Woher kam das Öl in den Tiefen der Erde? Herkunft des Öls. Alternative Theorien. Bestimmung des Ölpreises

Der Ölpreis hängt nicht nur von seinen Reserven und seiner Politik ab, sondern auch von der Popularität der einen oder anderen Theorie seines Ursprungs. Neue Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die Gerüchte über schwindende Ölreserven stark übertrieben sind.

Prognosen zur Entwicklung der Ölpreise schwanken in sehr weiten Grenzen. Einige prognostizieren ein stabiles Wachstum, andere einen ebenso stetigen Rückgang. Der Grund für diese Diskrepanz liegt vor allem darin, dass es noch kein allgemein anerkanntes Verständnis über die Entstehung von Öl gibt und wir daher nicht wissen, ob das Ölfass überhaupt einen Boden hat. Jüngste Entdeckungen deuten darauf hin, dass Öl immer bei den Menschen sein wird.

Die Entdeckungen kanadischer und russischer Wissenschaftler lassen eine so optimistische Schlussfolgerung zu: Es ist durchaus möglich, dass Öl seinen Ursprung im unterirdischen Ozean hat. Dabei handelt es sich nicht um die üblichen Mineralwasservorkommen, sondern um eine grandiose Planetenhülle, in der überhitztes Wasser und Dampf zirkulieren. Es ist die Existenz einer solchen Hülle, die die Bewegung tektonischer Platten, Vulkanausbrüche und ... das Auftreten von Öl erklärt.

Wasser im Diamanten

Kürzlich wurden die Ergebnisse einer Untersuchung eines brasilianischen Diamanten bekannt, der bereits 2008 in der Nähe der Stadt Juina in Brasilien gefunden wurde. Im Inneren dieses unscheinbaren Steins wurden mineralische Einschlüsse gefunden. Im Gegensatz zu Diamantenhändlern sind Wissenschaftler von solchen Steinen sehr angetan – Einschlüsse enthalten einzigartige Informationen über den Prozess der Diamantenbildung. Und nun fanden sie in einem brasilianischen Stein Spuren von Ringwoodit, einem äußerst seltenen Mineral, das in Meteoriten vorkommt (es wurde auch im Labor synthetisiert). Ringwoodit ist ein Verwandter des auf der Erde weit verbreiteten Olivins, für dessen Entstehung Ringwoodit jedoch Wasser benötigt. Und nicht nur Wasser – sondern Wasser mit hoher Temperatur und hohem Druck.

Die moderne Wissenschaft kann nur anhand indirekter Anzeichen beurteilen, was in großen Tiefen geschieht. Die tiefste Bohrung der Welt, die auf der Kola-Halbinsel in Russland gebohrt wurde, ist nur wenig tiefer als die 12-km-Marke von der Erdoberfläche entfernt. Funde wie der Zhuin-Diamant ermöglichen viel tiefere Einblicke. Diamanten entstanden bei riesigen Vulkanexplosionen in der Jugendzeit unseres Planeten, und die Kimberlitrohre, in denen Diamanten liegen, sind Spuren dieser Katastrophen. Blasen in Diamanten sind Behälter aus der Vergangenheit, aus großer Tiefe.

Die Entdeckung von Ringwoodit bestätigte die Hypothese, dass es in großen Tiefen unter der Erdkruste Wasser gibt, und zwar mehr davon als in allen Ozeanen der Erde. Aber nicht nur Ringwoodit wurde in Diamanten gefunden: Russische Wissenschaftler des Instituts für Geologie und Mineralogie der Sibirischen Abteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften entdeckten darin Spuren von Öl. Diese beiden sehr unterschiedlichen Funde führen uns zurück zu einer endlosen geologischen Debatte.

Woraus entsteht Öl?

Diese Frage stellte sich bereits im 19. Jahrhundert, als zwei konkurrierende Theorien auftauchten: die biogene und die abiogene Entstehung von Öl. Nach der biogenen Theorie ist Öl ein Produkt aus den Überresten antiker biologischer Organismen, Tiere und Pflanzen. Die abiogene Theorie legt nahe, dass dies das Ergebnis chemischer Reaktionen im Inneren der Erde ist.

Aus Sicht der biogenen Theorie dauerte der Prozess der Umwandlung von Biomasse in Öl Millionen von Jahren. Mikroskopisch kleine Öltröpfchen fielen in spezielle hochpermeable Formationen und bildeten darin Cluster. Dies erklärt, dass die überwiegende Mehrheit der Ölvorkommen in Sedimentgesteinen konzentriert ist, dass Öl sehr weit verbreitet ist und die chemische Zusammensetzung des Öls viele Gemeinsamkeiten mit der Chemie lebender Organismen aufweist. Nach dieser Theorie über den Ursprung des Öls sollte seine Suche in Sedimentgesteinen erfolgen und seine Vorkommen sind endlich.

Die abiogene Theorie besagt, dass die Natur des Öls in chemischen Prozessen liegt, die mit der ständigen Freisetzung verschiedener Gase aus den Eingeweiden des Planeten verbunden sind. Dies sind Wasserdampf, Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff, Stickstoff, Wasserstoff und viele andere. Ein aktiver Befürworter dieser Theorie war Dmitri Mendelejew, der glaubte, dass der Prozess kontinuierlich auf dem gesamten Planeten abläuft, aber nur an bestimmten Orten Bedingungen für die Ansammlung von Öldämpfen und deren Konservierung entstanden. Dafür sprechen die Funde von Öl in Kristallen und magmatischen Gesteinen sowie der hohe Gehalt an Metallen im Öl. Diese Beobachtungen sind aus biogener Sicht äußerst schwer zu erklären.

Öleinschlüsse in Quarzkristallen sind eines der Argumente von Befürwortern des abiogenen Ursprungs von Öl

Eine praktische Schlussfolgerung aus der abiogenen Theorie: Jedes gebrochene Gestein, auch kristallines, kann für die Ölexploration vielversprechend sein. Darüber hinaus können Sie sicher sein, dass das Öl nicht ganz zur Neige geht: Es wird ständig im Inneren des Planeten erzeugt, allerdings in viel geringeren Mengen, als wir verbrauchen.

Gibt es einen Kompromiss?

Selbst zwischen Westlern und Eurasiern in Russland gibt es mehr Gemeinsamkeiten als zwischen Anhängern der biogenen und abiogenen Theorien über die Herkunft des Öls. Aus einem wissenschaftlichen Streit wurde ein religiöser Streit. Darüber hinaus basierten bis vor kurzem alle praktischen Maßnahmen zur Erschließung von Ölfeldern nur auf den Postulaten einer der Theorien, der biogenen. Doch heute besteht eine wachsende Nachfrage nach einem universelleren Konzept, das die Vorgänge in der Erdkruste besser erklären könnte. Und hier ist es an der Zeit, sich an eine Theorie zu erinnern, die jetzt eine Wiedergeburt erlebt – über unterirdische Ozeane, oder genauer gesagt, über die Drainagehülle im Inneren der Erde.

Einst war mehr als ein Geologe von einfachen arithmetischen Berechnungen verwirrt. Wir wissen, wie viel Land sich über dem Meeresspiegel erhebt – es beträgt etwa 130 Millionen Kubikmeter. km. Wir kennen auch die ungefähre Menge an festen Partikeln, die von allen Flüssen der Welt pro Jahr in die Ozeane gespült werden – etwa 22 Milliarden Tonnen, etwa 10 Kubikmeter. km. Da die Erosion der Erdoberfläche konstant ist, sollte der Planet in etwa 13 Millionen Jahren flach geworden sein und sich kaum über den Meeresspiegel erheben. Aber auch dort, wo seit Milliarden von Jahren keine aktive Gebirgsbildung stattgefunden hat, ist die Erde nicht im Meer verschwunden. Daraus wurde geschlossen, dass die Kontinente ständig wachsen (was übrigens durch geodätische Beobachtungen bestätigt wird). Etwas lässt sie aus dem Mantel schweben.

Ende der 60er Jahre des 20. Jahrhunderts stellte Stepan Grigoriev die Theorie auf, dass es in den Tiefen des Planeten eine ständige Zirkulation von überhitztem Wasser gibt. Reines Wasser mit einer Temperatur von 374 °C verwandelt sich bei jedem Druck in Dampf. Bei Solen liegt dieser kritische Punkt jedoch viel höher – beispielsweise liegt er bei einer fünfprozentigen Salzlösung bereits bei 410 °C. Laut Grigoriev dringen wässrige Lösungen unter dem Einfluss der Schwerkraft tief in den Planeten ein, wo sie beim Verdampfen wieder nach oben wandern. Dieser Wasserkreislauf erfasst verschiedene chemische Verbindungen. Nach oben transportiert Wasserdampf Kieselsäure, nach unten - Verbindungen aus Magnesium, Eisen und Kalzium. So wird die Kruste leichter, die Kontinente schweben über dem Mantel, dann geraten neue Mantelgesteine in die Wirkungszone der „Drainageschicht“ und der Prozess geht weiter.

Grigorievs Theorie sorgte lange Zeit für Ironie, vor allem weil man keine Wasserdurchlässigkeit in den großen Tiefen der Erde für möglich hielt – die Drücke in der Tiefe waren zu groß. Allerdings zwangen uns die Entdeckungen des Kola-Superdeep-Brunnens dazu, unsere Vorstellungen über die Beschaffenheit des Untergrunds anders zu betrachten. Insbesondere in einer Tiefe von weniger als 9 km legte die Bohrung hochporöses, mit heißer Sole gesättigtes Gestein frei. Die Temperatur dort näherte sich bereits der 200°C-Marke.

Neue Theorie

Dies sind die möglichen Bausteine einer neuen universellen Theorie der Entstehung und Ansammlung von Öl: Es kann sowohl aus organischem als auch aus anorganischem Ausgangsmaterial gebildet werden. Oder es läuft sogar ein komplexer, mehrstufiger Prozess ab. Sibirische Wissenschaftler konnten beispielsweise schwere Kohlenwasserstoffe aus einer Mischung aus Marmor, Wasser und Metallen bei einer Temperatur von 1500 Grad und einem Druck von 50.000 Atmosphären synthetisieren. Allerdings sollten wir nicht vergessen, dass Marmor ein metamorphisiertes Sedimentgestein ist, das aus den Überresten der Skelette antiker Organismen gebildet wird.

Organische Sedimente, die sich zusammen mit Wasser auf dem Meeresboden ablagern, gelangen in Subduktionszonen unter den Kontinenten, wo der Prozess der ständigen Wasserzirkulation beginnt, wie Grigoriev schrieb. Wie der Kanadier Graham Pearson, der an der University of Alberta in Edmonton arbeitet, betont, handelt es sich hierbei nicht um befahrbare Ozeane; Doch dort entstand durch Hochtemperaturreaktionen unter hohem Druck in Gegenwart von Wasser aus Olivin Ringwoodit, der später durch einen Vulkanausbruch in einer Diamanthülle landete.

Die Abflusshülle, die Bewegung der Platten und neue Entdeckungen auf dem Gebiet der Synthese legen nahe, dass im Inneren des Planeten ständig Öl produziert und dann in die oberen Schichten der Erdkruste transportiert wird, wo es sich zu Hunderttausenden ansammelt von Jahren. Es ähnelt einer Badewanne, in die ein Wasserstrahl fließt. Wir können das Bad schnell genug entleeren, aber dann kommt das Wasser wieder zurück. Dies wird übrigens häufig auf verlassenen Feldern beobachtet. Die Frage ist das Timing. Wenn wir jedoch Mendelejews Standpunkt beherzigen, dass das Heizen von Öfen mit Öl dasselbe ist wie das Heizen mit Banknoten und dass es besser ist, Öl nur für den Bedarf der Petrochemie zu belassen, dann könnte sich herausstellen, dass wir genug davon haben werden viele, viele Jahrtausende. Und neue Ansätze bei der Suche nach Erdöl können uns auch in den Regionen der Erde mit neuen Vorkommen bereichern, in denen wir bisher nicht damit gerechnet haben, sie zu finden.

V. E. KHAIN

Erdöl und das begleitende oder separat vorkommende natürliche brennbare Gas sind die wichtigsten Bodenschätze. Im 20. Jahrhundert wurden sie im Wesentlichen zum „Lebensnerv“ der Volkswirtschaft, ohne sie wäre das Funktionieren so wichtiger Industrien wie Energie, Transport und Produktion lebenswichtiger Materialien undenkbar. Daher kann das vergangene 20. Jahrhundert in Analogie zum Stein-, Bronze- und Eisenzeitalter, das die Menschheit in der frühen Entwicklungsphase ihrer Zivilisation erlebte, als Ölzeitalter bezeichnet werden (das 19. Jahrhundert war ein Kohlezeitalter und das 21. Jahrhundert wird es sein). wahrscheinlich ein Gaszeitalter werden). Derzeit machen Öl- und Gasexporte etwa 40 % der Gesamtexporte Russlands aus.
Öl ist eine Mischung aus natürlichen Kohlenwasserstoffen unterschiedlicher Zusammensetzung und Dichte, aber normalerweise leichter als Wasser. Kohlenwasserstoffe können in der Natur und in fester Form in Form von Bitumen vorkommen, große Vorkommen davon sind jedoch relativ selten. Viel häufiger sind Kohlenwasserstoffgase, die hauptsächlich aus der leichtesten Komponente bestehen – Methan CH4. Unter bestimmten Temperatur- und Druckbedingungen setzt Gas darin gelöste Erdölkohlenwasserstoffe in Form von Gaskondensat frei – einer Flüssigkeit, die immer leichter als Öl und daher leichter zu verarbeiten ist. Alle diese natürlichen Kohlenwasserstoff-Rohstoffe haben einen ähnlichen Ursprung und kommen entweder gemeinsam oder in unmittelbarer Nähe vor.

ÖL UND GAS IN DER SEDIMENTABDECKUNG DER ERDE

Industrielle Ansammlungen von Öl, Gas und Gaskondensat finden sich fast ausschließlich in der oberen, sedimentären Hülle der Erdkruste. Gelegentlich findet man sie in vulkanischen (Basalten), intrusiv-magmatischen (Graniten) oder metamorphen (Gneisen) Gesteinen. Öl- und Gasvorkommen kommen in fast allen Arten von Sedimentgesteinen vor, hauptsächlich jedoch in Sanden, Sandsteinen, Kalksteinen und Dolomiten, da sie sich durch eine erhöhte Porosität auszeichnen und natürliche Reservoire darstellen – Reservoirs, Reservoirs für flüssige und gasförmige Kohlenwasserstoffe. Aber auch dichtere Gesteine – Tone, dichte Karbonate – können solche Reservoire darstellen, wenn sie ausreichend zerklüftet sind. Ein gemeinsames Merkmal von Sedimentschichten, die Ölvorkommen beherbergen, ist ihr subaquatischer Ursprung, also die Ablagerung in einer aquatischen Umgebung. Ursprünglich ging man davon aus, dass solche Schichten zwangsläufig unter Meeresbedingungen abgelagert worden sein müssten, doch nach der Entdeckung großer Ölvorkommen in kontinental-seeländischen und deltaischen Sedimenten in China wurde klar, dass die Sedimentationsumgebung aquatisch sein musste, aber nicht unbedingt Marine.

Mitte des 20. Jahrhunderts wurde eine weitere zwingende Bedingung klar: Ölhaltige Schichten müssen eine bestimmte Mindestdicke (Mächtigkeit) von etwa 2-3 km aufweisen. Sequenzen dieser Mächtigkeit sammelten sich normalerweise in großen Vertiefungen der Erdkruste, da ihre Ansammlung und Erhaltung ein langfristiges und stabiles Absinken der entsprechenden Abschnitte der Erdkruste erforderte. In den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts begann man in den USA (W. Pratt, L. Weeks) und der UdSSR (I.O. Brod, V.V. Weber, der Autor dieser Zeilen) solche Senken als Öl- und Gasbecken zu identifizieren. Die Lehre von den Öl- und Gasbecken entstand und entwickelt sich bis heute erfolgreich weiter.

Bis in die 70er Jahre des 20. Jahrhunderts basierte die Klassifizierung von Öl- und Gasbecken auf dem Konzept der geosynklinalen-orogenen Plattform. Unter Geosynklinen wurden tiefe Vertiefungen der Erdkruste verstanden, die mit Schichten aus Sedimenten und Vulkangesteinen gefüllt und dann in gefaltete Gebirgsstrukturen – Orogene – umgewandelt wurden. Letztere verwandeln sich, nachdem sie durch Denudation (Erosion) eingeebnet wurden, in das Fundament stabiler Krustenblöcke – Plattformen, die teilweise von einer Sedimentdecke bedeckt sind. Doch Ende der 60er Jahre tauchte ein neues geologisches Konzept auf – das Konzept der lithosphärischen Plattentektonik, das schnell breite Anerkennung fand. In diesem Zusammenhang wurde die Klassifizierung der Öl- und Gasbecken auf eine neue Grundlage überführt (Abb. 1).

Nach der Theorie der Plattentektonik ist der obere Teil der festen Erde bis zu einer Tiefe von etwa 200–300 km in eine fragile Oberschale – die Lithosphäre – und die darunter liegende, relativ plastische Asthenosphäre unterteilt. Die Lithosphäre der Erde ist in eine begrenzte Anzahl großer und mittelgroßer Platten unterteilt, an deren Grenzen sich die hauptsächliche tektonische, seismische und magmatische Aktivität konzentriert. Es gibt drei Arten von Plattengrenzen: divergent, entlang derer Plattendivergenz auftritt, die Bildung neuer Basaltkruste und Ozeanbecken; konvergent, wobei die Platten näher zusammenrücken, sich aufeinander zubewegen und schließlich transformieren, wobei sie sich relativ zueinander in horizontaler Richtung entlang vertikaler Verwerfungen bewegen.

Innerhalb der kontinentalen Teile lithosphärischer Platten entstehen divergierende Grenzen in Form von Riftsystemen – tiefen Rissen, die sich unter dem Einfluss der Dehnung und des Aufstiegs aus der Tiefe des asthenosphärischen Vorsprungs – des Manteldiapirs – zunehmend öffnen. Oberhalb der Rifts bilden sich Senken, in denen sich zunächst kontinentale (Fluss, See) und dann marine Sedimente anzusammeln beginnen. An der Basis der Risse kommt es zu einer Ausdünnung der Kruste und der gesamten Lithosphäre, zum Aufstieg der darunter liegenden geschmolzenen Asthenosphäre und zum teilweisen Eindringen von daraus freigesetztem Basaltmagma in die Lithosphäre. Die anschließende Abkühlung des asthenosphärischen Vorsprungs und der in der Lithosphäre eingebetteten Magmatite führt zu einer Ausdehnung und einem beschleunigten Absinken des Supra-Rift-Beckens (Abb. 2). Das Absenken des Bodens wird auch durch den Druck des darin angesammelten Sediments erleichtert. Auf diese Weise entsteht eine der Arten öl- und gasführender Sedimentbecken – Intraplate, deren größter und prominentester Vertreter das Westsibirische Becken ist.
Kontinentale Rifting mit stärkerer Dehnung geht mit einem Bruch der Kontinentalkruste einher und geht in die sogenannte Spreizung über, d durch ihn und seine Umwandlung in einen Meeresboden. In diesem Fall verwandeln sich die Schultern des Kontinentalgrabens in die sogenannten passiven (relativ aseismischen, avulkanischen) Ränder der Kontinente, die den neugeborenen Ozean umrahmen. Sie werden zum Hauptansammlungsgebiet für vom Kontinent transportierte Sedimente, insbesondere in den Deltas großer Flüsse, die in den Ozean münden. Laut dem berühmten Lithologen-Ozeanologen A.P. Lisitsyn, dies ist ein Gebiet mit Lawinensedimentation, die Sedimentdicke erreicht hier 15-20 km. So entstehen an den passiven Rändern der Kontinente große Öl- und Gasbecken. In Russland ist dies das Wolga-Ural-Becken und das Timan-Petschora-Becken, das es nach Norden fortsetzt. Wenn im angrenzenden Teil des Ozeans gefaltete Gebirgsstrukturen entstehen, bewegen sie sich an den Rand eines solchen Beckens, das eine zusätzliche starke Absenkung erfährt und sich in ein vorderes (Vorberg-)Tal dieser Struktur verwandelt. Dies sind die Cis-Ural-, Cis-Kaukasischen, Cis-Karpaten- und andere ähnliche Tröge, die ebenfalls eine besondere Art von Öl- und Gasbecken darstellen.

Aktive Kontinentalränder unterliegen während ihrer Entwicklung einer Kompression, wodurch Inselbögen miteinander verschmelzen und schließlich Gebirgsstrukturen bilden, die auf den Nachbarkontinent (oder Kontinente, wenn der Ozean eine vollständige Schließung erfährt) vordringen, wie oben erläutert. Zwischen einzelnen Strukturen entstehen jedoch häufig Zwischengebirgssenken, wie die Kura-Senke zwischen dem Großen und Kleinen Kaukasus oder die Pannonische (Ungarische) zwischen den Karpaten und dem Dinarischen Gebirge, die ebenfalls mit mächtigen Sedimenten gefüllt sind und Öl- und Gasbecken darstellen.

Die Kompression, die sich an konvergenten Plattengrenzen manifestiert und zur Bildung komplexer Gebirgsstrukturen wie des Kaukasus, der Alpen oder des Himalaya führt, reicht oft bis weit in die Kontinente hinein, in Gebiete, die längst keine tektonische Aktivität mehr hatten und praktisch ungestört überzogen waren Sedimentbedeckung und stellten die sogenannten Plattformen dar. Gleichzeitig beginnt sich die Kruste solcher Plattformen zu verziehen, es kommt zu Hebungen und Absenkungen mit der Bildung von Gebirgsstrukturen und Zwischengebirgssenken, wobei es sich bei letzteren wiederum um öl- und gasführende Sedimentbecken handelt. Dieser Prozess der intrakontinentalen Orogenese (Gebirgsbildung) zeigte sich am deutlichsten in Zentralasien, und hier befinden sich Becken wie das Fergana-, Tadschikische-, Dsungarische- und Tarim-Becken.

Dies sind die wichtigsten Arten von Öl- und Gasbecken. Es stellt sich die Frage: Wie entstehen Öl und Gas in Sedimentbecken?

HERKUNFT VON ÖL UND GAS. ÖL- UND GASQUELLENSEQUENZ

Im Gegensatz zu einem anderen fossilen Brennstoff – Kohle, deren Herkunft dank der Funde von Blattabdrücken und sogar ganzen versteinerten Baumstämmen ganz offensichtlich ist und von M.V. entschlüsselt wurde. Laut Lomonosov ist die Herkunft des Öls seit langem Gegenstand heftiger Debatten, die bis heute nicht ganz abgeklungen sind. Es gibt zwei gegensätzliche Versionen des Ursprungs von Öl: anorganisch und organisch. Die Wahl zwischen diesen Versionen wird durch die Tatsache erschwert, dass Öl und Gas sehr bewegliche Substanzen-Flüssigkeiten sind, sie sind in der Lage, sich innerhalb der Erdkruste und ihrer Sedimenthülle über große Entfernungen zu bewegen, und ihre Ansammlungen sind oft ziemlich weit von der Erdkruste und ihrer Sedimenthülle entfernt angeblicher Entstehungsort.

Die anorganische Hypothese über den Ursprung des Öls war in der UdSSR relativ am beliebtesten, wo sie von zwei wissenschaftlichen Schulen verteidigt wurde – in St. Petersburg (damals Leningrad) unter der Leitung von N.A. Kudryavtsev und Kiew unter der Leitung von V.B. Porfijew. Anhänger dieses Trends verließen sich auf die Autorität von D.I. Mendeleev, der vermutete, dass durch die Einwirkung von Wasser auf Eisencarbid Öl entstehen könnte. Die wichtigsten geologischen Fakten, die die Grundlage für die Konstruktionen der „Anorganik“ bildeten, waren das Vorhandensein einiger Ölvorkommen in vulkanischen, intrusiv-magmatischen und metamorphen Gesteinen. Solche Vorkommen gibt es tatsächlich. Ein besonders bezeichnendes Beispiel ist die große Ansammlung von Öl in gebrochenen und verwitterten Graniten im Feld White Tiger im Süden Vietnams im Mekong-Delta.

Aus der Sicht des entgegengesetzten, organischen Konzepts der Ölentstehung sind alle derartigen Vorkommen das Ergebnis der Ölmigration aus benachbarten Sedimentgesteinen. Es sollte jedoch anerkannt werden, dass Kohlenwasserstoffe grundsätzlich auch in der Natur anorganischen Ursprungs sein können – wie sonst wäre ihr Vorkommen in Meteoriten und der Atmosphäre einiger Planeten und ihrer Satelliten sowie die Freisetzung von Methan in den Riftzonen zu erklären von mittelozeanischen Rücken, die praktisch keine Niederschläge aufweisen. Allerdings sind alle diese Standorte nur von wissenschaftlichem Interesse und es handelt sich um Vorkommen von industrieller Bedeutung.

Gegner der „Anorganik“ führten als Argumente für den organischen Ursprung das Vorhandensein von Sporen und Pollen von Pflanzen sowie spezifische organische Verbindungen – Porphyrine – in Ölen an. Die „Anorganik“ erklärte dies alles jedoch mit Anleihen bei den Sedimentgesteinen, die sie beherbergen. Den entscheidenden Beweis für die organische Herkunft des Öls lieferten Daten aus der organischen Geochemie, die die Identität von Erdöl und biogenen Kohlenwasserstoffen auf molekularer Ebene feststellten. Die Moleküle solcher organischen Verbindungen werden „Biomarker“ genannt, das heißt Markierungen, die den biogenen Ursprung eines bestimmten Öls anzeigen. Dennoch verteidigen einige Forscher im In- und Ausland weiterhin den anorganischen Ursprung des Öls. Die entsprechenden Ansichten wurden erst kürzlich auf den Seiten des Explorer-Magazins geäußert, das von der renommierten American Association of Petroleum Geologists herausgegeben wird. Und in Schweden wurde sogar eine ziemlich tiefe Bohrung in das kristalline Gestein des Baltischen Schildes gebohrt, aber es wurden keine Ölflüsse gefördert.

Generell kann aufgrund der Gesamtheit der gesammelten Fakten nur die vom deutschen Botaniker G. Potonier zu Beginn des 20. Jahrhunderts aufgestellte Vorstellung vom organischen, biogenen Ursprung des Öls als ausreichend begründet angesehen werden. In unserem Land wurde es von G.P. entwickelt. Michailowski, I.M. Gubkin, aber am vollständigsten und auf dem modernen Niveau N.B. Vassoevich, der es die Sedimentmigrationstheorie der Ölbildung nannte. Nach dieser Theorie ist die Quelle des Öls in Sedimenten vergrabenes organisches Material – ein Produkt der Zersetzung von Organismen – das sich zusammen mit mineralischen Sedimentpartikeln ablagert.

Die Quelle dieser organischen Substanz wiederum sind zwei Gruppen von Organismen: Landvegetation, deren Überreste von Flüssen in Meeres- oder Seebecken transportiert wurden, Bakterien sowie marines Zoo- und Phytoplankton, wobei letzteres die Hauptrolle spielt bei der Ölbildung.

Unterschiede in der Zusammensetzung der aus diesen beiden Quellen – Humus und Sapropel – abgelagerten organischen Stoffe lassen sich in der Zusammensetzung der daraus gewonnenen Öle nachweisen. Die Anreicherung erheblicher Mengen organischer Substanz in Sedimenten war bei fehlendem oder begrenztem Zugang von freiem Sauerstoff möglich, was nur in einer aquatischen Umgebung möglich war.

Organisches Material kommt in Sedimenten in dispergiertem Zustand vor. Einige Arten von Sedimenten sind stärker damit angereichert, andere in geringerem Maße oder sogar praktisch nicht, aber der durchschnittliche Gehalt übersteigt sehr selten 1 % der Sedimentmasse. Und nur ein relativ kleiner Teil dieses Stoffes (10-30 %) wird dann in Öl umgewandelt, der Rest wird im Sediment gespeichert und gelangt in das daraus gebildete Sedimentgestein. Dunkle Tonschichten wie die oligozän-miozäne Maikop-Reihe des Kaukasus, das Devon, die sogenannte Domanik des Wolga-Ural- und Timan-Pechora-Beckens sind am reichsten an organischer Substanz. Sie gelten seit langem als klassische Erdölförder- oder Erdölvorkommensschichten. Später stellte sich jedoch heraus, dass auch andere Arten von Sedimentformationen, insbesondere Karbonatformationen, die Fähigkeit hatten, Öl zu fördern.

Die Umwandlung anfänglicher organischer Substanz in Öl ist ein langer, komplexer und noch nicht vollständig verstandener Prozess. Es ist bekannt, dass Erdölkohlenwasserstoffe bereits im Körper lebender Organismen gebildet werden und in modernen Sedimenten vorkommen. Wie N.B. jedoch zeigte. Laut Vassoevich verläuft der Prozess sehr langsam, bis die Sedimente in eine Tiefe von mehr als 2 km absinken, von jüngeren Schichten bedeckt werden und sich auf 80-100°C erhitzen. Erst dann beginnt die Hauptphase der Ölbildung. In größerer Tiefe, etwa 6 km, und bei einer höheren Temperatur, über 120 °C, beginnt sich Gas anstelle von Öl zu bilden (Abb. 3).

Nach moderneren Konzepten (Sh.F. Mehdiev, B.A. Sokolov) wird die Ölbildung durch aus dem Mantel kommende Flüssigkeiten erheblich gefördert (mit Ausnahme von Senkung und Temperaturanstieg mit der Tiefe). Dies macht sich besonders in jungen Riftbecken wie dem Golf von Suez am Roten Meer bemerkbar, dürfte aber in den frühen Entwicklungsstadien älterer Becken wie dem Westsibirischen Becken eine große Rolle gespielt haben. In diesem Sinne können wir zugeben, dass in den Ideen der „Anorganik“ ein, wenn auch kleiner, Körnchen Wahrheit steckte – ein tiefgreifender endogener Faktor spielt eine gewisse Rolle im Prozess der Öl- und Gasgewinnung. Und da sich die Wirkung dieses Faktors im Laufe der Zeit ungleichmäßig in getrennten Impulsen manifestiert, kann die Entstehung von Kohlenwasserstoffen nicht in einer Phase, sondern in mehreren solcher Phasen erfolgen, wie der ukrainische Wissenschaftler A.E. kürzlich feststellte. Lukin.

Im Wesentlichen ist der Prozess der Ölbildung jedoch erst dann abgeschlossen, wenn sich Öltröpfchen zu größeren Clustern zu sammeln beginnen. Und dies geschieht nur, wenn Öl zusammen mit gebundenem Wasser unter dem Gewicht der darüber liegenden Schichten, dem Gasdruck aus dem Muttergestein herausgepresst wird und in poröse Lagergesteine, insbesondere Sande und Sandsteine, gelangt.

Lagerstätten können in dünnen Zwischenschichten mit Ausgangstonen liegen, und manchmal können die Tone selbst, wenn sie ausreichend gebrochen sind, als Reservoir für neu gebildetes Öl dienen. Beispiele sind die Bazhenov-Formation in Westsibirien oder die miozäne Monterey-Formation in Kalifornien. Viel häufiger treten jedoch Reservoirs entlang des Abschnitts des Sedimentbeckens höher auf als die Ölquellenschichten oder ersetzen sie entlang des Streichens, beispielsweise die permischen höhlenartigen Riffkarbonate des Cis-Ural-Trogs. Hier geht es um die Migration von Öl aus den Erdölquellenschichten in die Schichten, die Lagerstätten enthalten – vertikal oder lateral.
Dabei ist zu bedenken, dass neben Öl und schon davor auch Wasser aus dem Muttergestein herausgepresst wird, und zwar in unermesslich großen Mengen. Und Reservoirgesteine sind zwangsläufig wasserführend. Wasser kann in ihnen unterschiedlichen Ursprungs sein – es kann zusammen mit Sedimenten vergraben sein (vergrabenes Wasser) oder von der Oberfläche am Ausgang der Schichten bis zu dieser Oberfläche eindringen (Infiltrationswasser). Alle öl- und gasführenden Sedimentbecken, wie von I.O. betont. Brods sind beide artesisch, und Öl und Gas bewegen sich nicht alleine, sondern liegen zusammen mit Wasser zunächst im Wesentlichen in Form einer Öl-Wasser-Mischung (Öltropfen in Wasser) vor. Doch bald kommt es zur Trennung von Öl und Gas vom Wasser; aufgrund seines geringeren spezifischen Gewichts schwimmt das Öl über dem Wasser und sammelt sich in den Ablagerungen an, wobei es versucht, die höchste hypsometrische Position im Reservoir einzunehmen. Dies gilt in noch stärkerem Maße für Gas und Gaskondensat, wobei die Herkunft des Gases besonders hervorzuheben ist.

Der Bereich der Gasbildungstiefen ist viel größer als der von Öl, und seine Quelle können nicht nur Substanzen organischen Ursprungs sein, die in Unterwassersedimenten vergraben sind, sondern auch Substanzen, die bei der Karbonisierung der Landvegetation entstehen. Gasvorkommen aus kohleführenden Schichten des Mittelkarbons sind im Oberkarbon und Unterperm in der südlichen Nordsee und anderen Gebieten bekannt. Methanemissionen werden in fast allen kohleführenden Schichten beobachtet und ihre Explosionen in Bergwerken haben oft katastrophale Folgen. Die Methanbildung beginnt bereits in Sümpfen und Industriegasvorkommen wurden in sehr jungen, pliozän-quartären Sedimenten identifiziert. Die Gasbildung setzt sich in großen Tiefen fort, ihre Hauptphase findet jedoch, wie oben erwähnt, im Bereich höherer Temperaturen statt als die Hauptphase der Ölbildung (siehe Abb. 2). Kürzlich wurden in den Rocky Mountains der Vereinigten Staaten Gasansammlungen in Sedimenten der oberen Kreidezeit mit geringer Permeabilität entdeckt, sie werden als unkonventionell bezeichnet und dazu gehören die oben erwähnten tonigen Schichten. Abschließend ist die weite Verbreitung von Gashydratvorkommen – in Wasser gelöstes verflüssigtes und gefrorenes Gas – in den Sedimentschichten der Meere und Ozeane sowie in der unteren Sedimentschicht zu erwähnen.

Eine notwendige Voraussetzung für die Sicherheit einer gebildeten Öl- oder Gaslagerstätte ist das Vorhandensein von undurchlässigem oder wenig durchlässigem Gestein über den Lagerstättenschichten – Flüssigkeitsdichtungen, im allgemeinen Sprachgebrauch auch Dichtungen genannt. Die besten Flüssigkeitsdichtungen sind salzhaltige Formationen. Die Entwicklung solcher Formationen des unteren Perms und des Kungur-Zeitalters verdankt ihre Erhaltung riesigen Gas-, Kondensat- und Ölvorkommen in massiven Karbonaten – Karbonatplattformen am Rande des Kaspischen Beckens (Astrachan-, Orenburg-, Tengiz-Felder). Aber viel häufiger spielen Tonpackungen und Formationen die Rolle von Reifen. Somit bestehen Öl- und Gaskomplexe aus Ölquellenschichten, Lagerstätten und Robben.

ÖL- UND GASRESERVEN UND IHRE ARTEN

Über dem Wasser im Reservoir schwimmend, bewegen sich Öl und Gas in geneigten Schichten (eine recht schwache Neigung, die in Gebieten mit flachen Plattformen beobachtet wird) entlang ihres Anstiegs bis zu der Stelle, an der sie auf ein Hindernis für diese Bewegung stoßen. Ein solches Hindernis kann eine umgekehrte Biegung der Schichten im Kamm der Falte sein, und dann ist hier die Ölablagerung lokalisiert, und darüber befindet sich oft ein „Tankdeckel“ oder eine unabhängige Gasablagerung, oft mit ein Rand aus Gaskondensat. Solche kuppelförmigen (oder antiklinalen) Ablagerungen gehören zu den häufigsten (Abb. 3). Zu Beginn der Entwicklung der Öl- und Gasgeologie galt die antiklinale Theorie des Ölvorkommens allgemein als allgemein anerkannt. Ablagerungen dieser Art waren im Kaukasus weithin bekannt – in Aserbaidschan, der Region Grosny, Dagestan, Westturkmenistan, und wurden dann in der Wolga-Ural-Region, Westsibirien in sehr sanften Plattformanhebungen sowie auf Sachalin entdeckt.

Es stellte sich jedoch bald heraus, dass gewölbte antiklinale Fallen nicht die einzige Art von Fallen für Öl- und Gasvorkommen sind. Ein Hindernis für die weitere seitliche Migration von Kohlenwasserstoffen können die Ebenen tektonischer Verwerfungen sein, entlang derer Lagerstättenschichten an Gestein mit geringer Durchlässigkeit stoßen. Dadurch bilden sich vor ihnen tektonisch abgeschirmte Ablagerungen, was ebenfalls eine recht häufige Art ist. Einige der Flüssigkeiten können jedoch entlang der Bruchflächen aufsteigen (vertikale Migration) und sich in darüber liegenden Reservoirs ablagern. Darüber hinaus können durch Brüche Öl und Gas an die Oberfläche gelangen. An solchen Austrittsstellen wurde zunächst Öl durch Bohrungen gefördert, was schon vor dem Aufkommen der antiklinalen Theorie Anlass gab, Ölvorkommen mit tektonischen Brüchen in Verbindung zu bringen. Dieselben natürlichen Ölvorkommen dienten lange Zeit als einziger Prospektionsindikator.

Sowohl gewölbte als auch tektonisch abgeschirmte Lagerstätten werden als strukturell klassifiziert. Doch bereits in den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts wurden Fallen für Ablagerungen zweier grundsätzlich unterschiedlicher Art bekannt: stratigraphische und lithologische (Abb. 4). Die ersten davon stehen im Zusammenhang mit der Abschnürung von Reservoirschichten oder deren Abtrennung durch Diskordanzflächen, die mit Gesteinen geringer Durchlässigkeit bedeckt sind. Die zweite Möglichkeit besteht darin, Stauseen auf demselben stratigraphischen Niveau durch Gesteine mit geringer Durchlässigkeit zu ersetzen. Eine besondere Art von Fallen sind hydraulisch abgeschirmte Fallen, bei denen die Lagerstätte durch den Gegendruck des Formationswassers oft in einer stark geneigten Lage gehalten wird.

Auch Ablagerungen unterschiedlicher Art können im selben Bereich innerhalb desselben Strukturelements, meist einer Antiklinale, in unterschiedlichen Tiefen konzentriert sein. Hierbei handelt es sich um Öl-, Öl- und Gasfelder, die mehrschichtig sind. Die Reservoirschichten, die die Ablagerungen beherbergen, werden hier durch Horizonte aus flüssigkeitsbegrenzenden Gesteinen wie Sandsteinen oder Kalksteinen, durch Ton- oder Mergelschichten getrennt. In anderen Fällen liegen massive Einlagen vor, die sehr hoch sind. Solche Ablagerungen beschränken sich meist auf große Riffmassive oder vergrabene Ausbisse gebrochener und/oder verwitterter magmatischer (Granite) oder metamorpher Gesteine. Ein anschauliches Beispiel für die große Lagerstätte White Tiger in Vietnam wurde bereits oben gegeben.
Bei der Analyse der Entwicklung der Öl- und Gasgeologie ist ein gewisser allgemeiner Trend zu beachten. Dabei handelt es sich um eine kontinuierliche Erweiterung der Vielfalt an Öllagerstätten, Kohlenwasserstofflagerstättengesteinen und Arten von Fallen für die Öl- und Gasansammlung.

Es liegt auf der Hand, dass dieser Trend zu einer Erhöhung der nachgewiesenen Kohlenwasserstoffreserven und einer Erweiterung der Aussichten für die Suche nach neuen Lagerstätten beiträgt. Gerade deshalb erweisen sich düstere Prognosen über die drohende Erschöpfung der Ölreserven jedes Mal als unbegründet. Schließlich ist zu bedenken, dass mit modernen Methoden der Ölförderung weniger als die Hälfte seiner Reserven aus dem Boden gefördert werden. Durch die Verbesserung dieser Methoden wird es möglich sein, einen Teil des in den Tiefen alter Felder verbliebenen Öls zurückzugewinnen.

GEOGRAPHIE DER ÖL- UND GASFELDER

Die Verteilung der Öl- und Gasfelder auf der Erdoberfläche ist sehr ungleichmäßig (Abb. 5). Die Tiefseeebenen der Ozeane und mittelozeanischen Rücken, die kristallinen Schilde antiker Plattformen mit Aufschlüssen tief metamorphisierter präkambrischer Gesteine und die axialen Zonen faltenbedeckender Gebirgsstrukturen, die aus stark verschobenen und bis zu einem gewissen Grad metamorphisierten Gesteinsschichten bestehen, sind offensichtlich leer von Industrievorkommen. Im letzteren Fall sollte jedoch ein Vorbehalt gemacht werden: An der Peripherie solcher Strukturen werden unter tektonischen Abdeckungen aus kristallinem Gestein häufig nicht metamorphisierte und öl- und gashaltige Schichten entdeckt; ein markantes Beispiel sind die Rocky Mountains in Kanada die USA.

Seit geraumer Zeit werden Öl und Gas nicht nur an Land, sondern auch im Meer gefördert, beginnend im Kaspischen Meer und im Golf von Mexiko. Gleichzeitig wird auf der Suche nach Ölvorkommen in immer größere Meerestiefen gebohrt; Spitzenreiter in dieser Hinsicht ist Brasilien, wo bereits in einer Tiefe von mehr als 1.700 m gefördert wird. Die Entdeckung von Öl- und Gasfeldern in der Nordsee hat Großbritannien und Norwegen von Öl- und Gasabnehmern zu Exporteuren gemacht.

Die reichste Öl- und Gasregion auf globaler Ebene ist die Region am Persischen Golf. Dank der Entdeckung riesiger Ölvorkommen sind die Länder der Arabischen Golfküste, die früher leblose Wüsten waren und von spärlichen Nomadenstämmen bewohnt wurden, heute von grünen Oasen mit weißen Steinstädten bedeckt und haben in kurzer Zeit erheblichen Wohlstand erlangt. Die beiden anderen größten Öl- und Gasbecken sind das Westsibirische Becken, dank dessen Gasreserven Russland weltweit an erster Stelle steht, und das Becken des Golfs von Mexiko (USA, Mexiko). Die verbleibenden Pools sind in Abb. dargestellt. 5.

Die wichtigsten Öl- und Gasressourcen konzentrieren sich auf relativ junge Sedimente aus dem Mesozoikum und Känozoikum, die in den letzten 200 Millionen Jahren der Erdgeschichte entstanden sind. Die Öl- und Gasförderung erfolgt jedoch auch aus dem Paläozoikum, und in Ostsibirien befinden sich Ölvorkommen in noch älteren Lagerstätten des Oberproterozoikums, was nicht verwunderlich ist, da sie reich an organischer Substanz, hauptsächlich algenischen Ursprungs, sind. Daher können wir davon ausgehen, dass die Öl- und Gasproduktion im Proterozoikum „zunehmen“ wird.

Rezensenten des Artikels V.A. Korolev, M.G. Lomise

Viktor Efimovich Khain, Doktor der geologischen und mineralogischen Wissenschaften, Professor der Abteilung für dynamische Geologie der Moskauer Staatlichen Universität, ordentliches Mitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften. Preisträger staatlicher Auszeichnungen der UdSSR und der Russischen Föderation. Wissenschaftliches Interesse gilt dem Aufbau und der Entwicklung der Erdkruste aus Kontinenten und Ozeanen. Autor von mehr als 30 Monographien und Lehrbüchern sowie mehr als 700 wissenschaftlichen Artikeln.

Öl wird oft als „schwarzes Gold“ bezeichnet, da es den Menschen, die es fördern, gute Gewinne bringt. Viele Menschen fragen sich, wie Öl entstanden ist und welche Zusammensetzung es hat. Versuchen wir als nächstes, das herauszufinden.

Hauptbestandteile

Unter Berücksichtigung dieser Informationen entwickelte Mendelejew seine eigene Theorie darüber, wie Öl in der Natur entsteht. Darin heißt es, dass Oberflächenwasser, das durch Risse tiefer eindringt, mit Metallen und deren Karbiden reagiert. Dadurch entstehen Kohlenwasserstoffe. Sie steigen allmählich entlang derselben Risse in der Erdkruste auf. Im Laufe der Zeit bildet sich an diesen Orten ein Ölfeld. Dieser Prozess dauert nicht länger als 10 Jahre.

Diese Theorie über die Entstehung von Öl auf der Erde gibt Wissenschaftlern das Recht zu behaupten, dass die Reserven dieser Substanz viele Jahrhunderte lang reichen werden. Das heißt, die Vorkommen dieses Minerals können wiederhergestellt werden, wenn die Produktion für eine Weile eingestellt wird. Dies ist bei ständigem Bevölkerungswachstum absolut unmöglich. Eine Hoffnung bleibt auf neue Einlagen. Bisher wurde daran gearbeitet, die neuesten Beweise für die Wahrheit der abiogenen Theorie zu ermitteln. Ein bekannter Moskauer Wissenschaftler zeigte, dass reines Öl freigesetzt wird, wenn ein Kohlenwasserstoff mit polynaphthenischer Komponente auf 400 Grad erhitzt wird. Das ist eine verlässliche Tatsache.

Künstliches Öl

Dieses Produkt kann unter Laborbedingungen erhalten werden. Das haben sie im letzten Jahrhundert gelernt. Warum fördern Menschen Öl tief unter der Erde und gewinnen es nicht durch Synthese? Der Punkt ist, dass es einen enormen Marktwert haben wird. Es ist überhaupt nicht rentabel, es zu produzieren.

Die Tatsache, dass dieses Produkt unter Laborbedingungen gewonnen werden kann, bestätigt die obige abiogene Theorie. Viele Menschen haben sie in letzter Zeit unterstützt.

Woraus entsteht Erdgas?

Betrachten wir zum Vergleich die Herkunft dieses Minerals. Tote lebende Organismen, die auf den Meeresgrund gesunken waren, befanden sich in einer Umgebung, in der sie weder durch Oxidation (dort gibt es praktisch keine Luft noch Sauerstoff) noch unter dem Einfluss von Mikroben zerfielen. Dadurch bildeten sich aus ihnen schluffige Sedimente. Dank geologischer Bewegungen sanken sie in große Tiefen und drangen in die Eingeweide der Erde ein. Über Jahrmillionen waren diese Sedimente hohen Temperaturen und Drücken ausgesetzt. Dadurch fand in diesen Lagerstätten ein bestimmter Prozess statt. Das heißt, der in den Sedimenten enthaltene Kohlenstoff wird in Verbindungen umgewandelt, die als Kohlenwasserstoffe bezeichnet werden. Dieser Prozess ist für die Bildung dieser Substanz von Bedeutung.

Kohlenwasserstoffe mit hohem Molekulargewicht sind flüssige Stoffe. Aus ihnen wurde Öl hergestellt. Kohlenwasserstoffe mit niedrigem Molekulargewicht sind jedoch gasförmige Stoffe. Es gibt eine beträchtliche Anzahl davon in der Natur. Aus ihnen wird Erdgas gewonnen. Nur hierfür sind höhere Drücke und Temperaturen erforderlich. Daher ist dort, wo Erdöl gefördert wird, immer Erdgas vorhanden.

Im Laufe der Zeit sind viele Vorkommen dieser Mineralien in erhebliche Tiefen vorgedrungen. Über Jahrmillionen waren sie von Sedimentgesteinen bedeckt.

Bestimmung des Ölpreises

Betrachten wir diese Terminologie. Der Ölpreis ist das Vorhandensein eines monetären Äquivalents des Verhältnisses zwischen Angebot und Nachfrage. Hier besteht ein gewisser Zusammenhang. Das heißt, wenn das Angebot sinkt, steigt der Preis, bis er der Nachfrage entspricht.

Der Ölpreis hängt auch vom Preis von Futures oder Kontrakten für ein bestimmtes Produkt der einen oder anderen Art ab. Dies ist ein wesentlicher Faktor. Dank der günstigen Ölpreise ist es manchmal profitabel, Futures auf Aktienindizes zu handeln. Die Kosten für dieses Produkt werden im internationalen Format angegeben. Und zwar in US-Dollar pro Barrel. Ein Preis von 45,50 auf UKOIL bedeutet also, dass das angegebene Brent-Produkt 45,50 $ kostet.

Der Ölpreis ist ein sehr wichtiger Indikator für den russischen Aktienmarkt. Seine Bedeutung hat großen Einfluss auf die Entwicklung des Landes. Grundsätzlich wird die Dynamik dieses Indikators durch die wirtschaftliche Lage in den Vereinigten Staaten bestimmt. Dies ist wichtig zu wissen, wenn Sie entscheiden, wie der Ölpreis bestimmt wird. Um die Dynamik des Aktienmarktes effektiv vorhersagen zu können, benötigen Sie einen Überblick über den Wert eines bestimmten Minerals über einen bestimmten Zeitraum (pro Woche) und nicht nur über den aktuellen Preis.

Endeffekt

Alle oben genannten Informationen enthalten viele nützliche Informationen. Nach der Lektüre dieses Textes wird jeder die Lösung der Frage verstehen, wie Öl und Gas in der Natur entstehen.

Wladimir Chomutko

Lesezeit: 4 Minuten

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Theorien zur Entstehung des Öls

Die Existenz der modernen Weltwirtschaft ist ohne Mineralien wie Öl und Gas undenkbar, weshalb Öl oft als „schwarzes Gold“ bezeichnet wird, da die hohe Nachfrage nach dieser Energieressource den Ölunternehmen solide Gewinne ermöglicht. Viele Menschen interessieren sich für die Frage, woher Öl und Gas stammen und was Öl im Allgemeinen ist. In diesem Artikel werden wir versuchen, diese Fragen in einer verständlichen Sprache zu beantworten.

Öl ist ein komplexes Gemisch verschiedener chemischer Substanzen, in dem zwei Elemente vorherrschen – Kohlenstoff und Wasserstoff, deren Verbindungen Kohlenwasserstoffe genannt werden.

Öl besteht also aus folgenden chemischen Verbindungen:

Kohlenwasserstoffe. Sie werden in Methan, Naphthen, Paraffin und Aromaten unterteilt.
Asphalt und harzige Stoffe. In Benzin lösliche Stoffe werden Asphaltene genannt. Stoffe, die Benzin nicht löst, werden Harze genannt.
Schwefel und seine Verbindungen. Der Gehalt an Schwefelverbindungen im Öl liegt normalerweise zwischen 0,1 und 6 Prozent, es gibt jedoch Öle mit einem hohen Gehalt dieses chemischen Elements.
Stickstoff- und Sauerstoffverbindungen. Ihr Ölgehalt beträgt in der Regel nicht mehr als 1 Prozent.
Metalle. Auch in Ölen sind davon nur wenige enthalten (weniger als ein Prozent).

Rohöl ist für den praktischen Einsatz ungeeignet. Um praxistaugliche Produkte zu erhalten, wird es in Erdölraffinerien (Raffinerien) verarbeitet. Feldöl kann roh oder kommerziell sein. Rohöl ist ein Stoff, der natürlicherweise in der Natur entsteht. Es enthält gelöste Gase, Salze, Wasser und Gesteinsfragmente.

All diese unerwünschten Verunreinigungen sind nicht nur aus praktischer Sicht unbrauchbar, sondern wirken sich auch äußerst negativ auf die verwendeten Geräte und auf die Rohrleitungen aus, über die die Rohstoffe der Verarbeitung zugeführt werden. Daher wird das Öl in Ölfeldern einer Vorreinigung unterzogen, bevor es in die Hauptölpipeline gepumpt wird. Nach diesen Prozessen wird Öl gewonnen, das als kommerzielles Öl bezeichnet wird.

Die Liste der aus diesem Mineral gewonnenen Produkte ist sehr umfangreich. Dabei handelt es sich um bekannte Arten von Motorkraftstoffen (Benzin, Dieselkraftstoff, Flugkerosin usw.), aber auch um Kessel- und Schiffskraftstoffe (Heizöl) und verschiedene Arten von Ölen (Schmieröl, Getriebeöl usw.).

Darüber hinaus werden Erdölrohstoffe zur Herstellung von Kunststoffen, Lösungsmitteln, Farben, Reinigungsmitteln und Sprengstoffen verwendet. Auch Autoreifen werden aus Rohstoffen hergestellt, die aus dem „schwarzen Gold“ gewonnen werden. Nicht umsonst wird dieses Mineral als wichtigster Energieträger bezeichnet, da sein Hauptzweck der Brennstoffrohstoff ist. Und der Kraftstoff wird durch Verbrennung in thermische, mechanische und andere Energiearten umgewandelt.

Die derzeit populärsten Theorien zur Erklärung der Ölbildung in der Natur sind zwei Hypothesen über den Ursprung des Öls. Beide Annahmen haben sowohl ihre glühenden Befürworter als auch ihre unversöhnlichen Gegner in der wissenschaftlichen Welt.

Die erste Theorie ist biogen.

Es heißt, dass Öl aus den organischen Überresten einer Vielzahl von Pflanzen- und Tierarten entstanden sei und dieser Prozess viele Millionen Jahre lang andauerte. und Tiere und Pflanzen seit vielen Millionen Jahren. Der weltberühmte russische Wissenschaftler Michail Wassiljewitsch Lomonossow war der erste, der diese Hypothese äußerte.

Legt man diese Theorie zugrunde, dann sind die Aussichten für die Menschheit hinsichtlich dieser Energieressource nicht gerade rosig. Tatsache ist, dass sich unsere Zivilisation viel schneller entwickelt als die natürliche Ölbildung in der Natur.

Mit anderen Worten: Die Menschheit pumpt viel mehr davon aus, als die Natur schaffen kann, weshalb dieses Mineral als sogenannte nicht erneuerbare Ressource eingestuft wird. Befürworter dieser Theorie sind zuversichtlich, dass die Reserven an schwarzem Gold in naher Zukunft erschöpft sein werden und die Menschheit alternative Energiequellen benötigen wird.

Die zweite Theorie sieht diesbezüglich optimistischer aus, insbesondere für die Ölindustrie. Man nennt es abiogen.

Und dann war der erste, der diese Hypothese aufstellte, der russische Wissenschaftler Dmitri Iwanowitsch Mendelejew. Als er einmal in Baku war, traf er einen damals sehr berühmten Geologen namens German Abikh. Es war dieser Geologe, der Mendelejew auf der Grundlage der ihm vorliegenden wissenschaftlichen geologischen Daten sagte, dass alle größten Ölfelder in der Regel in der Nähe von Verwerfungen und Rissen in der Erdkruste liegen.

Unter Berücksichtigung dieser Informationen entwickelte Dmitri Iwanowitsch seine eigene Theorie über den natürlichen Ursprung dieses Minerals. Er vermutete, dass durch solche Risse und Verwerfungen Oberflächenwasser tief in die Erdkruste eindringt und dort mit den darin enthaltenen Metallen und deren Karbidverbindungen reagiert.

Nach Angaben des Wissenschaftlers entstehen bei diesem Prozess Kohlenwasserstoffe. Dann steigen sie entlang derselben Verwerfungen und Risse mit der Zeit näher an die Oberfläche, was zur Entstehung eines Öl- oder Gasfeldes führt. Die Hauptsache in dieser Theorie ist, dass die Dauer dieses Prozesses laut Mendelejew zehn Jahre nicht überschreitet.

Wenn wir dieser Hypothese glauben, werden die Kohlenwasserstoffreserven unserer Zivilisation noch viele Jahrhunderte reichen, da die derzeit erschlossenen Vorkommen nach und nach wiederhergestellt werden, wenn ihre Entwicklung für einige Zeit gestoppt wird.

Biogene Theorie der Ölentstehung

Angesichts des enormen Bedarfs an dieser Energieressource, der aufgrund des stetigen Wachstums der Weltbevölkerung stetig steigt, ist es jedoch nicht möglich, die Produktion auf bereits ausgebeuteten Feldern zu stoppen. Alle Hoffnung liegt nur in neuen, unberührten Rohstoffreserven.

Derzeit erfreut sich die abiogene Theorie immer größerer Beliebtheit, da die Entwicklung moderner Technologien es Wissenschaftlern ermöglicht, immer mehr Beweise für ihre Wahrheit zu finden. Beispielsweise wurde durch zahlreiche Experimente wissenschaftlich nachgewiesen und bestätigt, dass jeder Kohlenwasserstoff, der polynaphthenische Verbindungen enthält, bei Erhitzung auf eine Temperatur von vierhundert Grad Celsius beginnt, reines Öl freizusetzen. Und das ist eine wissenschaftlich erwiesene, verlässliche Tatsache.

Künstliches „schwarzes Gold“

"Erlaube mir!" – Sie fragen: „Wenn Öl in Labors gewonnen werden kann, warum geben Sie dann riesige Geldbeträge für die Gewinnung aus dem Erdinneren aus?“ So einfach ist das nicht und das Hauptproblem besteht darin, dass die Kosten für künstliches Öl sehr hoch sind. Mit anderen Worten: Zu den Preisen, zu denen es verkauft wird, wird es niemand kaufen und die Herstellung eines solchen Produkts wird unrentabel sein. Die Gewinnung dieses Produkts unter Laborbedingungen war nur aus wissenschaftlicher Sicht interessant, da die bloße Möglichkeit eines solchen Prozesses erneut Mendelejews Theorie bestätigte.

Wie entsteht Erdgas?

Schauen wir uns zum Vergleich die Herkunft dieses wertvollen natürlichen Energieträgers an. Nach aktueller Meinung befanden sich tote lebende Organismen, die auf den Meeresboden sanken, in einer Umgebung ohne Sauerstoff und Mikroorganismen, wodurch ihr Zerfall nicht stattfand (aufgrund des Fehlens oxidativer Prozesse und des Einflusses von Mikroben). ). Dadurch sammelten sich schluffige Sedimente an. Im Zuge der Bewegung der geologischen Schichten der Erdkruste sanken diese Sedimente in immer größere Tiefen und drangen in das Erdinnere ein.

Über viele Millionen Jahre war dieser Schlick hohen Temperaturen und hohem Druck ausgesetzt, was in diesen Sedimenten bestimmte chemische und physikalische Prozesse auslöste. Der in diesen Ablagerungen enthaltene Kohlenstoff begann, Verbindungen mit Wasserstoff (Kohlenwasserstoffe) einzugehen. Kohlenwasserstoffe mit hohem Molekulargewicht sind flüssige Stoffe, die Bestandteil von Öl sind. Und niedermolekulare Kohlenwasserstoffe sind genau die gasförmigen chemischen Verbindungen, aus denen das bekannte Erdgas entsteht.

Aus diesem Grund gibt es in Ölfördergebieten immer Kohlenwasserstoffgase, sogenannte Begleitgase, obwohl es auf unserem Planeten auch Vorkommen von reinem Erdgas gibt, ohne dass flüssige Erdölrohstoffe vorhanden sind. Diese Theorie bestätigt lediglich die biogene Hypothese von M.V. Lomonosov, daher gibt es noch keine klare Antwort auf die Frage nach der Herkunft des Öls.

Welche Schlussfolgerungen lassen sich aus all dem ziehen?

Wissenschaftler können derzeit nicht genau sagen, wie Kohlenwasserstoffmineralien entstehen. Beide in der modernen wissenschaftlichen Welt bestehenden Hypothesen werden bestätigt, eine davon ist noch nicht vollständig widerlegt.

Wenn Lomonosovs Theorie richtig ist, muss die menschliche Zivilisation dringend nach alternativen Energiequellen suchen, denn wenn die Reserven an natürlichen Kohlenwasserstoffen erschöpft sind, wird die Weltwirtschaft in eine sehr tiefe Krise geraten. Basierend auf dem Schlimmsten arbeitet die Weltwissenschaft aktiv in diese Richtung. Wir haben bereits gelernt, wie man aus Pflanzen Kraftstoff herstellt, die Energie von Wind und Flutwellen zur Erzeugung elektrischer Energie nutzt, die Entwicklung im Bereich der Herstellung von Elektroautos ist weit fortgeschritten und die Arbeit in diesem Bereich ist ständig im Gange.

Ich erinnere mich, dass mein Vater mir als Kind im Alter von 3 bis 4 Jahren erzählte, woher Kohle, Öl, Gas und andere natürliche Ressourcen kommen. Ich habe kürzlich einen Beitrag über „große Löcher in der Erde“ gelesen. „Wie ein riesiges Loch im Boden aus der Vogelperspektive aussieht.“ Beeinflusst durch das, was ich gelesen habe, habe ich mich Jahrzehnte später wieder für dieses Thema interessiert. Zunächst empfehle ich Ihnen, diesen Artikel zu lesen (siehe unten).

Bäume, Gras = Kohle. Tiere = Öl, Gas. Kurze Formel zur Herstellung von Kohle, Öl, Gas.

Kohle und Öl finden sich zwischen Sedimentgesteinsschichten. Sedimentgesteine sind im Wesentlichen getrockneter Schlamm. Dies bedeutet, dass alle diese Schichten, einschließlich Kohle und Öl, hauptsächlich durch die Einwirkung von Wasser während einer Überschwemmung entstanden sind. Hinzu kommt, dass fast alle Kohle- und Ölreserven pflanzlichen Ursprungs sind.

Kohle (verkohlte Tierreste) und aus Tierresten hergestelltes Erdöl enthalten Stickstoffverbindungen, die in pflanzlichem Erdöl nicht vorkommen. Daher ist es nicht schwierig, eine Einlagenart von einer anderen zu unterscheiden.

Die meisten Menschen sind überrascht, wenn sie erfahren, dass Kohle und Öl im Wesentlichen dasselbe sind. Der einzige wirkliche Unterschied zwischen ihnen ist der Wassergehalt der Ablagerungen!

Die Entstehung von Kohle und Öl lässt sich am einfachsten am Beispiel eines im Ofen gebackenen Kuchens nachvollziehen. Wir alle haben gesehen, wie die erhitzte Füllung aus der Torte auf das Backblech fließt. Das Ergebnis ist eine klebrige oder verkohlte Substanz, die sich nur schwer abkratzen lässt. Je stärker die ausgelaufene Füllung bräunt, desto härter und schwärzer wird sie.

Das passiert mit der Füllung: Der Zucker (Kohlenwasserstoff) dehydriert im heißen Ofen. Je heißer der Ofen und je länger der Kuchen backt, desto härter und schwärzer werden die Klumpen ausgelaufener Füllung. Im Wesentlichen kann man geschwärzte Füllung als eine Art minderwertige Holzkohle betrachten.

Holz besteht aus Zellulose – Zucker. Überlegen Sie, was passieren würde, wenn große Mengen Pflanzenmaterial schnell im Boden vergraben würden. Der Zersetzungsprozess erzeugt Wärme, die das Pflanzenmaterial zu dehydrieren beginnt. Wasserverlust führt jedoch zu einer weiteren Erwärmung. Dies führt wiederum zu einer weiteren Dehydrierung. Wenn der Prozess unter Bedingungen stattfindet, bei denen die Wärme nicht schnell abgeführt wird, werden Erhitzen und Trocknen fortgesetzt.

Das Erhitzen von Pflanzenmaterial im Boden führt zu einem von zwei Ergebnissen. Wenn Wasser aus einer geologischen Formation fließen kann, in der das getrocknete und dehydrierte Material zurückbleibt, entsteht Kohle. Wenn Wasser die geologische Formation nicht verlassen kann, wird Öl gefördert.

Beim Übergang von Torf zu Braunkohle, zu Steinkohle und zu Anthrazit ändert sich der Wassergehalt in ihnen (der Grad der Entwässerung bzw. der Grad der Wassergehaltsreduzierung) entsprechend einem linearen Zusammenhang.

Ein notwendiger Bestandteil bei der Bildung fossiler Brennstoffe ist das Vorhandensein von Kaolintonen. Solche Tone kommen üblicherweise in den Produkten von Vulkanausbrüchen vor, insbesondere in Vulkanasche.

Kohle und Öl sind offensichtliche Folgen der Sintflut. Während der globalen Katastrophe und der darauffolgenden Sintflut ergossen sich riesige Mengen überhitzten Wassers aus der Tiefe an die Erdoberfläche, wo sie sich mit Oberflächen- und Regenwasser vermischten. Darüber hinaus wurden viele der entstandenen Sedimentschichten dank des heißen Gesteins und der heißen Asche Tausender Vulkane erhitzt. Erde ist ein wunderbarer Wärmeisolator, der Wärme lange speichern kann.

Zu Beginn der Sintflut haben Tausende von Vulkanen und Bewegungen der Erdkruste überall auf der Erde Wälder abgeholzt. Vulkanasche bedeckte riesige Baumstämme, die im Wasser schwammen. Sobald diese Schachtgruppen zwischen den erhitzten Sedimentschichten vergraben waren, die sich während der Flut abgelagert hatten, bildeten sich schnell Kohle und Öl.

„Fazit: Industrielle Ansammlungen von Öl und Erdgas können sich über mehrere tausend Jahre hinweg in Sedimentbecken (getrockneten Schlammschichten) unter Bedingungen heißer Flüssigkeitsströmung über vergleichbare Zeiträume bilden.“

Die heißen, feuchten Schlammformationen infolge der Sintflut boten ideale Bedingungen für die schnelle Bildung von Kohle, Öl und Gas.

Die benötigte Zeit, um Kohle und Öl zu „erschaffen“.

Laborstudien der letzten Jahrzehnte haben gezeigt, dass sich schnell Kohle und Öl bilden können. Im Mai 1972 schrieb George Hill, Dekan des College of Mines, einen Artikel, der im Journal of Chemical Technology, heute bekannt als Kemtech, veröffentlicht wurde. Auf Seite 292 kommentierte er:

„Zufälligerweise führte dies zu einer ziemlich verblüffenden Entdeckung ... Diese Beobachtungen legen nahe, dass hochwertige Kohlen während des Entstehungsprozesses ... wahrscheinlich irgendwann in ihrer Geschichte hohen Temperaturen ausgesetzt waren. Möglicherweise war der Mechanismus für die Bildung dieser hochwertigen Kohlen ein Ereignis, das eine kurzfristige starke Erwärmung verursachte.“

Tatsache ist, dass Hill es einfach geschafft hat, Kohle zu fördern (nicht von Naturkohle zu unterscheiden). Und er brauchte dafür sechs Stunden.

Vor mehr als 20 Jahren erfanden britische Forscher eine Möglichkeit, Hausmüll in Öl umzuwandeln, das zum Heizen von Häusern und zum Betreiben von Kraftwerken geeignet ist.

Auch Naturkohle kann schnell entstehen. Das Argonne National Laboratory hat die Ergebnisse wissenschaftlicher Forschung bekannt gegeben, die zeigen, dass Kohle unter natürlichen Bedingungen in nur 36 Wochen gebildet werden kann. Diesem Bericht zufolge ist es zur Bildung von Kohle lediglich erforderlich, dass Holz und Kaolinton als Katalysator tief genug vergraben sind (um den Zugang zu Sauerstoff auszuschließen); und dass die Temperatur des umgebenden Gesteins 150 Grad Celsius beträgt. Unter solchen Bedingungen wird Kohle in nur 36 Monaten gefördert. Der Bericht stellte außerdem fest, dass sich Kohle bei höheren Temperaturen noch schneller bildet.

Öl ist eine erneuerbare natürliche Ressource.

Das große Rätsel besteht darin, dass die Öl- und Erdgasreserven möglicherweise nicht so begrenzt und endlich sind, wie viele glauben. Am 16. April 1999 schrieb ein Mitarbeiter des Wall Street Journal den Artikel „Kein Witz: Ölfeld wächst, während Öl gefördert wird.“ Es beginnt so:

„Houston – auf Eugene Island 330 geht etwas Geheimnisvolles vor sich.“

Es wurde angenommen, dass die Produktion des Feldes, das im Golf von Mexiko weit vor der Küste von Louisiana liegt, über viele Jahre hinweg zurückgegangen war. Und eine Zeit lang verhielt es sich wie ein normales Feld: Nach seiner Entdeckung im Jahr 1973 erreichte die Ölproduktion auf der Südinsel 330 einen Höhepunkt von etwa 15.000 Barrel pro Tag. Bis 1989 war die Produktion auf etwa 4.000 Barrel pro Tag gesunken.

Dann, unerwartet, lächelte das Schicksal erneut über Eugene Island. Das von Penz Energy Co. geförderte Feld produziert derzeit 13.000 Barrel pro Tag, und die wahrscheinlichen Reserven sind von 60 auf über 400 Millionen Barrel gestiegen. Was noch seltsamer ist, ist, dass das geologische Alter des aus dem Rohr fließenden Öls laut Wissenschaftlern, die sich mit diesem Gebiet befassen, ganz anders ist als das Alter des Öls, das vor zehn Jahren aus dem Boden kam.“

Es scheint also, dass im Erdinneren immer noch Öl entsteht; und seine Qualität ist höher als die ursprünglich gefundene. Je mehr Forschung betrieben wird, desto mehr erfahren wir, dass die natürlichen Kräfte, die neues Öl produzieren, immer noch am Werk sind!

Schlussfolgerungen.

Wenn wir uns Fotos von riesigen Kohlebergwerken ansehen und uns die Daten zu den Ölreserven vergegenwärtigen, können wir davon ausgehen, dass:

Öl wurde in der Antike an der Stelle früherer ausgedehnter Wälder und Dschungel gebildet. Diese. Wo sich heute die größten Öl- und Kohlevorkommen der Welt befinden, gab es früher undurchdringliche Wälder mit riesigen Bäumen. Und alle diese Wälder wurden auf einmal auf einen riesigen Haufen geworfen, der anschließend mit Erde bedeckt wurde, unter der sich ohne Zugang zu Luft Kohle und Öl bildeten. Anstelle von Sibirien waren vor vielen tausend Jahren der Dschungel, die Wüste Kuwait, der Irak, die Vereinigten Arabischen Emirate und Mexiko mit undurchdringlichen Wäldern bedeckt.

Im Falle einer zukünftigen Apokalypse haben unsere Nachkommen, wie wir, in einigen tausend Jahren die Chance, die reichsten Mineralvorkommen zu besitzen. Zusätzlich zu denen, für deren Gewinnung und Verarbeitung wir keine Zeit haben werden, werden neue auftauchen, und wir können mit Sicherheit sagen, dass sie geografisch an der Stelle der derzeitigen dichten Wälder liegen werden – wiederum in unserem Sibirien), dem Amazonas-Dschungel und andere bewaldete Orte unseres Planeten.