолекулярньге (₅-₁₅), почти отсутствовавшие на более ранних этапах превращения органического вещества. Эти углеводороды, дающие начало бензиновой и керосиновой фракциям Н, значительно увеличивают подвижность микронефти. Одновременно, вследствие снижения сорбционной емкости материнских пород, увеличения внутреннего давления в них и выделения воды в результате дегидратации глин, усиливается перемещение микронефти в ближайшие коллекторы. При миграции по коллекторам в ловушки Н всегда поднимается, поэтому ее максимальные запасы располагаются на несколько меньших глубинах, чем зона проявления главной фазы нефтеобразования (рис. 4), нижняя граница которой обычно соответствует зоне, где органическое вещество пород достигает степени углефикации, свойственной коксовым углям (К). В зависимости от интенсивности и длительности прогрева эта граница проходит на глубинах (имеются в виду максимальной глубины погружения за всю геологическую историю данной серии осадочных отложений) от 3-3,5 до 5-6 км.

Н находится в недрах в виде скоплений различного объема от нескольких мм³ до нескольких десятков млрд. м³. Практический интерес имеют залежи Н, представляющие ее скопления с массой от нескольких тыс. т и больше, находящиеся в пористых и проницаемых породах-коллекторах. Различают 3 основных типа коллекторов: межгранулярные (главным образом песчаные и алевритовые породы), кавернозные (например, карстово-кавернозные, рифогенные и др. известняки) и трещинные (карбонатные, и др. трещиноватые породы). Залежь обычно располагается под слабопроницаемыми породами, слагающими покрышку.

Каждая залежь Н находится в ловушке, задержавшей мигрировавшие Н и газ и сохранявшей их в течение длительного времени. Можно выделить 3 основных типа ловушек: замкнутые, полузамкнутые и незамкнутые. Первые 2 типа связаны с первичным выклиниванием (стратиграфическое несогласие, тектоническое экранирование) коллекторов (рис. 5) и поэтому именуются ловушками выклинивания. Незамкнутые ловушки являются гидравлическими - в них газ и Н удерживаются в сводовой части антиклинального перегиба слоев (весьма распространенный тип залежей Н) или выступа подземного рельефа (например, захороненного рифа). Наиболее приподнятую часть ловушки иногда занимает газ ("газовая шапка"); в этом случае залежь называется газонефтяной; под Н располагается вода. Н залегает на разных глубинах, вплоть до 6-7 км, однако на глубине 4,5-5 км нефтяные залежи все чаще сменяются газовыми и газоконденсатными. Максимальное число залежей Н располагается в интервале 0,5-3 км, а наибольшие запасы сосредоточены в пределах 0,8-2,4 км.

. Нефтегазоносные бассейны, области, районы, месторождения

Обязательным условием нефтеобразования является существование крупных осадочных бассейнов, в процессе развития которых осадки (породы), содержащие органическое вещество, могли при опускании достичь зоны, где осуществляется главная фаза нефтеобразования. Выделение осадочных бассейнов, являющихся родиной Н, имеет большое значение при нефтегазогеологическом районировании территорий и акваторий. Такие бассейны сильно варьируют по размерам - от нескольких тыс. до нескольких млн. км², однако около 80% их имеют площадь от 10 тыс. до 500 тыс. км². Всего в современном структурном плане Земли насчитывается (если исключить небольшие, преимущественно межгорные) около 350 таких бассейнов. Промышленная нефтегазоносность установлена в 140 бассейнах; остальные являются перспективными. По тектоническому строению среди осадочных бассейнов различают внутриплатформенные (около 30%), внутрискладчатые (около 35%), складчато-платформенные, или краевых прогибов (около 15%), периокеанические платформенные (около 15%) и др. К кайнозойским отложениям приурочено около 25% всех известных запасов Н, к мезозойским - 55%, к палеозойским - 20%. В пределах нефтегазоносных бассейнов выделяют нефтегазоносные области, районы и (или) зоны, характеризующиеся общностью строения и автономией.

Месторождения Н являются основной низшей единицей районирования. Это участки земной коры площадью в десятки - сотни, редко тысячи км², имеющие одну или несколько залежей Н в ловушках (рис. 6). Большей частью это участки, где Н собирается путем боковой или реже вертикальной миграции из зон нефтеобразования.

В мире известно (1973) около 28 тыс. месторождений Н; из них 15-20% газонефтяные. Распределение месторождений по запасам подчинено закону, близкому к логнормальному. На долю месторождений с общими геологическими запасами каждого свыше 3 млн. т (извлекаемые запасы Н обычно составляют около ¹/₄-¹/₂ геологических) приходится лишь ¹/₆ всех месторождений; из них более 400 находится в прибрежных зонах моря. Около 85% мировой добычи Н дают 5% разрабатываемых месторождений; среди них в 1972 насчитывалось 27 гигантов с начальными извлекаемыми запасами каждого, превышающими 0,5 млрд. т. Больше всего таких месторождений на Ближнем Востоке. Только в двух из них - Гавар (Саудовская Аравия) и Бурган (Кувейт) - сосредоточено более 20% всех разведанных запасов Н мира (без социалистических стран).

Месторождения Н выявлены на всех континентах (кроме Антарктиды) и на значительной площади прилегающих акваторий (см. карту).

На территории СССР месторождения Н были открыты в 19 в. на Апшеронском полуострове (см. Бакинский нефтегазоносный район), в районе Грозного, Краснодарском крае, на полуострове Челекен, в Тимано-Печорской области и на острове Сахалин. Накануне и после Великой Отечественной войны 1941-45 открыты и введены в разработку месторождения в Волго-Уральской нефтегазоносной области, позже выявлены месторождения в Западной Туркмении, в Казахстане (см. Мангышлакский нефтегазоносный район), в Ставропольском крае, на Украине и в Белоруссии. В 50-60-х гг. 20 в. был открыт один из крупнейших в мире Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн, в пределах которого обнаружены значительные месторождения Н (табл. 1).

Табл. 1.- Важнейшие нефтяные месторождения ряда социалистических стран (1973)

Страна, название месторождения, год открытия	бассейны, области, районы	родуктивные			Плотность нефти,	Содержаие в нефти, %
		средняя глубина, м	геологический возраст	состав
		средняя глубина, м	геологический возраст	состав
СССР
, 1955	<	1200	карбон	песчаники и известняки	0,900	3,15
1871	Южно-Каспийская	1500	плиоцен	песчаники	0,865-0,940	0,2
, 1959	-Печорский	1900	девон	песчаники	0,852	0,50
Ленинское, 1956	Южно-Каспийская	2000	плиоцен	пески	0,860	0,2
Нефтяные Камни*, 1951	Южно-Каспийская	1000	плиоцен	песчаники	0,820-0,925	0,2
, 1948	Волго-Уральская<	1500	девон	песчаники	0,810	1,7
Самотлорское 1965	Западно-Сибирский	2000	нижний мел	песчаники	0,850	0,76
Старогрозненское, 1893	Предкавказская<	300-3000	миоцен и	песчаники и	0,850	0,2
			верхний мел	известняки	0,850	0,2
1937	Волго-Уральская<	1480	девон и карбон	песчаники	0,850	1,50
, 1961	Мангышлакский<	800	юра	песчаники	0,855	0,2
Болгария
Долни 1962	<	3400	триас	известняки	0,814	0,12
Венгрия
, 1937	Панонская<	1000	миоцен	песчаники	0,833	-
Китай
1955	<	200	триас	песчаники	0,860	-
Румыния
Кыштна 1883	нская<	600	миоцен	песчаники	0,850	0.20

* В Каспийском море.

Среди др. социалистических стран ряд месторождений имеется в Румынии и Китае, а также на территории Югославии, Польши, Венгрии. Единичные мелкие месторождения открыты в Болгарии, ГДР и Монголии.

Среди развитых капиталистических и развивающихся стран наиболее крупные месторождения открыты в странах Ближнего и Среднего Востока (табл. 2). Крупные месторождения Н открыты в 50-60-х гг. 20 в. также в странах Северной и Западной Африки (Ливия, Алжир, Нигерия и Ангола), в Австралии и Юго-Востоке Азии (Индонезия, Бруней), несколько меньшие по запасам - в Индии, Бирме, Малайзии и совсем мелкие - в Японии. В США известно свыше 13 000 (в основном мелких) месторождений Н; наиболее крупное открыто на Аляске (Прадхо-Бей), второе по величине - в Техасе (Ист-Тексас), несколько меньшие (по запасам) месторождения известны в (см. Калифорнийская нефтеносная область), Оклахоме и др. штатах (см. Мексиканского залива нефтегазоносный бассейн). Крупные месторождения Н выявлены в Канаде и Мексике. В Южной Америке месторождения с большими запасами открыты в Венесуэле, где расположено одно из крупнейших месторождений-гигантов Боливар, объединяющее группу месторождений (например, Лагунильяс, Бачакеро, Тиа-Хуана) на сев.-вост. побережье озера Маракайбо (см. Маракайбский нефтегазоносный бассейн); единичные крупные месторождения имеются в Аргентине, Колумбии, Бразилии, на острове Тринидад и в смежных с ним акваториях. В Западной Европе крупные месторождения открыты лишь в акватории Северного моря (на шельфах Великобритании, Норвегии и Дании).

Месторождения Н открыты во многих акваториях: Каспийского, Черного, Северного, Средиземного, Яванского, Южно-Китайского, Японского и Охотского морей, Персидского, Суэцкого, Гвинейского, Мексиканского, Кука и Пария заливов, пролива Басса, прибрежных частей Атлантического (вблизи Анголы, Конго, Бразилии, Аргентины, Канады), Тихого (вблизи Перу и Экуадора) и (вблизи Сев.-Зап. Австралии) океанов. (О размерах добычи по странам см. Нефтяная промышленность.)

Табл. 2.- Важнейшие нефтяные месторождения развитых капиталистических и развивающихся стран (1973)

Страна, название месторождения, год открытия

Запасы извлекаемые, млн. т

Продуктивные отлож

Средняя плотность, г/см³

Содержание серы, %

начальные

на 1 1973

средняя глубина, м

геологический возраст

литологический состав

Ближний и Средний Восток

Ирак

Киркук, 1957

2115

1322

1300

палеоген-неоген

известняки

0,845

2,0

Эр-Румайла, 1953

1852

1639

3300

мел

известняки

0,850

Иран

Гечсаран, 1928

1557

1169,4

2130

палеоген-неоген

известняки

0,869

1,66

Марун, 1964

1472

1279,9

3350

палеоген-неоген

известняки

0,859

Агаджари, 1938

1367

663,2

1980

палеоген-неоген

известняки

0,856

1,36

Ахваз, 1958

1246

1144,5

2740

палеоген-неоген

известняки

0.861

1,66

Сассан², 1966

203

175

2100

юра

известняки

0,855

Катар

Духан, 1940

323

152

2200

юра

известняки

0,820

1,3

Кувейт

Бурган, 1938

2240

1140

1460

мел

песчаники

0,871

2,5

Объединенные Арабские эмираты

Абу-Заби

Мурбан, 1960

439

267,3

2600

юра

известняки

0,830

0,6

Дубаи

Фатех², 1966

216

198,9

2600

юра

известняки

0.861

Саудовская Аравия Гавар, 1948

10142

9784

2040

юра

известняки

0,845

1,7-2,1

1951

2913

2583

1550

мел

известняки

0,898

2,90

, 1940

1120

578

2030

юра

известняки

Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска

		Новости 19.04.2024 08:03:40

	Copyright © 1999-2023 Oval.ru, All Rights Reserved.

Нефть

<

<

нская<