Михаил Калинко - Тайны образования нефти и горючих газов
Результаты указанных исследований позволили сделать далеко идущие выводы, сформулированные американским геологом-нефтяником А. И. Леворсеном в 1954 году и советским профессором МГУ И. О. Бродом и оказавшие огромное влияние на практику проведения поисков нефти и газа в мире. Сущность этих выводов сводится к тому, что в свете установленных связей любая территория или акватория, выполненная достаточно мощной толщей осадочных пород, должна рассматриваться как перспективная в нефтегазоносном отношении. Одновременно были открыты и разработаны различные методы выявления признаков нефтегазоносности уже в первых скважинах, пробуренных в таких регионах: люминесцентный анализ, позволяющий устанавливать невидимые невооруженным глазом количества битумов, методы анализов газов, растворенных в подземных водах, и определения их упругости и т. д.
Указанные теоретические предпосылки позволили обосновать необходимость широкого разворота поисковых работ на новых территориях и в акваториях и по данным первых скважин дать правильную оценку перспектив нефтегазоносное, что блестяще подтвердилось открытием в самых различных частях мира новых нефтегазоносных провинций: Западно-Сибирской, Припятской, Прибалтийской, Северо-Африканской, Гвинейской, Восточно-Австралийской и др.
Однако возникший в предыдущий этап кризис оказал на некоторых советских исследователей столь сильное влияние, что заставил их усомниться в органическом происхождении нефти и привел к попытке возрождения представлений, высказанных еще в XIX веке. Первой "жертвой" этого кризиса оказался профессор Всесоюзного нефтяного геологоразведочного института (ВНИГРИ) Н. А. Кудрявцев, который, установив в разрезе Волго-Уральской области отсутствие пород, характеризующихся такими же параметрами, как нефтепроизводящие породы Кавказа, пришел к выводу о том, что нефть в месторождения этой области пришла с больших глубин (небезынтересно отметить, что такой же подход к данным по Западной Сибири еще в 1948 году привел Н. А. Кудрявцева к заключению об отсутствии перспектив открытия залежей нефти и газа в этом регионе). Представления Н. А. Кудрявцева о неорганическом происхождении нефти получили поддержку некоторых геологов-нефтяников и геологов других профилей, и на страницах журналов возобновились дискуссии по проблеме происхождения нефти.
Было проведено четыре Всесоюзных совещания по образованию нефти и газа: в 1953 году в Ленинграде, в 1958 году в Московском университете, в 1968 году в Московском институте нефтехимической и газовой промышленности имени академика И. М. Губкина и в 1976 году во Львове, в Институте геологии горючих ископаемых АН УССР. Кроме того, в 1954 году во Львове, в 1977 году в Москве и в разные годы в целом ряде других городов были проведены совещания, на которых обсуждались проблемы только неорганического происхождения нефти и углеводородных газов.
По указанным причинам у нас в стране в течение рассматриваемого этапа решение проблемы происхождения нефти проводилось по двум направлениям: с одной стороны, основная масса исследователей и геологов-нефтяников продолжала развивать гипотезу органического происхождения нефти, с другой стороны, небольшая, но весьма активная группа исследователей не оставляла попыток возрождения представлений о ее неорганическом происхождении.
За рубежом после открытия углеводородов в современных осадках почти ни у кого из геологов-нефтяников не осталось сомнений в органическом происхождении нефти. Были предприняты лишь три попытки возрождения неорганической теории. В 1955 году английский астрофизик Ф. Хойль по существу пытался возродить представления В. Д. Соколова о космическом происхождении нефти, основываясь на предположении о наличии на Венере "океанов нефти". Однако в 1957 году американский геолог и астроном Т. А. Линк довольно убедительно опроверг эти представления[13].
В 1964 году на 147-м национальном съезде Американского химического общества, происходившем в Филадельфии, американский химик П. К. Маркс выступил с новой, так называемой "батарейной", теорией происхождения нефти, согласно которой она образуется на больших глубинах (более 11-14 км) в результате возникновения электрического поля между двумя электродами - сульфидами железа и графита.
В том же 1964 году английский химик Р. Робинсон, основываясь на наличии в нефтях некоторых углеводородов, которые, по его мнению, не могут иметь органического происхождения, так как образуются при высокой температуре, предположил, что одни компоненты нефти имеют органическое, а другие абиогенное происхождение.
Для геологов-нефтяников всех стран органическое происхождение нефти стало настолько очевидным, что вот уже почти 20 лет на международных нефтяных конгрессах, начиная с шестого, проходившего во Франкфурте на Майне в 1963 году, не обсуждаются представления о неорганическом происхождении нефти.
Результаты проведенных в течение рассматриваемого этапа советскими и зарубежными учеными исследований позволили не только получить качественно новую информацию, подтверждающую органическое происхождение нефти и углеводородных газов, но и выявить многие детали процессов нефтегазообразования, необходимые для определения масштабов этих процессов в тех регионах, где проводились поиски нефти и газа. Внедрение в практику лабораторных работ новых физических физико-химических методов анализов нефтей, конденсатов, природных газов и органического вещества горных пород и подземных вод позволило получать информацию не только о групповом и элементном составе сказанных веществ, но и о количественном распределении индивидуальных соединений внутри отдельных групп и о соотношениях стабильных изотопов углерода, серы и водорода.
Не рассматривая всех данных, полученных в течение описываемого этапа и подтверждающих правильность гипотезы органического происхождения нефти и углеводородных газов, отметим основные результаты. Во-первых, в нефтях были определены многие углеводороды, как непосредственно унаследованные от живого вещества, так и имеющие биологических предшественников. Во-вторых, были установлены черты сходства между углеводородным составом нефтей и органического вещества пород, из которого они образовались. В-третьих, было выявлено различие изотопного состава углерода, серы и водорода нефтей из разных стратиграфических комплексов и сходства его с составом как органического вещества пород, так и осадков, формировавшихся в бассейне осадконакопления. В-четвертых, при моделировании из органического вещества осадочных пород были получены жидкие и газообразные углеводороды. Наконец, в-пятых, было установлено во всех нефтегазоносных регионах Советского Союза и зарубежных стран распределение нефти и газа свидетельствует о генетической связи этих ископаемых с органическим веществом, содержащимся в породах определенных толщ (Волго-Уральская, Западно-Сибирская, Днепровско-Донецкая, Среднеевропейская и другие провинции).
Нет необходимости в детальном описании высказанных в течение описываемого этапа представлений о неорганическом происхождении нефти и углеводородных газов, поскольку они в основном не отличаются от соответствующих представлений прошлого столетия, которые подробно освещались выше. Кроме того, многие авторы меняли свои точки зрения и таким образом сами же опровергали эти предположения. Можно лишь отметить, что одни авторы связывали образование нефти с вулканическими извержениями, другие - с поствулканической деятельностью, третьи с процессами метаморфизма, четвертые - с процессами, протекающими в верхней мантии или даже в ядре Земли, пятые - с космическими процессами и т. д. Вероятно, нет ни одного геологического процесса, с которым кто-либо из авторов не связывал происхождение нефти и природных горючих газов.
В течение рассматриваемого периода сторонниками неорганического происхождения нефти не было выдвинуто ни одного принципиально нового аргумента по сравнению с теми, которые приводились еще в прошлом столетии для обоснования представлений о неорганическом происхождении нефти: это и наличие нефтепроявлений, нефтяных и газовых залежей в магматических и метаморфических породах, и нефтепроявления в грязевых вулканах, и углеводороды в космических телах и т. д. Правда, абсолютное количество нефтепроявлений, залежей нефти и газа в магматических и метаморфических породах значительно возросло по сравнению с прошлым веком, однако относительное их количество по сравнению с количеством проявлений и залежей, выявленных в осадочных породах, вероятно, даже снизилось. Наконец, следует заметить, что информативность многих из перечисленных выше аргументов в пользу неорганического происхождения нефти в свете новых представлений стала диаметрально противоположной. Но об этом в следующей главе.
