Происхождение нефти

Нефть – энергетический ресурс, который одновременно является рычагом влияния в экономической и политической сферах. Долгое время основная теория происхождения нефти связывала появление природного ресурса с разложением органических веществ, которые накапливались в толще земли. Останки павших животных, остатки растений после увядания и прекращения жизнедеятельности смывались дождевой водой в мелкие водоемы. С течением времени над ними образовывались пласты песка, каменистые структуры, глина. Под воздействием высоких температур и большого давления на протяжении миллионов лет формировалось горючее вещество – нефть. Основная теория происхождения природного ресурса получила название биогенная (органическая). Сегодня мировое ученое сообщество не признает эту теорию, как единственно возможную.

Биогенная теория

Русский ученый М. Ломоносов одним из первых предположил, что нефть может образовываться из остатков растений и животных. По его версии из органических остатков сначала образуются керогены – нерастворимые полимерные материалы, которые под температурным воздействием последовательно и избирательно высвобождают углеводороды разного класса. Процесс высвобождения углеводородных соединений протекает для разных групп веществ с разной скоростью. Нефть независимо от места добычи содержит одинаковые углеводороды. Различается их форма (величина молекул, длинная или короткая цепочка атомов) и концентрация. Например, концентрация и вид углеводородов различаются в нефти морского и континентального происхождения.

Интересные факты

Развитие нефтегазодобывающей отрасли сопровождалось пополнением базы знаний о природных ресурсах. Ученые заметили, что некоторые месторождения не истощаются, запасы нефти иногда даже увеличиваются. Сначала увеличение объемов природных ископаемых связывали с подпиткой из нижележащих пластов. Позже ученые нашли другое объяснение, предположив, что нефть постоянно образуется в земных недрах. Предположение послужило началом развития абиогенной (неорганической) теории происхождения.

Что такое нефть?

Нефть – маслянистая, горючая жидкость, которая обладает специфическими свойствами, как запах, текстура, плотность. В составе вещества преимущественно сложные углеводороды, которые образованы углеродом и водородом. Эти вещества присутствуют в недрах земли. Определенный температурный режим и уровень давления провоцируют химические реакции, в результате которых появляются углеводороды.

Подтверждение абиогенной теории

Изучение месторождения «Белый тигр», открытое во Вьетнаме в 1988 году на морском шельфе, позволило выяснить новые сведения об особенностях формирования залежей природных ресурсов. Месторождение располагалось на глубине больше 3 км на пласте гранитных горных пород.

Гранит – среда, в которой невозможно пребывание живых организмов, что исключает вероятность образования нефти из биологического материала. Газовые месторождения находят в зоне вечной мерзлоты, что несопоставимо с вероятностью образования природных ресурсов из биологических материалов.

Спорные моменты

Вместе с фактами, подтверждающими абиогенную теорию, находятся другие, которые опровергают ее. Алканы (насыщенные углеводороды) образуются из углерода и водорода в присутствии катализаторов (процесс Фишера-Тропша). Однако катализаторы отсутствуют в природе, что приводит к появлению сомнений в верности абиогенной теории.

Сторонником теории происхождения нефти из неорганических веществ был Д. Менделеев. Он считал, что в основе синтеза энергетических ресурсов лежит карбидная реакция, когда нефтяные углеводороды образуются в результате взаимодействия воды и карбида кальция. Однако в природной нефти обязательно присутствуют углеводородные биологические маркеры, которые невозможно получить в результате карбидной реакции. Противники абиогенной теории апеллируют к вескому аргументу – до сегодняшнего дня ни в одной лаборатории мира не получили ни одной капли нефти из неорганических веществ.

Месторождение нефти

Под месторождением понимают пустоту, образованную в глубине земли в пласте горной породы, заполненную горючей жидкостью и газом. Часто в основе месторождения – горные породы пониженной плотности, которые вмещают и накапливают жидкости и газы. Чтобы добывать полезные ресурсы, бурят скважины. Сначала из скважины выходит газ, затем нефть. На начальных этапах добычи природных ресурсов много – нефть выходит из-под земли под давлением, фактически бьет ключом. В процессе разработки месторождения запасы нефтяного сырья истощаются, давление падает. Для эффективной добычи давление нужно поддерживать искусственно, что связано с дополнительными затратами.

Подтверждение абиогенной теории

Состав нефти в зависимости от происхождения

В состав горючей жидкости входят сложные углеводороды – парафины и нафтены. Нефть обладает свойствами растворителя, что приводит к взаимодействию с минералами, расположенными в близлежащих горных породах.

Состав продукта изменяется в зависимости от местонахождения месторождения. В результате химических реакций образуются разные соединения, которые попадают в нефтяное сырье. При оценке состава продукта эксперты обычно учитывают плотность, концентрацию серы и металлов. Например, чем меньше серы, тем выше качество и больше стоимость. Под плотностью понимают соотношение легких и тяжелых углеводородных соединений.

Основные фракции, входящие в состав:

Керосиновая.
Бензиновая.
Дизельная.
Масляная.
Мазутная.

Первые три фракции – светлые, следующие две – темные. Фракционный состав определяет вязкость нефти. В легкой горючей жидкости содержится больше бензиновых и керосиновых соединений, в тяжелой присутствует больше маслянистых и мазутных веществ.

Переработка нефти

Легкая нефть проще других видов поддается переработке. Чтобы получить из сырья топливо, потребуются минимальные затраты времени и средств. Переработка тяжелой нефти сопряжена с длительными технологическими процессами, в ходе которых углеводороды с крупными молекулами (длинные молекулярные цепочки) превращаются в продукты с короткими молекулярными цепочками.

В результате переработки получают бензин и дизельное топливо. Для перегонки легкой нефти используется простое приспособление, которое напоминает котел. При нагревании сырья до определенной температуры отделяется определенная фракция – бензин, керосин или дизтопливо. Для перегонки тяжелого нефтяного сырья используют дополнительные установки и комплексы.

Интересные факты

Самые крупные месторождения нефти находятся в Венесуэле. Общий объем составляет около 300 млрд. баррелей. Этих запасов хватило бы для снабжения топливом всех стран мира в течение 8 лет.
Современные технологии переработки нефти позволяют получать из 42 галлонов (1 баррель) сырой нефти 45 галлонов нефтепродуктов (по данным EIA – министерство энергетики США).
Нефть служит сырьем для производства более 6 тысяч продуктов, как изделия из пластмассы (игрушки, пуговицы, корпуса бытовой техники и коробки), лекарства и мебель, одежда и полимерные пленки, красители и моющие средства, удобрения и лакокрасочная продукция.
В 1900 году в России было добыто около 51% нефти (количественный показатель – около 631 млн. пудов) от общего объема в мировом масштабе.