Теории образования Земли, глубинное строение ее внутренних оболочек и другие вопросы мироздания > О волновой природе напряжений и деформаций и механизме концентрации пи в земной коре
О волновой природе напряжений и деформаций и механизме концентрации пи
Устьянцев Валерий Николаевич:
Геология, разработка и эксплуатация Ромашкинского нефтяного месторождения. Том 1
Том 1
Автор(ы):
Муслимов Р.Х., Хисимов Р.Б., Шавалиев А.М., Юсупов И.Г.
Издание:
ОАО ВНИИОЭНГ, Москва, 1995 г., 492 стр., УДК: 622.276.1/.4, ISBN: 5-88595-027-Х
Язык(и)
Русский
Геология, разработка и эксплуатация Ромашкинского нефтяного месторождения. Том 1
В книге изложена история проектирования и обобщен опыт разработки уникального Ромашкинского нефтяного месторождения, на котором впервые в мире в широких масштабах было применено внутриконтурное заводнение. Подробно рассмотрены вопросы ускоренной подготовки к освоению и до-разведки этого многопластового платформенного месторождения. Большое внимание уделено изучению геологического строения, совершенствованию систем разработки с применением внутриконтурного заводнения, их эффективности, внедрению новой техники и технологии бурения и эксплуатации скважин. Рассмотрены экологические проблемы освоения крупных платформенных месторождений на примере Ромашкинского месторождения.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников нефтяных производств, а также аспирантов, и студентов нефтяных вузов.
Устьянцев Валерий Николаевич:
В.Н. Устьянцев
Энергетика, дегазация планет Солнечной системы
Планеты и Солнце как стационарные энергетические центры Гелий и водород как показатели происхождения углеводородов
Рецензенты:
кандидат геолого-минералогических наук,член-корреспондент РАЕН, А.В. Бембеев, кандидат геолого-минералогических наук, М.И. Савиных.
© В.Н. Устьянцев Энергетика, дегазация планет Солнечной системы Планеты и Солнце как стационарные энергетические центры. Гелий и водород как показатели происхождения углеводородов.
В работе на глобальном, региональном, локальном уровнях иерархии анализируется пространственное расположение зон систем глубинных разломов и их роль.. Рассматриваются факторы влияющие на генезис формирования трещиноватости и формирование тектонических нарушений всех уровней иерархии. Рассмотрено влияние тектонических нарушений на размещение месторождений в блоках земной коры. Рассматривается принципиальная модель структурирования тектоносферы автоколебательной системы Земли волнами энергии. Рассматриваются пределы генерации и локализации УВ и свободного водорода в земной коре и природная система: кремневодород - кремнеуглеводород — углеводород. Показана роль CNO цикла. Выявлена роль гелия в процессе фомирования Солнечной системы.
Ключевые слова:
Принципы нелинейной термодинамики, принципы Кюри, автоколебательная система Земли, энергетика Земли, структура земной коры, волна энергии, CNO цикл, условия формирования минерального сырья.
Устьянцев Валерий Николаевич:
«Все меняется (в геологическом масштабе времени) и меняется не хаотически, а сохраняя некоторую направленность. Постепенно вещество земной коры все более и более дифференцируется. Идет не усреднение, а пространственное разделение элементов, минералов, горных пород» (В.И. Вернадский, 1920)..
«Газы стратосфе»»ры, находящиеся наверху, очень независимы от движения вещества на земной поверхности, и хотя существует обмен между веществом этих высоких областей, веществом стратосферы и поверхности земли, этот обмен совершается крайне медленно. Несомненно, в течение геологического времени, он не будет незаметной величиной. В тропосфере количественно чувствуются отголоски геохимических обратимых процессов» (В.И. Вернадский, 1934).
Этот вывод как показано в работе, справедлив и для других планет Солнечной системы.
Из области ядра, исходит волна энергии, под воздействием которой вещество и его структура, подвергаются преобразованию на атомарном уровне.
Теорема доказанная И. Р. Пригожиным (1947), термодинамики неравновесных процессов:
«при внешних условиях, препятствующих достижению системой равновесного состояния, стационарное состояние системы соответствует минимальному производству энтропии».
Е = mc2
где, E - энергия системы, m - её масса, c-скорость света.
Энергия: (Е), единицы измерения, система СИ-(Дж), система СГС — (эрг).
E=mc2 — формула А. Эйнштейна, указывает на эквивалентность массы вещество и энергии. То-есть изначально энергия большого взрыва порождает вещество, которое в планетарных стационарных центрах подвергается распаду на атомарном уровне (ядерные реакции, энергию дает гелий): хондрит: — СО, СО2 - метан - кремневодород, кремнеуглеводород — нефть+метан — водород — гелий.
Вещественный состав минерального сырья на планетах, зависит от элементов не подвергшихся распаду.
Планеты-гиганты и планеты земной группы своим плотностным характеристикам резко различны, - это есть яркое проявление процесса дифференциации вещества.
С - углистые хондриты содержат много железа, которое почти всё находится в соединениях силикатов. Благодаря магнетиту (Fe3O4), графиту саже и некоторым органическим соединениям углистые хондриты приобретают тёмную окраску. также содержат значительное количеств гидросиликатов (серпентин, хлорит, монтморилонит). Гидросиликаты в составе хондритов существенно влияют на их плотность.
Углистые хондриты – древнейшая материя, так как кристаллизовались они в первичном протопланетном облаке пыли и газа одновременно или даже раньше Солнца.
Углерод обладает удивительной способностью присоединять атомы различных элементов — он образует до трех миллионов всевозможЗаключененых соединений.
Системные свойства углерода, способствуют формированию минералогических ассоциаций в структурируемой волнами энергии тектоносфере автоколебательной системы Земли.
На Солнце гелий образуется при реакции, где катализатором являются углерод, азот и кислород. На планетах гелий образуется при распаде тяжелых и других элементов, не исключается СNO-цикл (Юпитер, Венера, Земля, Меркурий). Таким образом, происходит пополнение запасов гелия в пространстве космоса. Круговорот гелия в пространстве космоса, есть важнейшее его свойство, которое сохраняет баланс меж веществом и энергией.
Космические лучи бывают двух видов: галактические и солнечные. Галактическое космическое излучение исходит от остатков сверхновых, образующихся в результате мощного взрыва на последних этапах эволюции массивных звезд, которые либо превращаются в черные дыры, либо разрушаются. Выделяемая при этих взрывах энергия ускоряет заряженные частицы за пределами нашей Солнечной системы, из-за чего они приобретают очень высокую проникающую способность, а их экранирование становится чрезвычайно трудной задачей. По сути, сверхновые действуют как огромные природные ускорители частиц. Земля постоянно подвергается воздействию галактического космического излучения.
Солнечное космическое излучение состоит из заряженных частиц, испускаемых Солнцем, — преимущественно электронов, протонов и ядер гелия. Наибольшее количество во Вселенной водорода – самого легкого и самого первого химического элемента. Его 73% процента - водород, 24% – гелия и 3% – все остальные химические элементы. На фоне этой информации количество химических элементов в наших организмах в масштабах Вселенной близко к нулю.
Гелий-4 имеет очень сильные ядерные связи переходит в кинетическую энергию, большую часть из которой, 14,1 МэВ, уносит с собой нейтрон как более лёгкая частица. Образовавшееся ядро прочно связано, поэтому реакция так сильно экзоэнергетична. Энергия расходуется на синтез УВ и не только. Гелий образуется при распаде тяжелых элементов и не только, с которым связывается энергетическая составляющая процесса структурно-вещественного преобразования объектов пространства космоса. Максимальная измеренная энергия космических лучей превышает доступную в наземных экспериментах на 9 порядков – в миллиард раз.
Гамма-всплеск — масштабный космический выброс энергии гамма-излучения электромагнитного спектра. Гамма-всплески (ГВ) — наиболее яркие электромагнитные события, происходящие во Вселенной. Мощность гамма-всплеска тоже рекордная – 18 тераэлектронвольт. Возможная опасность для Земли. На таком расстоянии за считанные секунды на каждом квадратном сантиметре попавшейся на пути гамма-квантов планеты выделится 1013 эрг. Это эквивалентно взрыву атомной бомбы на каждом гектаре неба.
Магнитосфера — это ограниченное магнитное поле планеты. На Земле оно решает важную задачу, отклоняя потоки губительной для жизни ионизированной плазмы Солнца.
Планеты и Солнце, находятся в пространстве большей системе, - в галактической системе Млечный Путь. Данные объекты космоса с момента их формирования, являются стационарными энергетическими центрами — СЭЦ развивающимися в автоколебательном режиме. Режим обеспечивается энергией излучаемой объектами пространства космоса.
Солнце обладает мощными гравитационным и магнитным полями, которые повлияли на скорость осевого вращения, и дифференциацию вещества планет. Земной группы.
Планеты земной группы имеют меньшую скорость осевого вращения, имеют большое жидкое железное ядро, высокую плотность тектоносферы и ядра, в отличие от планет-гигантов. Дифференциация вещества и магитное поле у них не так выражены интенсивно как на планета-гигантах, где интенсивность процессов дифференциации ярко проявлена. На удаленных от Солнца планетах, - большое количество газов, нефти, воды, - тяжелые элементы почти отсутствуют. Планеты-гиганты, обладают сильным магнитным полем.
У самой маленькой планеты Солнечной системы непропорционально большое ядро. Такие выводы сделали японские ученые на основании многолетних наблюдений. По словам исследователей, почти вся планета – это ядро Меркурия.
В составе больших планет — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — преобладают водород, гелий и неон, вода — на четвертом месте, а далее — метан, аммиак, сероводород, окислы кремния и марганца, железо и никель. Тяжелых элементов практически нет.
У планет земной группы энергетический ресурс тяжелых элементов практически не исчерпан и они будут способствовать процессу образования минерального сырья.
В Солнечной планетарной системе отмечается закономерность: с удалением от Солнца, в ядре уменьшается количество тяжелых элементов, а количество легких элементов (водород, гелий, углеводород, вода и др.), увеличивается. На планете «Земля» создались условия, которые способствовали возникновению жизни, что дало основание, для создания теории биогенного происхождения нефти.
Планеты-гиганты и планеты земной группы своим плотностным характеристикам резко различны, - это есть яркое проявление процесса дифференциации вещества.
21:00 18.03.2021
В космосе найдены сложные «органические» соединения на основе углерода. Полициклические ароматические углеводороды в Молекулярном облаке Тельца.
- Комета Чурюмова – Герасименко.
16:00 06.07.2015. На комете 67Р (Чурюмова – Герасименко), богата «органическими» соединениями. Однако ни орбитальный аппарат Rosetta, ни зонд Philae не были оборудованы приборами, позволяющими искать следы жизни.
Выяснили, что: средний состав найденных молекул можно описать формулой C1H1,56O0,134N0,046S0,017, что идентично растворимому «органическому» веществу из хондритных метеоритов и включает в себя множество цепочечных, циклических и ароматических углеводородов в примерном соотношении 6:3:1. Некоторые молекулы были впервые достоверно обнаружены в коме комет — это нонан (C9H20), нафталин (C10H8), бензиламин (C7H9N), бензойная кислота (C7H6O2), этилен (C2H4) и пропен (C3H6).
За два года работы вблизи кометы «Розетта» нашла на ней ксенон, иней, прекусоры сахаров, высокомолекулярные органические вещества, не обычные скалы, увидела смену окраски ядра и в комемете, а также впервые в истории высадила на комету зонд «Филы» (Александр Войтюк).
Космический аппарат «Rosetta» впервые однозначно обнаружил твердое «органическое» вещество в виде сложных углеродсодержащих молекул.
- Юпитер состоит примерно на 90 процентов из водорода, 9.99% из гелия. Остальное составляют такие вещества, как фосфор, сера, метан, аммиак и различные углеводороды. Атмосферы Юпитера — молекулярный водород и гелий. Атмосфера содержит также воду, метан, сероводород, аммиак, фосфин и инертные газы: неон, аргон, криптон, ксенон. Верхняя атмосфера Юпитера содержит некоторое количество простых углеводородов: этана, ацетилена, и диацетилена, которые формируются под воздействием солнечной ультрафиолетовой радиации и заряженных частиц, прибывающих из магнитосферы Юпитера. Диоксид углерода, моноксид углерода и вода в верхней части атмосферы, как предполагается, появились в атмосфере Юпитера благодаря взаимодействию с кометами, такими как комета Шумейкеров-Леви 9, упавшая на Юпитер в 1994 году. Астрономы построили теоретические модели распределения тяжелых элементов. В тмосфере Юпитера, которые соответствуют наблюдательным данным, полученным «Юноной», чтобы на их основе сделать выводы о том, как образовалась планета. В итоге они пришли к заключению, что во внутренней части атмосферы Юпитера содержится больше тяжелых элементов, чем во внешней части. «Раньше мы думали, что у Юпитера есть конвекция, как у кипящей воды, что делает его атмосферу полностью перемешанной. Но наше открытие показывает другое», — говорит руководитель исследования астроном Ямила Мигель (Yamila Miguel) из Нидерландского института космических исследований SRON и Лейденской обсерватории. (Исследование опубликовал журнал Astronomy & Astrophysics).
- Титан — спутник Сатурна, отличающийся крупными размерами, наличием плотной атмосферы и углеводородных озёр.
Титан является единственным известным за пределами Земли объектом Солнечной системы, на поверхности которого присутствует жидкость (реки, озёра, моря). Эта жидкость представляет собой смесь жидких углеводородов, главным образом, жидкого этана (6÷79%), жидкого метана (5÷10%), жидкого пропана (7÷8%), жидкого бутилена (1%), а также жидкого аргона, азота, угарного газа и водород (менее 1%). В этой жидкости растворены твёрдые вещества (в молярных долях: циановодород — 2÷3% , бутан — 1%, ацетилен — 1%, бензол, метилцианид и углекислый газ — менее 1%).
Спутник состоит из каменистого ядра радиусом 1700 км, содержащего 55% общей массы спутника, и жидкой оболочки из гидратов аммиака и метана, над которой располагается ледяная кора. Имеет слабое магнитное поле и атмосферу, состоящую преимущественно из азота.
- Конская Голова. Астрономы из Франции, Испании и Германии обнаружили в межзвёздном пространстве нашей галактики пропинилидин (C3H+). Этот углеводород является "братом" природного газа и нефтепродуктов, встречающихся на Земле. Как оказалось, значительные его запасы хранит Конская Голова – туманность в созвездии Ориона. Исследователи изучали спектры излучения туманности при помощи телескопа Института радиоастрономии (IRAM) в миллиметровом диапазоне длин волн и обнаружили характерные линии молекул, содержащих радикал C3H+. Астрономы также выявили в Конской Голове 30 других молекул. Учёных удивило, что туманность, которая давно известна как большая межзвёздная лаборатория, порождающая всё новые химические вещества, обладает значительными запасами углеводородов. "В туманности содержится в 200 раз больше углеводородов, чем воды на Земле!" — рассказывает один из авторов работы Вивиана Гусман (Viviana Guzman).
Отметим, что пропинилидин находили и ранее, но не в нашей галактике. Принадлежность его к семье углеводородов, являющихся основным источником энергии на нашей планете, делает Конскую Голову активным космическим "нефтеперерабатывающим заводом". Туманность находится в 1300 световых годах от нас в созвездии Ориона и получила своё название за характерные очертания. В дальнейшем учёные хотели бы разобраться в процессах производства пропинилидина в недрах этого необычного на вид космического образования. Подробности об уже проделанной работе можно узнать в статье в журнале Astronomy & Astrophysics.
- Нагрев превратил искусственную межзвездную органику в воду с нефтью. Это говорит о том, что почти все запасы воды на Земле могли образоваться из органического вещества © Валерий Шарифулин/ТАСС/.
Новости Яндекс.Дзен.
«ТАСС, 17 июля. Значительная часть запасов воды на Земле могла появиться не из комет или астероидов, а в результате разложения сложных органических молекул в первые эпохи существования планеты. К такому выводу пришли японские планетологи, которые при нагреве в лаборатории образцов искусственного аналога органики из межзвездных газопылевых облаков получили воду и нефть. Описание их исследования опубликовал научный журнал Scientific Reports».
- Планета Земля. Элементный состав нефти: С 82,5-87%; Н 11,5-14,5%; О 0,05-0,35, редко до 0,7%; S 0,001-5,5%, редко свыше 8%; N 0,02-1,8%. Около 1/3 всей добываемой в мире нефти содержит свыше 1% S.
С удалением от Солнца, ядра планет их плотность уменьшается, что говорит о том, что УВ и нефть образовались в результате распада тяжелых элементов.
Так:
Все без исключения планеты Солнечной системы, отражают механизм формирования сложной системы углеводородов и однозначно указывают на их абиогенное происхождение.
Планеты своем циклическом эволюционно-направленном развитии, переходя от одного цикла к другому, под воздействием волн энергии не разрушаясь, а подвергаясь преобразованию на атомарном уровне. С каждым циклом происходит дифференциация вещества и его самоорганизация на более высоком уровне.
Антидромная последовательность дифференциации вещества планет Солнечной системы, объясняется ЗВТ И. Ньютона и центробежными силами вращения, наличием процессов зонного плавления, распадом экзоэнергетических элементов. Идентичность структуры и вещественного состава планет, указывает на единый реальный (истинный), постоянно действующий пространстве и времени, волновой (энергетический) механизм структурно-вещественного преобразования планетарной солнечной системы и ее минералогических ассоциаций.
Сложная система углеводородов, в планетарной Солнечной системе, формируется под воздействием волн энергии распада экзоэнергетических, в большей степени тяжелых элементов, которые преобладают на Меркурии, на планетах гигантах они находятся в небольшом количестве.
Дифференциация вещества под воздействием волны энерги, способствует снтезу газоконденсата, нефти.
Неустойчивая геохимическая система кремневодородов, является важнейшим звеном в формировании вещественного состава системы Земли и ее минералогических ассоциаций. Кремневодород как неустойчивое соединение, является связующим звеном в процессе синтеза устойчивого соединения — абиогенного углеводорода.
Связующим звеном геопроцессов системы Земли, являются волны энергии всех уровней иерархии. Циклы развития, отражают эволюционную направленность преобразования системы Земли в пространстве, времени и определяют механизм концентрации минерального сырья любого типа.
Космический аппарат «Rosetta» впервые однозначно обнаружил твердое «органическое» вещество в виде сложных углеродсодержащих молекул.
Спектральные исследования показали, что на Тритоне есть молекулярный, не связанный в химические соединения азот. Безусловно, он присутствовал в составе протопланетного облака, из которого образовалась Солнечная система.
На Тритоне, как и на других лунах планет-гигантов, имеется огромный ассортимент органических соединений, до биогенного происхождения.
В составе больших планет — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — преобладают водород, гелий и неон, вода — на четвертом месте, а далее — метан, аммиак, сероводород, окислы кремния и марганца, железо и никель. Тяжелых элементов практически нет.
У планет земной группы энергетический ресурс тяжелых элементов практически не исчерпан и они будут способствовать процессу образования минерального сырья.
В Солнечной планетарной системе отмечается закономерность: с удалением от Солнца, уменьшается количество тяжелых элементов, а количество легких элементов (водород, гелий, углеводород, вода и др.), увеличивается.
В ходе изложенного выше исследования, выяснена роль тяжелых металлов гелия и водорода в процессе строения структуры и вещественного состава планет Солнечной системы.
- Пребиотические вещества, которые образуются при облучении льда, теряют свои органические свойства и высокое содержание водорода, азота и кислорода, при нагревании более чем до 300 ºC; это происходит вблизи Солнца.
- Слишком низкие температуры предотвращают пребиотическое направление развития, в отличие от Земли.
Нефть отвечающая составу: С 82,5-87%; Н 11,5-14,5%; О 0,05-0,35, редко до 0,7%; S 0,001-5,5%, редко свыше 8%; N 0,02-1,8%. Около 1/3 всей добываемой в мире нефти содержит свыше 1% S, есть только на Земле.
Можно уверенно говорить о том, что с помощью волнового механизма, решается проблема не только закономерного размещения рудных тел, но и вопрос устойчивости и изменчивости геологических систем и минералогических ассоциаций. Различным минералогическим ассоциациям будет соответствовать определенный диапазон волн.
Возможности резкого повышения производства важнейших рудных редких элементов, углеводородов, - заключены в комплексном использовании минерального сырья. Знание закономерностей строения структуры блоков земной коры и механизма их формирования, повышают эффективность геолого разведочных работ и снижают материальные затраты на их проведение, данный фактор приводит в конечном счете к снижению себестоимости добываемого минерального сырья.
На большом массиве фактического материала, создана теория волнового (энергетического) механизма формирования минерального сырья любого типа.
Устьянцев Валерий Николаевич:
Макаров В.П.
НЕФТЬ. НОВЫЕ СВОЙСТВА (сводные данные)
Российский государственный геологоразведочный университет, Москва.
ВВЕДЕНИЕ.
Считается, что истоки современных представлений о происхождении нефти возникли в XVIII – начале XIX века. Значительную роль в решении проблемы сыграл М. В. Ломоносов, который первым предложил гипотезы органического и неорганического происхождения нефти. В последующем представление о природе нефти неоднократно менялись, но все гипотезы находились в рамках двух главным тем: органогенная (биогенная) и неорганогенная (абиогенная, минеральная) природа. В середине XX века проблема приобрела более чёткие очертания в связи с появление новых геологических и химических данных. В конечном счёте вполне закономерно всё свелось к тому, что проблема оказалась «некорректна по своей природе и не имеет научного решения» [26, стр.46]. Этому содействовало и то, что многочисленные доказательственные критерии (изотопные, так называемые «биологические метки» и пр.) основаны на серьёзных методологических ошибках. Предметом научной дискуссии может быть только «проблема об источнике вещества в месторождениях нефти и газа» [там же]. Ниже сделана попытка решения возникающей проблемы на основе анализа физических и химических свойств нефти и получаемых из неё продуктов. Часть упомянутых ниже новых свойств нефти описана в работах[23].
Рассматриваются следующие свойства нефти:
1. Физические свойства, учитывающие её плотность dи показатель преломления n, входящие в стандартный набор при изучении нефти.
2.Химические свойства, включающие определение концентраций H и C, главных компонентов нефти. При анализе применялись мольные концентрации элементов, пересчитанные первичными авторами в форму СnHm и входящие в так называемую «эмпирическую формулу».
3. Групповой состав нефти, изученный как для разных температур, так и для отдельных нефтей, битумов, озокеритов и пр. В групповом составе рассмотрены углеводороды – ароматические, нафтеновые и метановые, определённые методом «анилиновых точек». В случае присутствия других компонентов они не анализировались, а углеводородный состав пересчитывался на 100%.
Для изучения результатов анализов (химических, групповых и др.) нами использован корреляционный метод в жёстком варианте: использовались корреляционные уравнения в большинстве случаевс R2 >>0,95.
В практике нефтехимических исследований широко рассматриваются различные углеводородные соединения, полученные из нефти различными технологическими приёмами. Это послужило одной из причин называть нефть «природным раствором» различных углеводородных соединений [5, 18]. Мы отказались от такого взгляда на нефть, считая его не корректным. Действительно, из белой глины некоторыми технологическими приёмами можно получить кирпич, фаянс или фарфор. Но это не даёт основание считать глину смесью кирпича, фаянса и фарфора.
Другой пример. Можно набрать необходимое количество оливинов, пироксенов и плагиоклазов, эту сметь расплавить и получить однородный ультраосновной расплав, причём в точке, близкой к температуре кристаллизации, разными методами (ИКС, рентген и пр.) будут фиксироваться линии этих минералов. Далее, понижая Т, т.е. совершая определённые технологические операции, вновь получить оливин, пироксен и плагиоклаз, выделяющихся при разных Т. Но и здесь нельзя утверждать, что силикатный расплав является смесью расплавов – растворов соответствующих минералов.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
Анализ фактического материала показал, что по своему составу все нефти делятся на два типа, одну из которых можно рассматривать как растворённую в другой. Эти типы выделяются по характеру поведения С и Н, изотермическим распределениям, связи между групповыми компонентами. Кроме того достаточно чётко выделяются нефти по виду связи между компонентами группового состава. Среди них выделяются:
А. Нефти с чёткой метано-нафтеновой связью и отсутствием такой связи между этими компонентами и ароматикой.
Б. Нефти только с ароматико-нафтеновой связью.
В. В нефтях устанавливаются связи, характерные для первых двух типов.
По характеру проявления влияния внешних факторов все нефти объединяется в две группы:
1. Нефти, плотности и показатели преломления которых уменьшаются с глубиной. Это преобладающая группа нефтей (≈70%).
2. Нефти, у которых показатели преломления и плотности растут с глубиной. В литературе существует подобное деление, но ему отводится незначительная роль, принижая его значение.
Для всех нефтей установлена только связь вида nD20 = Ad420 + B. Параметр А в уравнении определяется отношением соответствующих коэффициентов термического расширения жидкости.
Главным фактором образования нефтей первой группы является влияние Т. Влияние глубины и давления на формирование этой связи проявляется как сопутствующее вследствие увеличения Т с глубиной и не рассматривается как определяющее. В этих условиях происходит тепловое перераспределение (разделение) вещества нефти. Подобное поведение возможно при постоянстве массы объекта воздействия температуры и неизменности её во времени, т.е. в стабильной тектонической обстановке. В этом случае скорость термического перераспределения нефти должна быть больше скорости её погружения.
Главный механизм формирования нефтей второй группы не совсем ясен. Подобное возможно при сильном влиянии Р, которое ведёт к сжатию вещества и росту его плотности. Однако эксперименты показали, что это возможно и под влиянием Т (см.рис.3). Доказательством этому служит соответствие угловых коэффициентов диаграмм для природных выборок экспериментальным его значениям. Существует некоторый предел увеличения плотности, в ряде случаев он расположен при Т≈ 300 – 400оС, за которым при постоянстве d420 имеется фазовый переход с сохранением роста концентрации С и Н в эмпирической формуле. Не исключено, что главным фактором является рост теплоты испарения ΔНисп, но данных по ним нет. Возможное условие - постепенное погружение объекта, вследствие чего происходит постепенный рост Т, отгонка фракций с пониженными значениями ΔНисп и накопление в корнях объекта тяжёлых фракций нефти. В этом случае скорость погружения вещества должна быть больше скорости его термического перераспределения.
Несмотря на разнообразие нефтей, для них установлен единый источник с параметрами do = 0,827 и no = 1,459. Химический состав нефти этого источника складывается из фракций С10,60Н14,39, близкой составу CnHn+4 ароматическая группа), и С44,66Н85,03, близкой составу CnH2n-4(сложные нафтены). Ранее этот источник назывался «пранефтью» [8], потом появились более точные представления о ней, которые отразились в термине микронефть (например, [28]). Постоянство состава микронефти не говорит, что и возраст этой пранефти один и тот же. Главное в том, что при естественной переработке органического вещества конечный результат этого преобразования будет один и тот же.
Ряд исследователей, «не отрицая генетической связи нефти с органическим веществом осадочных пород, считают, что первичная нефть во всех случаях однотипна»[10, стр. 85]. К близкой точке зрения пришли и К.Б.Аширов и В.И. Данилов после изучения особенностей формирования нефтей на месторождениях Куйбышевской (Саратовской) области [21]. Наши данные согласуются с этой точкой зрения. Эти выводы согласуется и с мнением А.Ф. Добрянского [3, с.67] о близости состава первоисточника нефти составу ароматических соединений. Интуитивно применив компенсационный анализ, А.Н. Гусева и И.Е. Лейфман [25, с.84] установили, что «гипотетические алканы» в источнике имеют Тпл= 125оС иno= 1,4750.
Н.Ф. Кулаков [17], анализируя переходы углеводородов друг в друга, считает, что самопроизвольное превращение углеводородов идёт от ароматики через нафтены к метанам, именно так происходит уменьшение свободной энергии в стандартных условиях. По его данным в месторождениях Саратовского Поволжья в пластовых условиях группы углеводородов располагаются в таком же порядке.
П.Ф. Андреев и др. [1] качественно рассматривали термодинамику условий образования нефти без анализа конкретных корреляционных связей.
Представленный выше тип нефтей, у которых существуют жёсткая связь между компонентами группового состава, формально удовлетворяет последовательности реакций[1]
С6Н6+ЗН2 →С6Н12; ΔGo298=-99106Дж/моль (10а)
С6Н12+Н2→C6H14; ΔGo298=-29100 Дж/моль. (10б)
Однако Н.Ф. Кулаков [17] подверг этот механизм сомнению. Данные реакции должны протекать при достаточном количестве внешнего водорода, т.е. водорода, образованного вне нефтяных пластов, в присутствии никелевых, медных и палладиевых катализаторов. Но в нефтяных пластах все эти факторы отсутствуют, в частности, по данным Н.Ф. Кулакова [17] в присутствующих в нефтяных пластах газах концентрация водорода колеблется в районе 1%, что явно недостаточно для протекания реакций.
Взаимодействие между нафтеновой и метановой группами второго типа (рис.13) возможно вызвано реакцией преобразования одного углеводорода в другой, например, по уравнению типа
С6Н12+ЗН2 →С6Н14 + ΔG (ΔGo298= -71550 Дж/Моль) [1, 28].
По П.Ф. Андрееву [1] реакция имеет вид
С6Н12+ЗН2 →С6Н14 + ΔG (ΔGo298= -29100 Дж/моль) [1].
К этому предположению также применимы возражения Н.Ф. Кулакова [17]. Кроме того, здесь отсутствует первая часть уравнения (10), что делает сомнительными подобные объяснения, поскольку остаётся непонятным источник нафтенов. Возможной причиной этого может быть полное исчерпание ароматики в процессе преобразования исходного вещества нефти.
Природа самостоятельной ароматико-нафтеновой связи нефтей первого и третьего типов также не ясна. Подобная связь характерна для закрытых бинарных систем, в которых один из компонентов тем или иным способом переходит в другой. Следовательно, в данном случае взаимный переход как- будто бы осуществляется между нафтеновыми и ароматическими углеводородами по возможной реакции
…+ CnHn+ … → … + CnH2n + … .
Существенным недостатком этой гипотезы является отсутствие второй, завершающей, стадии уравнения (10), а также отсутствие ясности, откуда взялась ароматика. Детальнее этот механизм не изучен. Тем не менее, вопросы взаимоотношений ароматики и нафтенов в качественном плане достаточно широко обсуждались. Так, А.Ф. Добрянский предположил, что «ароматические углеводороды генетически ближе к её источнику, чем углеводороды метанового и нафтенового ряда. … они являются связующим звеном между собственно нефтью и исходным органическим веществом» [3, стр.86]. На примере северокавказских нефтей (Южно-Эмбенский район) А.И. Богомолов пришёл к выводу, что, во-первых, органические соединения также являются связующим звеном между собственно нефтью и исходным органическим веществом. Во-вторых, ароматика не унаследована от исходного органического материала, а является вторичной за счёт «деструкции исходного материала, сопровождающихся диспропорционированием водорода в условиях низкотемпературного (МВП: Т≤ 250oC) катализа с участием природных алюмосиликатных катализаторов» [5, стр. 187].Однако конкретного вида связи между нафтенами и ароматикой эти исследователи не касались. Кроме того, остался без ответа вопрос об источнике ароматики.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Проведённые исследования позволили выявить наиболее общее свойство всех нефтей -наличие общего для них источника со следующими свойствами: выполняется только связьnD20 = Ad420 + B; состав нефти в источнике характеризуется параметрами: do = 0,827 г/см3 и no = 1,459, T= 40 – 50оС, lnν = 0,8522; глубина источника ~1800 м. Химический состав вещества источника нефти складывается из фракций С10,60Н14,39, близкой составу CnHn+4 (ароматическая группа), и С44,66Н85,03, близкой составу CnH2n-4(сложные нафтены). Нефть состоит из двух компонентов, обладающих отличающими их свойствами. Компоненты группового состава связаны между собой чёткой обратной корреляционной связью. Природу этой связи на основе существующих представлений установить не удалось, во-первых, из-за того, что эти представления имею качественный, а, следовательно, поверхностный и примитивный характер, а во-вторых, групповой состав включает множество разнообразных соединений, тогда как термодинамика, используемая для объяснения подобных явлений, имеет дело с индивидуальными веществами.
Н.Ф. Кулаков [17], оценивая результаты изучения природы нефтей, сделал вывод, что нефть не претерпевает никаких изменений за всю историю её существования. Он мотивирует это тем, все предлагаемые гипотезы не соответствуют природным условиям существования нефти. Он считает, что в формировании нефти главную роль играют геологические и геохимические условия. Но это говорит только о том, что сами гипотезы никуда не годятся. Кроме того, он вступает в противоречие с самим собой: геохимические условия миграции элементов определяются термодинамическими обстоятельствами в местах миграции. То же самое можно сказать и о роли геологических условий: температура и давления в природных условиях являются важнейшими компонентами геологической обстановки. Наконец, делая такой пессимистический вывод, он ничего не предлагает для решения самой проблемы происхождения нефти.
Литература
1.Андреев П.Ф., Богомолов А.И., Добрянский А.Ф., Карцев А.А. Превращения нефти в природе. Л.: Гостоптехиздат, 1958. 416 с.
2.Аранда Гомес В. Корреляция между физическими свойствами углеводородов. // Материалы V международного нефтяного конгресса. Т.IV. М.: Гостоптехиздат, 1961. С. 107-108.
3.Богомолов А. И., Стригалева Н.В. Изучение ароматических углеводородов в составе некоторых меловых нефтей Южной Эмбы. //Труды ВНИГРИ, вып. 57. Геохимический сборник, 2-3. Л.: Гостоптехиздат, 1951. С.67-81.
4. Богомолов А.И., Шиманский В.К. Изменение свободной энергии в реакциях превращения кислот. /Геохимический сборник, №4. Труды ВНИГРИ, вып. 105, Л.: Гостоптехиздат, 1957. С.279-286.
5. Богомолов А.И., Панина К.И. Структурно-групповой анализ фракций ароматических углеводородов нефти.//Геохимический сборник. Л.: ВНИГРИ, вып. 123, № 5, 1958. С.175 – 188.
6. Богомолов А. И., Панина К. И. и Баталин О. Е. Термокаталитические превращения полициклических нафтеновых углеводородов нефти в связи с вопросами их генезиса.// Геохимический сборник. М.-Л.: Издание ВНИГРИ, вып. 155, №6, 1960. С.194 – 210.
7. Бойко Е.Д. Химия нефти и топлив. Ульяновск: издание Ульяновского гос. техн. университета. 2007.
8. Брукс Б.Т., Бурд С.Э., Куртц С.С., Шмерлинг Л. Химия углеводородов нефти. М.: Гостоптехиздат, 1958. Т.1. 550 с.
9. Важнейшие нефтяные месторождения развитых капиталистических и развивающихся стран (1973).//URL: http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/081/487.htm
10. Гальперн Г.Д., Коновалова Л.А., Кусаков М.М. Температурная зависимость плотности гептаметилнонана и метилдициклопентилциклогексана.//Труды института нефти АН СССР. Т.1.Вып.2. М.-Л.: издание АН СССР,1950. С.217.
11. Гальперн Г.Д., Коновалова Л.А., Кусаков М.М. Температурная зависимость коэффициента преломления и дисперсии углеводородных жидкостей при низких температурах. //Там же. С.223-243.
12. Казанцева Т.Т., Камалетдинова М.А., Казанцев Ю.В., Зуфарова Н.А. Происхождение нефти (препринт доклада). Уфа: издание БФАН СССР, 1982.
13. Карцев А.А. Основы геохимии нефти и газа. М.: Недра, 1978.279 с.
14. Китайгородский А.И. Введение в физику. М.: Наука, 1973.
15.Котина А.К., Чихачева Е.М. Исследование нефтей месторождения Озек- Суат. // Геохимический сборник. №7. Труды ВНИГРИ, вып.174. Л.: Гостоптехиздат, 1961, С. 35-53.
16.Кудельский А.В. Специфические особенности геохимии триады «нефть-газ-рассолы» Припятского прогиба. //Стратiсфера, 1(26), 2007. С.101 – 121.
17. Кулаков Н.В. Формирование и размещение залежей нефти и газа. Саратов: изд-во Саратовского ГУ, 1972. С.108.
18.Намёткин С.С. Химия нефти. М.: издание АН СССР, 1955.
19. Лазаренко Е.К. Курс минералогии. М.: Высшая школа, 1971.
20. Макаров В.П. Основы теоретической геохронологии. /XII научный семинар «Система планета Земля». М.: РОО «Гармония строения Земли и планет», 2004, 228-253.
21. Макаров В.П. «Явление компенсации» - новый вид связи между геологическими объектами. /Материалы I международной научно-практической конференции «Становление современной науки-2006». Т.10. Днепропетровск: «Наука и образование», 2006. С. 85-115.URL: http://www.lithology.ru/node/817.
22.Макаров В.П. Вопросы теоретической геологии. 12. Основы теории решения задачи об источниках вещества. /Материалы международной конференции. «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития-2008». Одесса: «Черноморье», 2008. Т.17. С.12 - 47.
23.Макаров В.П. О свойствах углеводородного вещества - источника нефти. /«Литология и геология горючих полезных ископаемых».// Екатеринбург: изд. УГГУ, 2011. №5(21). С. 95- 108. URL: http://www.lithology.ru/node/525.
Макаров В.П. Нефть. Новые данные об её составе. /Международная научно-практическая конференция «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития ‘2013». /Одесса: изд-во Куприенко СВ, 2013, Т.51. С. 71 - 77.
24.Макаров В.П. К теории геохимических геотермометров. 3. Новая интерпретация параметров уравнения геотермометра. /"Вестник отделения наук о земле РАН".Электронный научно-информационный журнал, № 1(24)' 2006. URL: http://www.scgis.ru/russian/cp1251/h_dgggms/1-2006/informbul-1_2006/term-22.pdf.
25. Новые методы исследования состава нефтей. /Труды ВНИГНИ, вып. 119. Ред. Максимова С.П., Сафонова Г.И. М.: изд-во ВНИГНИ, 1972. 231 с.
26.Пиковский Ю.И. Проблема нефтегазообразования: выход из тупика? (к дискуссии о происхождении нефти и природного газа). /Генезис углеводородных флюидов и месторождений. М.: ГЕОС, 2009. 38-55.
27. Радченко О. А., Чернышева А. С., Болотская О.П. К вопросу о химическом характере продуктов выветривания нефти.//Геохимический сборник. Л.:ВНИГРИ, № 2-3, 1951. С.118-151.
28.Тараненко Е.И. Основы геохимии нефти и газа. М.: издательство УДН, 1989
29.Эйгенсон А.С., Шейх-Али Д.М. Расчет плотности и вязкости пластовой нефти по данным поверхностной дегазации. //Геология нефти и газа. 1989. 11.
30. Немченко Н.Н. Избранные труды, посвященные проблемам геологии нефти и газа. М.: ОАО ”ВНИИОЭНГ”, 2000. 456 с.
Нефтегазовая литология
Устьянцев Валерий Николаевич:
15 сент. 2021 г. НАСА подтверждает тысячи массивных древних вулканических извержений на Марсе Ученые нашли доказательства того, что в районе северной части Марса под названием «Земля Аравии» произошли тысячи «суперизвержений», крупнейших из известных вулканических извержений за период в 500 миллионов лет. Некоторые вулканы могут производить настолько мощные извержения, что они выбрасывают в воздух океаны пыли и токсичных газов, блокируя солнечный свет и изменяя климат планеты на десятилетия. Изучая топографию и минеральный состав части региона Земли Аравия на севере Марса, ученые недавно обнаружили доказательства тысяч таких извержений, или «суперизвержений», которые являются самыми сильными известными вулканическими взрывами. Выбросив в воздух водяной пар, двуокись углерода и двуокись серы, эти взрывы прорвали марсианскую поверхность за период в 500 миллионов лет около 4 миллиардов лет назад. Ученые сообщили об этой оценке в статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters в июле 2021 года. «Каждое из этих извержений оказало бы значительное влияние на климат — возможно, выделившийся газ сделал атмосферу более плотной или заблокировал Солнце и сделал атмосферу более холодной», — сказал Патрик Уэлли, геолог из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. который руководил анализом Arabia Terra. «Создателям моделей марсианского климата предстоит проделать определенную работу, чтобы попытаться понять влияние вулканов». Ведущий автор Патрик Уэлли готовится к трехмерному лазерному сканированию на месте взрывного извержения вулкана Аскья в 1875 году в Исландии. Ученый NASA Goddard и ведущий автор исследования Arabia Terra Патрик Уэлли готовятся к трехмерному лазерному сканированию на месте взрывного извержения вулкана Аскья в 1875 году, Исландия, 2 августа 2019 года. Кредиты: Джейкоб Ричардсон / НАСА Годдард После выброса на поверхность 400 миллионов плавательных бассейнов олимпийского размера с расплавленной породой и газом и распространения толстого слоя пепла на тысячи миль от места извержения, вулкан такой величины обрушивается в гигантскую дыру, называемую « кальдера». Кальдеры, которые также существуют на Земле, могут иметь ширину в десятки миль. Семь кальдер на Земле Арабия были первым свидетельством того, что в этом регионе когда-то могли быть вулканы, способные к суперизвержениям. Когда-то считалось, что это впадины, оставленные ударами астероидов на поверхности Марса миллиарды лет назад, в исследовании 2013 года ученые впервые предположили, что эти бассейны были вулканическими кальдерами. Они заметили, что они не были идеально круглыми, как кратеры, и имели некоторые признаки обрушения, такие как очень глубокие полы и каменные уступы у стен. «Мы прочитали эту статью и были заинтересованы в дальнейших действиях, но вместо того, чтобы искать сами вулканы, мы искали пепел, потому что вы не можете скрыть эти доказательства», — сказал Уэлли. Уэлли и его коллегам пришла в голову идея поиска следов пепла после встречи с Александрой Матиэллой Новак, вулканологом из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд. Матиэлла Новак уже использовала данные марсианского разведывательного орбитального аппарата НАСА, чтобы найти пепел в других местах на Марсе, поэтому она объединилась с Уэлли и его командой, чтобы искать конкретно в Аравии Терра. Анализ группы продолжил работу других ученых, которые ранее предположили, что минералы на поверхности Земли Аравии имеют вулканическое происхождение. Другая исследовательская группа, узнав, что бассейны Земли Аравии могут быть кальдерами, рассчитала, где будет оседать пепел от возможных суперизвержений в этом регионе: перемещаясь по ветру, на восток, он будет истончаться вдали от центра вулканов или в данном случае то, что от них осталось: кальдеры. «Итак, мы взяли это в тот момент и сказали: «Хорошо, это минералы, которые связаны с измененным вулканическим пеплом, что уже было задокументировано, так что теперь мы собираемся посмотреть, как минералы распределяются, чтобы увидеть, они следуют схеме, которую мы ожидаем увидеть от суперизвержений», — сказала Матиэлла Новак. Изображение, показывающее кратеры в Arabia Terra На этом изображении показаны несколько кратеров в Аравийской Земле, заполненных слоистыми породами, часто обнажающимися в виде округлых насыпей. Яркие слои имеют примерно одинаковую толщину, создавая впечатление ступенчатости. Процесс, в результате которого образовались эти осадочные породы, еще недостаточно изучен. Они могли образоваться из песка или вулканического пепла, которые были занесены ветром в кратер, или из воды, если в кратере было озеро. Изображение было получено с помощью камеры Эксперимента по визуализации с высоким разрешением на Марсианском разведывательном орбитальном аппарате НАСА. Авторы и права: NASA/JPL-Caltech/Университет Аризоны Для получения дополнительной информации нажмите здесь. Команда использовала изображения с компактного разведывательного спектрометра MRO для Марса, чтобы идентифицировать минералы на поверхности. Заглянув в стены каньонов и кратеров на расстоянии от сотен до тысяч миль от кальдер, куда пепел должен был быть унесен ветром, они обнаружили вулканические минералы, превращенные водой в глину, в том числе монтмориллонит, имоголит и аллоп.
Навигация
Перейти к полной версии