Геология нефти и газа (Еременко Н.) - часть 41

 

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

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  39  40  41  42   ..

 

 

Геология нефти и газа (Еременко Н.) - часть 41

 

 

§ 4. Исходный органический материал и условия накопления его в природе 297

 

химических соединений в растениях являются углеводы. Из них главная роль 

принадлежит  целлюлозе,  химическая  формула  которой  (CgHigO^)e.  Еще 
опытами  Е.  Берля  установлена  возможность  превращения  углеводородов  в 
нефтеподобные  продукты  при  восстановлении  их  водородом.  Химическая 
сторона  превращения  углеводов  в  углеводороды  в  лабораторных  условиях 
была разработана Н. А. Орловым.

 

Лигнин  —  химически  сложное  аморфное  вещество.  Состав  его  до 

последнего  времени  полностью  не  выяснен.  Это  вещество  коллоидального 
характера,  не  растворимое  в  воде  и  органических  жидкостях  и  не 
поддающееся гидролизу.

 

Роль  лигнина  в  образовании  гуминокислот  согласно  новейшим 

представлениям невелика. По современным воззрениям лигнин образуется из 
окислительных ферментов и особенно энергично в период отмирания плазмы 
клеток.

 

Некоторые  исследователи  (И.  Д.  Газеман,  А. Ф.  Добрянский)  в  качестве 

исходного  материала  для  нефтеобразования  рассматривают  гуминокислоты. 
По  А.  Ф.  Добрянскому  содержание  гуминокислот  в  общем  балансе 
органического вещества озерных сапропелей  достигает 30—67%, в то время 
как относительное содержание битуминозных веществ не превышает 9 %.

 

По  мнению  геохимиков,  гуминокислоты,  переведенные  в  растворимое 

состояние,  легко  вступают  во  взаимодействие  с  различными  веществами, 
представляющими  продукты  превращения  клетчатки,  пектиновых  веществ  и 
жиров  (сахара,  альдегиды,  аминокислоты,  глицерин).  Эти  продукты  синтеза 
обладают свойствами битумов — растворяться в органических растворителях 
(Н. Титов,  1953).  Гидрирование  первичных  продуктов и преобразование  их  в 
нефть  могло  происходить  при  участии  водорода  в  момент  выделения, 
образующегося при сбраживании углеводородов.

 

Таким  образом,  в  настоящее  время  можно  считать  доказанной 

возможность  образования  углеводородов  из  любой  указанной  группы 
веществ: липоидов, белков и углеводов. Без сомнения, в богатой лаборатории 
природы  могут  создаваться  благоприятные  условия  для  преобразования 
любой из этих групп в углеводороды.

 

Направленность  изменения  исходного  органического  вещества  в 

значительной  степени  зависит  от  условий  его  накопления  и  захоронения  в 
осадке.

 

Жизнь  зародилась  на  земле  в  отдаленную  геологическую  эпоху,  в 

архейскую эру. Уже в кембрии жизненные  формы водной  оболочки земного 
шара  были  довольно  разнообразны.  Водоемы  были  населены  не  только 

различного  типа  водорослями  и  простейшими  животными  типа  трилобитов, 
остатки которых в виде окаменелостей дошли до нас, но и многочисленными 
микро-  и  макроорганизмами,  не  оставившими  в  геологической  летописи 
своих  следов.  В  начале  палеозоя  жизнь  быстро  завоевывает  и  сушу.  В 
современную нам эпоху жизнь

 

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

Гл. IX. Происхождение нефти и природного газа

 

 

покрывает сплошной биогенной оболочкой весь земной шар, наиболее богата 
она в водоемах.

 

В табл. 54 в качестве примера приведен баланс органического вещества в 

Черном море.

 

Таблица 54 

Баланс органического вещества Черного моря (по данным 

О. А. Радченко и Н. Б. Вассоевича)

 

организмы 

 

Биомасса,

 

 

Годовая i

 

 

продукция

 

 

 

 

млн. т

 

 

сотни млн. т

 

 

%

 

 

Общий планктон 
 

15,0

 

 

27,45

 

 


 

Фитопланктон без бавтерпй ....

 

 

13,5 1,5

 

 

27,00 0,45

 

 

13

 

Бентос ..............

 

40,0

 

0,80

 

макрофиты 

20,0

 

0,40

 

0,19

 

Зообентос .............

 

20,0

 

0,40

 

0,19

 

Бактерии в водной толще 

, 30,0

 

120—180

 

 

Пурпурные серобактерии .....

 

20,0

 

60—80

 

28,80

 

Бактерии грунта .........

 

10,0

 

60—80

 

28,80

 

Рыбы ...............

 

 

10,0 1,0

 

60—80 0,0017

 

28,80

 

Как  в  наше  время,  так  и  в  любой  другой  геологический  период  можно 

наблюдать  необычайное  разнообразие  условий  отложения  органического 
вещества,  начиная  от  консервирующего  действия  районов  вечной  мерзлоты 
до 

окисляющего  влияния 

атмосферы, 

уничтожающей 

Полностью 

органические остатки.

 

Условия для дальнейшего преобразования органических остатков не везде 

были  одинаковые.  На  дневной  поверхности  пустынных  континентов  под 
окисляющим действием атмосферы органические остатки, за исключением их 
минеральной  части,  «сгорают»  почти  целиком.  Органическое  вещество 
переходит в различные газообразные продукты, рассеивающиеся в атмосфере. 

Трудны  условия  сохранения  и  накопления  органического  вещества  на 
возвышенных  частях  континентов.  Помимо  разрушающего  действия 
атмосферы,  органическое  вещество  разрушается  и  окисляется  проточными 
водами, которые сносят  органические остатки с повышенных в  пониженные 
части  суши.  Здесь  при  обилии  воды  в  болотах,  пресноводных  и  соленых 
озерах,  лагунах,  заливах  и  морях  наиболее  пышно  развивается  флора. 
Пышное развитие флоры в свою очередь вызывает обильное развитие фауны.

 

Отложение  органического  вещества  не  ограничивается  зоной  лагун  и 

заливов.  Оно  происходит  и  в  обширных  континентальных  морях 
(эпиконтинентальных)  и  в  геосинклинальных  бассейнах.  Накопление 
органического вещества в эпиконтинентальных и геосинкли-

 

298 

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

§ 4. Исходный органический материал и условия накопления его в природе 2Q9

 

нальных  бассейнах  могло  происходить  как  за  счет  пассивно  плавающих 

организмов  (планктона),  так  и  организмов,  обитающих  на  дне  (бентоса). 
Немалую роль играют микроорганизмы, населяющие осадок на дне бассейна. 
Достаточно  указать  на  то,  что  только  один  фитопланктон  (растительный 
планктон)  верхнего  100-.%  слоя  мирового  океана,  по  данным  С. А.  Зернова, 
дает  ежегодно  60  млрд.  т  органического  углерода.  В  глубоких  частях 
бассейнов  вдали  от  береговой  линии  количество  органического  вещества, 
попадающего  в  осадок,  значительно  сокращается.  Можно  говорить  о 
некоторой оптимальной зоне накопления органического вещества в осадках в 
пределах  шельфа,  т.  е.  в  пределах  той  постепенно  погружающейся  под 
уровень моря части континентов, в-которой происходит накопление основной 
массы осадочных пород.                  .

 

Наконец,  водные  потоки  несут  в  моря  и  другие  водоемы  огромное 

количество органического вещества. Подсчитано, что Волга ежегодно вносит 
в Каспийское море 5,5 млн. т растворенного органического вещества. Общее 
же количество органического вещества в Каспии достигает, по данным Н. М. 
Страхова, 134 млн. т сухого вещества в год.

 

Из  приведенных  цифр  видно,  что  органическое  вещество  в  водоеме  в 

подавляющей массе накапливалось за счет организмов самого моря.

 

В  различных  местах,  в  разное  время  и  в  разнообразных  условиях 

происходило  накопление  различных  по  своему  характеру  органических 
веществ.

 

Не  следует  забывать,  что  на  дне  различных  водоемов  не  просто 

накапливалась  органическая  масса,  а  шел  процесс  осадконакопле-ния. 
Накапливался осадок лишь в той или иной мере обогащенный органическим 
веществом, и только в особо благоприятных условиях (болота, лагуны, заливы 
и т. д.) образовывались иногда значительные массы органического вещества, 
по количеству преобладающие над остальной частью осадка.

 

Интересные  выводы  о  распределении  рассеянного  органического 

материала  в  современных  осадках  на  громадных  пространствах  внутренних 
морских бассейнов и  океанов  сделаны О. К.  Бордовским (1966). В бассейнах 
котловинного типа, где материковая отмель узка, основная масса рассеянного 
органического вещества аккумулируется  у  основания  склона; в сравнительно 
небольших  бассейнах  перемещение  органического  вещества  из  мелководных 
районов приводит к резкому обогащению центральных областей впадин;

 

повышенные  концентрации  в  океанических  бассейнах  явно  тяготеют  к 
районам,  изобилующим  планктоном  (так,  в  северной  половине  Индийского 
океана  повышенные  концентрации  отмечаются  в  отложениях  глубоководной 
Яванской впадины, вблизи острова Цейлон, западного побережья Австралии и 
др.).  Следовательно,  высокой  концентрацией  органического  материала 
характеризуются  осадки  впадин  и  районы  по  тем  или  иным  причинам 
чрезмерно богатые планктонными организмами.

 

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

Гл. IX. Происхождение нефти и природного 
газа

 

 

В зависимости от разных геологических условий можно выделить 

три  основных  пути  преобразования  обогащенного  органическим 
веществом  осадка:  1)  свободный  доступ  кислорода  —  тление;  2) 
ограниченный  доступ  кислорода  —  гумификация;  3)  отсутствие 
доступа  кислорода  —  гниение:  а)  газообразные  продукты  могут 
свободно  удаляться;  б)  удаление  газообразных  продуктов  и  их 
рассеивание затруднено.

 

Рассмотрим каждый из перечисленных выше путей преобразова-

ния (рис. 142).

 

1.  Свободный  доступ  кислорода.  Свободный  доступ  кислорода  к 

осадку, обогащенному органическим веществом, происходит в случае 
накопления  органических  остатков  на  суше  и  в  водоемах  при  сво-
бодной  циркуляции  обогащенных  кислородом  поверхностных  вод  и 
выводе  осадка на  поверхность.  В случае  отложения грубозернистого 
материала и циркуляции воды последняя  не  только приносит  кисло-
род,  но  и  легко  вымывает  из  осадка  органические  вещества.  Резуль-
татом  при  всех  этих  явлениях  будет  удаление  из  осадка  органиче-
ского  вещества  путем  окисления  его  и  превращения  в  газообразные 
продукты или путем механического выноса.

 

2.  Ограниченный  доступ  кислорода.  Все  ранее  перечисленные 

условия  отсутствуют.  В  осадок  поступает  лишь  незначительное 
количество  кислорода.  Это  может  происходить  при  накоплении 
осадка в болотах или мелководных озерах  и  лагунах  при отсутствии 
активной  циркуляции  воды.  Бассейн  в  общем  характеризуется 
застойными  условиями,  но  некоторое  количество  кислорода 
поступает отчасти с приносимыми минеральными частицами, отчасти 
благодаря  медленному  проникновению  кислорода  в  осадок  через 
маломощный  слой  воды  и  проницаемую  покрышку.  Имеющегося  в 
осадке  и  поступающего  извне  кислорода  не  хватает  для  полного 
окисления органического вещества и превращения его в газообразные 
продукты.  В  органическом  веществе  окисляются  лишь  наиболее 
неустойчивые, легко разлагающиеся продукты. Происходит брожение 

органического вещества под действием различных микроорганизмов. 
Образующиеся газы, в том числе и метан (СН^), свободно удаляются.

 

3.  Отсутствие  доступа  кислорода.  Накопление  осадка,  содержа-

щего  органическое  вещество,  происходит  в  относительно  более 
глубоководных  условиях.  Доступа  кислорода  нет.  Процессы  окисле-
ния идут только за счет кислорода, содержащегося в самом органиче-
ском веществе. Среда восстановительная. Идет энергичное брожение 
вещества под влиянием бактерий. Осадок пелитовый, тонкообломоч-
ный  или  карбонатный.  По  геологическим  условиям  и  дальнейшему 
ходу процессов можно выделить два случая:

 

1)  образовавшееся  в  осадке  коллоидальное  вещество  медленно 

коагулирует  и  стареет.  Накопление  осадка  происходит  сравнительно 
медленно.  Дно  бассейна  или  незначительно  прогибается,  или  то 
прогибается, то поднимается. Сверху над осадком, обогащенным

 

300 

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

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  39  40  41  42   ..