Развитие теории органического происхождения нефти и газа
По существу, основные положения теории биоорганического происхождения нефти предсказал М.В. Ломоносов (1733) в своей гипотезе образования нефти из ОВ при воздействии на него высокой температуры и последующей миграции и аккумуляции нефти в пористой среде. Только за источник нефтеобразования было принято не рассеянное, а концентрированное ОВ – ископаемые угли. Однако позже было установлено, что угленосные толщи генерируют горючие газы, а в некоторых случаях они могут выполнять роль и нефтематеринских пород. Близких взглядов на происхождение нефти придерживались в то время Ж. Бюффон, Дж. Геттон, а в ХIХ веке – Ч. Лайель, Г. Абих и Д. Ньюбери.
Отдельные аспекты современной теории биоорганического происхождения нефти и газа были разработаны трудами учёных в конце XIX - начале ХХ столетия. Среди отечественных учёных того времени выделяются работы Н.И. Андрусова, А.Д. Архангельского, В.И. Вернадского, И.М. Губкина, Н.Д. Зелинского, К.П. Калицкого, Г.П. Михайловского, а среди зарубежных учёных – работы Э. Блюмера, Ф. Ван-Тайла, Г. Гефера, П. Мразека, Г. Потонье, П. Траска, Д. Ханта, К. Энглера, Д. Уайта и других.
В середине XIX века произошло зарождение геохимии нефти и газа. Исследования английского химика Ч. Гатчетта показали сходство элементного состава природных битумов и растительных масел, смол и животных жиров, а также - уменьшение содержание водорода в ряду природных битумов от жидких к твёрдым.
В 1863 году американский исследователь Винчел ввёл в научную литературу понятие о нефтематеринских свитах осадочных пород как месте рождения нефти. Позже оно стало одним из ключевых в биоорганической теории образования нефти и газа.
С момента появления органической концепции до 30-х годов ХХ века её представители активно искали исходное нефтепроизводящее или нефтематеринское ОВ: М.В. Ломоносов принимал за него уголь, К. Энглер и Г. Гефер - останки рыб, рептилий и прочего ОВ, Г. Потонье, затем Г.Л. Стадников - сапропелиты, Г.П. Михайловский – рассеянное органическое вещество, К.П. Калицкий – морские водоросли зоостера в местах их обильного развития. Важными положениями для развития представлений о происхождении нефти, а также о механизме формирования её скоплений были предположения М.В. Ломоносова и Г. Абиха о вторичной природе нефти в залежах, а также выводы Г. Абиха о приуроченности скоплений нефти и газа Апшеронского полуострова к антиклиналям. Таким образом, параллельно с вопросом о происхождении нефти формировались представления её миграции от мест генерации к областям аккумуляции (накопления), то есть формирования скоплений нефти. Вопросу миграции УВ уделил внимание и Д.И. Менделеев в своей карбидной гипотезе.
Ближе всех к решению проблемы нефтегазообразования подошёл в начале ХХ века Г.П. Михайловский. В 1906 году он сформулировал основные научные положения гипотезы органического происхождения нефти. По его предположениям исходным веществом для её образования является рассеянное ОВ смешанного растительного и животного происхождения, захоронённое в глинистых морских осадках. В процессе погружения осадков ОВ битуминизируется, сначала под действием микроорганизмов, а затем – повышенной температуры и давления и образуется нефть. Складкообразующие процессы способствует перемещению УВ из глинистых отложений в песчаные породы–коллекторы.
Интенсивно развивалось в первые десятилетия ХХ века учение о нефтематеринских или нефтепроизводящих свитах. Этой проблеме были посвящены в 30-х годах работы Н.И. Андрусова, А.Д. Архангельского, И.М. Губкина, Г.П. Михайловского в России; Ф. Траска и П. Патнода в США. Всё большее признание получала в это время сапропелевая гипотеза нефтегазообразования, основанная на представлениях Г. Потонье. При этом допускалось, что нефтематеринскими породами могут быть породы, обогащённые рассеянным ОВ, преимущественно сапропелевого типа.
Большое значение для развития органической гипотезы имели предположения Д. Уайта (1915) о зависимости нефтегазообразования от степени метаморфизма осадочных пород. Степень их метаморфизма он определял по углеродному коэффициенту (процентному содержанию углерода) ископаемых углей. Таким образом, была предсказана смена состава и фазового состояния УВ с глубиной. Важную роль в формировании теории биоорганического происхождения УВ сыграли труды В.И. Вернадского – основоположника геохимии и в том числе основ биогеохимии нефти. В 1934 году он разработал геохимическую систему взаимодействия углерода с живым веществом биосферы, назвав её жизненным циклом углерода.
Биоорганическая концепция, как стройная теория нефтегазообразования, была сформулирована И.М. Губкиным в его работе «Учение о нефти» (1932), где он критически рассмотрел различные гипотезы и все, имеющиеся к тому времени факты. И.М. Губкин показал, что процесс нефте- и газообразования развивается периодично, стадийно, длительно и непрерывно, имеет региональный характер и прямо связан с тектогенезом и литогенезом Земли.
В 1948 году появилась работа В.А. Соколова «Очерки генезиса нефти», где впервые были обобщены и проанализированы все имеющиеся к тому времени данные по геохимии ОВ пород, и был обосновано показан процесс образования нефти и газа в осадочных породах. Развивая идею Д. Уайта, В.А. Соколов впервые привёл схему вертикальной зональности нефтегазообразвания и нефтегазонакопления. В разрезе осадочного чехла Земли он выделил несколько геохимических зон, в которых интенсивность и направленность процессов образования УВ сильно меняется, в зависимости от изменения геохимических и термобарических условий. В более поздних работах В.А. Соколова и его многочисленных последователей в России и зарубежом схема вертикальной зональности нефтегазообразования уточнялась, совершенствовалась, а затем добавилась положениями о главных фазах и зонах нефте- и газообразования. В результате она стала одним из важнейших положений современной теории органического происхождения нефти и газа.
Исследования российских и зарубежных учёных второй половины ХХ века А.А. Ализаде, А.А. Бакирова, Н.Б. Вассоевича, Д. Вельте, А. Леворсена, В. Линка, М.Ф. Мирчинка, С.Г. Неручева, А.Н. Резникова, Б.А. Соколова, Б. Тиссо, А.А. Трофимука, В.А. Успенской, Дж. Ханта и многих других были направлены на изучение геологических и геохимических условий образования нефте- и газопроизводящих пород, физико-химических процессов преобразования ОВ в углеводороды, эмиграции УВ в коллекторы и дальнейшей их миграции и аккумуляции. Изучались также геологические условия размещения скоплений нефти, газа и конденсата в земной коре, выявлялась роль флюидодинамики в формировании скоплений нефти и газа и в формировании их состава, классифицировались осадочно-породные бассейны по особенностям их развития и формирования потенциальной нефтегазоносности. Решались также и другие вопросы.