Геология нефти и газа (Еременко Н.) - часть 40

 

  Главная      Учебники - Разные     Геология нефти и газа (Еременко Н.) - 1968 год

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  38  39  40  41   ..

 

 

Геология нефти и газа (Еременко Н.) - часть 40

 

 

S 4. Исходный органический материал и убловия накопления его в природе 293

 

В  процессе  преобразования  жировых  веществ  под  воздействием 

деннтрифицирующих  бактерий  в  подопытном  жире  увеличивается 

содержание  неомыляемых  веществ  (в  отдельных  случаях  в  4—6  раз  по 
сравнению  с  контролем).  В  неомыляемом  остатке  установлено 
новообразование  стеринов,  за  счет  которых  главным  образом  происходит 
накопление  неомыляемых  компонентов.  При  дегидрировании  стеринов 
сравнительно  легко  образуются  углеводороды.  Можно  предположить,  что 
бактериальный  синтез  стеринов  жировых  веществ  в  современных  морских 
осадках  служит  источником  образования  циклических  конденсированных 
углеводородов.

 

Следует  напомнить,  что  в  некоторых  нефтях  обнаружены  насыщенные 

жирные кислоты, явно унаследованные из исходных органических веществ.

 

Для проверки возможности  образования нефти из жиров еще К. Энглер 

проводил  специальные  опыты,  в  которых  подвергал  жиры  перегонке  под 
давлением и исследовал при этом дистиллят, очень сходный с естественной 
нефтью.

 

Гипотеза  образования  углеводородов  из  растительных  жиров  наиболее 

последовательно  развита  Г.  Л.  Стадниковым.  Последний  считает,  ^что  в 
естественных  условиях  в  скоплениях  растительного  материала  решительно 
все  углеводы,  пектиновые  вещества  и  белки  подвергаются  разрушению  до 
газообразных  или  легко  вымываемых  водой  соединений.  Воска  же, 
углеводороды,  смолы,  споронины,  поленины,  стерины  и  родственные  им 
вещества  —  кутины,  жирные  кислоты  и  лигнин  —  не  разрушаются  и 
накапливаются  на  месте  отложения  растительных  остатков.  Эти  последние 
вещества,  по  мнению  Г.  Л.  Стадникова,  и  являются  истинными 

образователями  углей  и  нефти,  в  которые  они  постепенно  превращаются 
путем  ряда  сложных  реакций.  В  массе  неразрушающихся  остатков 
существенную  роль  играют  лишь  жирные  кислоты  и  лигнин.  Лигнин  дает 
начало 

РЯДУ 

углей, а жирные кислоты — ряду нефтей. В процессе превраще-

ния  в  углеводороды  органических  остатков,  содержащих  жирные  кислоты, 
необходимо  обогащение  их  водородом  —  гидрогенизация.  Поступление 
водорода, по мысли Г. Л. Стадникова, возможно из глубоких недр земли, где 
пары  воды  вследствие  высокой  температуры  могут  разлагаться  с 
выделением  водорода.  Существенным  недостатком  гипотезы  является 
необходимость  допущения  спорадического  скопления  больших  масс 
растительности,  что  плохо  вяжется  с  региональным  распространением 

углеводородов и родственных им продуктов в природе.

 

В результате исследований Т. Г. Гинзбург-Карагичевой был намечен путь 

биохимического  образования  нефтяных  углеводородов  непосредственно  из 
жировых веществ и через промежуточные продукты — нафтеновые кислоты. 
Анаэробные  бактерии  по  ее  схеме  являются  не  только  преобразователями 
органического  вещества,  но  и  мощной  биомассой  для  преобразования. 
Биомасса бактерий

 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Гл. IX. Происхождение нефти и природного газа

 

 

может доходить иногда до 30% от общей массы органических остатков.

 

В  1958  г.  Н.  Б.  Вассоевич  предложил  схему  образования  первичных 

углеводородов в илах за счет исходных водных организмов и переработки их 
микроорганизмами (рис. 140).

 

Дж.  Купер  и  Е.  Брей  (1963)  также  отводят  большую  роль  жирным 

кислотам в образовании нефти. Они отмечают, что в биологических

 

 

Рис.  140.  Образование  углеводородов  в  илах  сначала  за  счет  исходных  водных  организмов,  а 
затем  за  счет  переработки  многими  поколениями  микробов  различных  биохимических 
компонентов  всех  отмерших  ранее  организмов.  Сплошные  линии  доказывают  основные  пути 
образования углеводородов (по Н. Б. Вас-

 

соевичу).

 

системах  н-парафины  с  высоким  молекулярным  весом  (более  20  атомов 
углерода)  и  нечетным  числом  атомов  углерода  встречаются  чаще,  чем 
таковые  в  сырых  нефтях.  На  это  обстоятельство  указывал  и  Герард  в  1961, 
1962  гг.  По  мнению  Дж.  Купера  и  Е.  Брея,  в  водной  среде  осадка  идет 
процесс,  в  соответствии  с  которым  молекула  исходной  жирной  кислоты 
теряет  COg  с  образованием  промежуточного  вещества,  которое  в  свою 
очередь  дает  два  продукта  —  н-парафин  и  жирную  кислоту.  Оба  продукта 
содержат  на  один  атом  углерода  меньше,  чем  исходная  кислота. 
Образующиеся  продукты  подвергаются  тому  же  процессу.  В  результате 
происходит,  с  одной  стороны,  выравнивание  в  содержании  н-парафинов  с 
четным и нечетным числом

 

294 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

§ 4. Исходный органический материал и условия накопления его в природе  295

 

атомов  углерода,  а  с  другой,  —  растет  количество  н-парафинов  с  низким 
молекулярным  весом.  Распределение  жирных  кислот  в  современных  и 
древних  осадках  и  водах  нефтяных  месторождений  вполне  укладывается  в 
разработанную ими схему.

 

Дж.  Мейер  (1964)  также  отводит  большую  роль  жирным  кислотам  в 

образовании  парафинов,  в  то  же  время  терпены  он  рассматривает  как 

исходное органическое вещество для циклических углеводородов.

 

По  данным  Н.  Б.  Вассоевича  (1963),  многие  биохимические  соединения, 

играющие  важную  роль  в  жизнедеятельности  организмов,  построены  из 
изопреновых  или  изопреноидных  звеньев.  Изо-преноидной  структурой 
обладают  не  только  цепочки,  но  и  кольчатые  углеводороды,  например 
цикланы  и  терпены,  а  также  комбинированные  соединения,  например 
каротины  и  другие.  Естественно  поэтому,  что  нахождение  в  нефтях  (в 
микронефтях)  изопреноидных  структур  геохимики  расценивают  как 
прекрасное  подтверждение  биоорганической  природы  нефтематеринского 
вещества.

 

К числу циклических соединений со структурами, позволяющими считать 

их фрагментами, порой несколько измененными, биохимических компонентов 
различных  организмов,  относятся  фенантрены  (из  нефти  выделено  шесть 
типов),  лежащие  в  основе  многих  природных  веществ  растительного 
происхождения,  например  стероидов  и  ряда  терпеновых  соединений.  В 
частности,  именно  фенантрен  —  трехкольчатый  арен  —  лежит  в  основе 
ретена и фихтелита — углеводородов, найденных в торфе.                       ,

 

Найденный  и  в  нефтях,  и  битумах  пятикольчатый  ароматический 

углеводород — перилен — также может свидетельствовать об участии живого 
вещества  в  образовании  нефти,  так  как  производные  перилена  имеются  в 
низших растениях. Бензперилен был обнаружен в остатках иглокожих. Очень 
своеобразный  циклический  углеводород,  найденный  в  нефти  и  названный 
адамантаном (СюН^д), мог, по мнению А. Ф. Платэ и других химиков, иметь 
своим 

первоисточником 

биоциклические 

терпены 

растительного 

происхождения, претерпевшие воздействие глинистых минералов.

 

С. Сильверман  и С. Эпштейн  на  основании  изучения  изотопного  состава 

углерода  в  растениях,  в  органическом  веществе  осадков,  пород  и  нефтей 
также  пришли  к  выводу  о  возможности  образования  нефти  из  растительных 
жиров.  По  данным  Крэга,  С.  Сильвермана  и  С.  Эпштейна  в  липоидной 
фракции  растений  отношение  изотопов  углерода  меньше,  чем  в  растениях  в 
целом,  на  4—10°/Qg  и  соответствует  соотношению  изотопов  углерода  в 
нефтях. В то же время при изучении  современных осадков в заливе Флорида 
показано  наличие  фракционирования  изотопов  углерода  в  органическом 
веществе  осадков.  Это  может  быть  следствием  не  собственно 
фракционирования изотопов углерода, а избирательного накопления в осадке 
липоидной фракции растений за счет разрушения и ухода в растворенном или 
газообразном состоянии других частей органического вещества.

 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Гл. IX. Происхождение нефти и природного газа

 

 

Белки  представляют  собой  очень  сложные  вещества,  в  состав  которых 

входят  углерод,  водород,  кислород,  азот,  сера  и  фосфор.  В  анаэробных 

условиях  белки  легко  разрушаются  с  образованием  жирных  кислот  и 
аминокислот.

 

Аминокислоты —  производные  от  жирных кислот,  у которых  один атом 

кислорода заменен аминной группой — NH^.

 

Например,

 

R-CH-COOH.

 

NHa

 

Потеря  аминной  группы  NHg  —  дезаминирование  и 

переходу аминокислот в жирные кислоты.

 

 

Рис. 144. Схема образования углеводородов из белков. 

Некоторые  ученые  рассматривают  белки  в  качестве  исходного 

органического  материала  для  образования  нефти.  Исследования  А.  Д. 
Архангельского показали, что содержание азотистых соединений, протеинов и 
лигнинно-гумусового вещества в современных и ископаемых морских осадках 

значительно.

 

Белковые вещества в природных условиях легко разлагаются, происходит 

реакция  гидролиза.  При  гидролизе  выделяются  различные  аминокислоты. 
Часть  аминокислот  растворяется  в  воде  и  вымывается  из  осадка.  Высшие 
аминокислоты,  плохо  растворимые  в  воде,  вступая  в  реакцию  с  дубильными 
веществами и лигнином, дают начало соединениям гумусового характера (рис. 
141).

 

Углеводы.  Обнаружение  в  нефтях  парафинов  и  других  производных 

хлорофилла дает основание предполагать  участие растительного  материала в 
образовании нефти. Преобладающей группой

 

286 

приводит

 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  38  39  40  41   ..