Несмотря на огромный экспериментальный материал по почти двухвековой разработке нефтяных месторождений, до сих пор остаются нерешёнными следующие вопросы: генезис нефти, источники энергии для синтеза нефти, механизм собирания рассеянных углеводородов в скопления, происхождение типов нефтей, восполнение запасов нефти в истощённых месторождениях, нахождение запасов нефти в кристаллическом фундаменте и многое другое. Все эти факты свидетельствуют о том, что возникла необходимость в новых подходах, гипотезах, которые позволят дать объяснения экспериментальным данным и полученным открытиям.

Окружающую нас природу невозможно разделить на отдельные темы или предметы. В природе все процессы взаимосвязаны и переплетены - от микромира на уровне атомов до макрокосмоса - на уровне звёзд и вселенной. Поэтому, если мы хотим понять вопросы происхождения нефти, необходимо идти от истоков с фундаментальных понятий материи и пространства.

Но перед этим вначале вкратце рассмотрим основные нерешённые проблемы, связанные с геологией и разработкой нефтяных месторождений.

Основные нерешённые проблемы нефти

А) История развития современных представлений о происхождении нефти и газа сегодня достаточно детально освещена во многих учебниках, книгах и статьях [1-8].

К настоящему времени существуют две основные концепции нефтегазообразования - органическая (биогенная) и неорганическая (абиогенная, минеральная).

Первая подразумевает, что углеводороды образуются из органического вещества отмерших организмов в осадочных породах. В пользу этого свидетельствуют тот факт, что большинство месторождений нефти и газа сосредоточено в осадочных горных породах, то есть в породах, образовавшихся из донных отложений древних водных бассейнов, в которых развивалась жизнь. Химический состав нефти отчасти сходен с составом живого вещества. Основные выводы, вытекающие из органической концепции происхождения, заключаются в том, что поиски углеводородов следует производить в осадочных породах, и запасы нефти быстро закончатся. Но при этом остаётся непонятным, почему за пределами нефтеносных районов осадочные породы, содержащие органическое вещество и подвергавшиеся таким же воздействиям температуры и давления, не породили сколько-нибудь значительных количеств нефти.

В основе второй концепции считается, что углеводороды синтезируются на больших глубинах и в дальнейшем мигрируют в нефтегазовые ловушки. В пользу этого свидетельствует нахождение запасов нефти в отложениях фундамента, а также присутствие следов углеводородов в кристаллических, метаморфических породах, залегающих ниже осадочных пород. Данная концепция не противоречит исследованиям астрофизиков, которые обнаружили в атмосфере Юпитера и его спутников, а также в газовых оболочках комет наличие углеводородных газов. Отметим, что в России, начиная с 2011 года, ежегодно проводятся Кудрявцевские чтения - конференции по глубинному генезису нефти и газа.

Обе концепции существуют в разных модификациях, поддерживаются большим числом сторонников и опираются на большой объем экспериментальных и теоретических исследований.

В последнее время предпринимаются активные попытки объединения этих двух концепций. Например, по мнению Гаврилова В.П. [2], главную роль играют глобальные геодинамические циклы эволюции литосферы, которые создают благоприятные условия для обмена флюидами поверхностных (биогенный синтез) и глубинных (абиогенный синтез) сфер. Акад. Дмитриевский А.Н. предложил концепцию полигенного происхождения [3]. Он отметил, что при любых взглядах на процессы генерации и аккумуляции углеводородов есть общее согласие в одном - залежи нефти, конденсата и битумов вторичны, что проявляется в аномальности флюидов и многих литологических и геохимических особенностей пород по отношению к их окружению и фону. Из этого можно сделать только один вывод - данная аномалия свидетельствует о вторжении углеводородов в ловушку. При этом по мере роста глубин нахождения углеводородов всё с большей отчётливостью обнаруживаются свидетельства их формирования из вторгшихся вторичных углеводородов.

Из последних работ в этом направлении известны труды Баренбаума А.А., который разработал теоретические основы биосферной концепции, основанной на круговороте углерода в биосфере с учётом нефтегазообразования в недрах [9,10]. Согласно его представлениям, углеводороды являются продуктами циркуляции через земную поверхность углерода и воды, участвующих в нескольких циклах круговорота.

Итак, в настоящее время, учитывая противоречивость двух различных взглядов на генезис углеводородов, производятся активные попытки «примирить» эти две концепции.

Б) Многие исследователи отмечают восполнение запасов нефти в истощённых разрабатываемых месторождениях. Об этом свидетельствует превышение накопленной добычи нефти за длительное время разработки над извлекаемыми запасами. Об этом открыто заявил ряд исследователей - Муслимов Р.Х., Трофимов В.А., Корчагин В.И., Гаврилов В.П., Аширов К.Б., Запивалов Н.П., Баренбаум А.А. и др. [10-17].

Известно, что прирост запасов возможен за счёт повышения степени достоверности геологической информации в процессе разбуривания и совершенствования методов ГИС, а также путём повышения коэффициента нефтеизвлечения, зависящего от применяемых технологий, квалификации специалистов, цены на нефть и многих других факторов. Конечно, применение более эффективных схем разработки и внедрение новых технологий приводит к увеличению извлекаемых запасов. Эта тенденция хорошо известна. Но в данном случае речь идёт о таком превышении, которое уже невозможно объяснить ни детализацией геологических запасов, ни увеличением коэффициента извлечения нефти.

Например, для Ромашкинского месторождения характерны очень высокие текущие коэффициенты извлечения нефти и довольно высокая изученность месторождения за 50 лет довольно интенсивной разработки. Тем не менее несколько площадей этого месторождения выработали свои извлекаемые запасы даже при КИН, превышающим коэффициент вытеснения, но успешно продолжают эксплуатироваться.

Представитель американского геологического комитета, доктор Gautier (Готье), в процессе выступления по столетней истории разработки месторождения Мидвей-Сансет при помощи самых разнообразных методов воздействия публично признал существование подпитки месторождений. Наглядно рост извлекаемых и геологических запасов демонстрирует рис. 1.

Рис. 1. Динамика годовой и накопленной добычи, геологических и извлекаемых запасов, количества скважин на месторождении Мидвей-Сансет из выступления D.L Gautier

 Акад. АН РТ Муслимов Р.Х. считает, что завершающая стадия разработки месторождений может длиться сотнями лет [13,14]. Барембаум А.А. показал, что для трёх нефтяных месторождений - Ромашкинского, Самотлорского и Туймазинского и газоконденсатного Шебелинского, несмотря на резко различающиеся геологические условия этих месторождений, разные объёмы запасов и технологические схемы эксплуатации, кривые годовой добычи на поздней стадии разработки носят сходный характер. После 30-40 лет эксплуатации месторождений наблюдается стабилизации добычи нефти (газа) на уровне 20% от максимальной добычи [10].

В итоге, целый ряд учёных полагают о существовании подпитки месторождений и, соответственно, существовании каналов для этой подпитки. Предполагается, что нефть поступает из глубин Земли по коровым волноводам или нефтепроводящим каналам.

В) До снижения цен на нефть в мире наблюдался бум по добыче нефти и газа из сланцев. При этом мало кто задумывался, каким же образом углеводороды мигрировали в эти сланцы сверхнизкой проницаемости 10-2-10-6 мД? Так, газ, содержащийся в сланцах, практически адсорбирован поверхностью поровых каналов, и добыть его удаётся только при организации сети трещин и создании больших депрессий.

Г) Традиционно под возрастом углеводородов понимается возраст пород-коллекторов, вмещающих эти углеводороды. Однако эксперименты американских и канадских исследователей по использованию радиоуглеродного метода для изотопа С14 показали, что возраст нефтей из разных скважин месторождений Калифорнийского залива составляет 4-6 тыс. лет [18].

Отметим, что этот возраст нефти бьётся со временем деструкции углеводородов. В противном случае углеводороды из отложений, которым миллионы лет, давно подверглись бы окислению и вертикальной миграции даже через самые качественные покрышки залежей, за исключением, наверное, только соляных. Согласно данным акад. Дмитриевского А.Н. газ сеноманских отложений в Западной Сибири должен исчезнуть через несколько сотен или тысяч лет за счёт вертикальной миграции.

Таким образом, существующая нефтяная наука накопила достаточно много нерешённых проблем, которые не могут быть разрешены в рамках текущего состояния науки. Попытаемся вкратце обрисовать новую научную парадигму, разработанную Левашовым Н.В. [19], которая помимо прочего позволяет создать новую концепцию нефтегазообразования.

Основные положения концепции

Согласно современным научным представлениям окружающее нас пространство принимается трёхмерным (верх-низ, влево-вправо, взад- вперёд) и однородным. Однако оно воспринимается нашими глазами, как трёхмерное. А наши глаза видят далеко не всё, т. к. их предназначение - обеспечение адекватной реакции на окружающую нас природу. При этом, глаза человека адаптированы к функционированию в атмосфере планеты.

«Картинку», которую мы видим, мы принимаем за трёхмерное пространство». Но это далеко от реальности.

Существует множество примеров, подтверждающих неоднородность пространства. Например, астрономам и астрофизикам известен факт, что во время полного солнечного затмения можно наблюдать объекты, которые наше Солнце закрывает собой. Но электромагнитные волны в однородном пространстве должны распространяться прямолинейно. Следовательно, пространство неоднородно. Другим подтверждением являются исследования на радиотелескопе, вынесенным за пределы земной атмосферы [20].

Неоднородность представляет собой искривление пространства, что приводит к изменению мерности в пределах этой неоднородности. Мерность нашей Вселенной равна L7 = 3,00017, мерность существования физически плотного вещества на нашей планете изменяется в масштабах, приведённых на рис. 2.

Как мы видим, мерность пространства отлична от 3 на некоторую дробную величину, и это отличие вызвано искривлением пространства. Причём, мерность L в различных точках пространства изменяется. Идея неоднородности пространства позволила Левашову Н.В. обосновать и объяснить практически все явления живой и неживой природы.

Непрерывное изменение мерности пространства в разных направлениях (градиенты мерности) создаёт уровни, в пределах которых материя имеет определённые свойства и качества. При переходе из одного уровня в другой, происходит качественный скачок свойств и проявлений материи.

1.       Нижний уровень мерности.
2.       Верхний уровень мерности
Рис. 2. Диапазон мерности существования физически плотной материи

 Итак, окружающее нас пространство не является трёхмерным и однородным. Неоднородность пространства означает, что его свойства и качества - разные в разных областях пространства.

Следующее базовое понятие - материя. Классически считается, что материя существует в двух формах - поле и вещество. Однако понятие материи является более широким. Дополнительно к ней относятся так называемые первичные материи - первокирпичики материи, из которых при определённых условиях образуются различные сочетания материй, именуемые гибридными материями.

Первичные материи не воспринимаются нашими органами чувств, но существуют независимо от этого. Следует напомнить, что мы не видим радиоволны, но это не говорит о том, что они не существуют, ведь мы активно используем их в повседневной жизни. В современной физике эти невидимые материи назвали «тёмной материей» в силу её невидимости и неосязаемости ни органами чувств, ни приборами. Причём, как отмечалось выше, «тёмной материи» на порядок больше физически плотной материи.

В нашей Вселенной созданы условия для слияния 7 основных первичных материй, которые можно обозначить буквами латинского алфавита A, B, C, D, E, F и G. Условиями для слияния этих материй является искривление пространства на определённую величину.

При взрыве сверхновой, от центра распространяются концентрические волны возмущения мерности пространства, которые создают зоны неоднородности пространства. Происходит деформация мерности, или искривление пространства. Эти колебания мерности пространства аналогичны волнам, которые появляются на поверхности воды после броска камня. В эти зоны деформации попадают выброшенные поверхностные слои звезды, в которых и происходит активный синтез вещества и образуются планеты (рис. 3).

Рис. 3 - Рождение планет в зонах искривления пространства при взрыве сверхновой

При слиянии всех 7 первичных материй под влиянием определённой величины градиента мерности образуется физически плотное вещество, которое существует в твёрдом, жидком, газообразном и плазменном агрегатных состояниях. Физически плотная материя планеты распределяется по диапазонам устойчивости, которые являются уровнями разделения между атмосферой, океанами и твёрдой поверхностью планеты. При слиянии меньшего количества первичных материй (менее 7) - образуются невидимые и неощущаемые приборами гибридные формы материй (рис. 4).

1.         Физически плотная сфера, слияние материй АВСDЕFG,
2.         Вторая материальная сфера, АВСDЕF,
3.         Третья планетарная сфера, АВСDЕ,
4.         Четвёртая планетарная сфера, АВСD,
5.         Пятая планетарная сфера, АВС,
6.         Шестая материальная сфера, АВ.
Рис. 4 - Шесть планетарных сфер Земли

 Планета должна рассматриваться только как совокупность шести сфер (рис. 4). Именно в этом случае возможно получить полноценное представление о происходящих процессах и получить правильные представления о природе в целом.

Материя, заполняющая пространство, влияет на свойства и качества пространства, которое она заполняет, а пространство влияет на материю, т. е. проявляется обратная связь. В результате, устанавливается равновесное состояние между материей и пространством.

При завершении формирования планетарных сфер в зоне неоднородности мерности пространства уровень мерности пространства возвращается к изначальному уровню, который был до взрыва сверхновой. Гибридные формы материи своим влиянием на уровне микрокосмоса компенсируют деформацию мерности, возникшую при взрыве сверхновой, но не «убирают» её. После завершения процесса формирования планеты, первичные материи продолжают «втекать» и «вытекать» из зоны неоднородности.

В силу того, что планета частично теряет своё вещество, в основном в виде газового шлейфа при движении планеты и радиоактивного распада элементов, происходит незначительный дополнительный синтез физически плотного вещества и баланс, таким образом, восстанавливается.

Внутри планетарной зоны неоднородности существует множество мелких неоднородностей, которые влияют на «протекающие» через них первичные материи, в результате чего, каждый участок поверхности пронизывают потоки первичных материй в определённом пропорциональном соотношении.

В результате этого, в зависимости от конкретного распределения материй, происходит синтез тех или иных элементов при формировании планеты. Именно это является причиной образования залежей тех или иных элементов и полезных ископаемых в разных участках коры и на различной глубине. И, когда эти залежи вырабатываются, на этом месте возникает неоднородность мерности, что провоцирует синтез тех же элементов. По завершению синтеза баланс мерности восстанавливается. Правда, восстанавливающий баланс синтез может продолжаться сотни, а порой и тысячи лет. К примеру, мало кто знает, что при обследовании выработанных около трёхсот лет назад рудников на Урале геологи снова обнаружили выросшие на тех же местах изумруды.

Таким образом, месторождения полезных ископаемых, включая и месторождения углеводородов, образуются в строго определённых местах, имеющих для этого условия. Каждый участок поверхности планеты пронизывается в том или ином направлении определённой суперпозицией (пропорциональным соотношением) первичных материй A, B, C, D, E, F и G, что и служит основой синтеза углеводородов, а также восполнения запасов по мере их выработки из месторождения (Рис. 5). Именно эта концепция позволяет объяснить все существующие накопленные экспериментальные наблюдения по геологии и разработке нефтяных месторождений.

1.         Ядро планеты.
2.         Пояс магмы.
3.         Кора.
4.         Атмосфера.
5.         Вторая материальная сфера.
6.         Циркуляция первичных материй через поверхность планеты.
7.         Отрицательные геомагнитные зоны (нисходящие потоки первичных материй).
8.         Положительные геомагнитные зоны (восходящие потоки первичных материй).
Рис. 5. Втекание и вытекание первичных материй из планеты

 Обсуждение

Представленные объяснения генерации углеводородов не приводят к разногласию с имеющимся мнением о вторжении углеводородов в существующие пласты-коллекторы различных геологических эпох в масштабах одного месторождения. Это также полностью согласуются и с упомянутыми выше тезисами акад. Дмитриевского А.Н., который отмечал вторичность углеводородов в пластах-коллекторах.

При этом совершенно необязательно, чтобы нефть поступала в залежь через нефтепроводящие каналы. Она синтезируется в самой залежи из первичных материй, что вообще даже не могла представить традиционная наука, которая только фиксировала сопутствующие условия формирования нефти, а не искала причину её генезиса. Базовый закон сохранения материи при этом не нарушается, т. к. нефть не возникает из ниоткуда, а синтезируется из первичных материй при определённом градиенте мерности.

Попутно отметим, что постоянный синтез элементов и полезных ископаемых в зонах неоднородностей, как нельзя подходит для объяснения существования различных радиоактивных изотопов элементов на нашей Земле возрастом около 6 млрд. лет.

При помощи данной концепции возможно также объяснить влияние космических факторов на процессы генезиса нефти [9,10]. В частности, вспышки солнечной активности, изменение общего уровня мерности макропространства, в силу того, что солнечная система движется относительно ядра нашей галактики, и, как следствие этого, попадает в области с другими уровнями собственной мерности, в силу неоднородности самого пространства, приводят к изменению мерности макропространства. Соответственно происходит перераспределение физически плотного вещества внутри зоны неоднородности планеты и изменяются условия синтеза полезных ископаемых, в том числе и углеводородов.

Как мы видим, происхождение нефти не смогли объяснить ни сторонники биогенной концепции, ни сторонники абиогенной, ни сторонники смешанных концепций. Последнее очень напоминает попытку физиков навязать электрону одновременно дуальные свойства частицы и волны. Однако, по своей природе, частица и волна, в принципе, не совместимы и не стоит пытаться их совмещать. Эти же рассуждения относятся и к дуальной (смешанной) концепций нефтегазообразования. Ответ на эти оба вопроса (по свойствам электрона и по генерации нефти) необходимо искать совершенно иным способом. Попутно в этом рассуждении кроется ответ и на другой вопрос - можно ли изучать только нефтяные науки, не занимаясь построением реальной картины мироздания?

Если удастся понять, какое пропорциональное количество материй, в каком направлении и с какой интенсивностью должно проходить через месторождение нефти, то становится возможным самостоятельно управлять процессами синтеза и разрушения месторождений нефти. В настоящее время на одном из выработанных месторождений России проводится эксперимент по увеличению скорости синтеза нефти.

Основные выводы

Итак, в рамках новой картины мироздания, основанной на понимании законов макрокосмоса и микромира, предлагается концепция образования углеводородов, которая полностью согласуется с результатами существующих наблюдений и исследований в области геологии и разработки нефтяных месторождений. В частности, нефть и газ образуются при определённых условиях в пластах-коллекторах и являются продуктом синтеза конкретного распределения первичных материй. Этими условиями являются зоны неоднородности пространства нашей планеты, которые заполняются физически плотным веществом определённого состава (углеводороды), компенсируя при этом перепад мерности. При добыче нефти и газа баланс мерности пространства нарушается, что вновь приводит к их синтезу.

Список литературы

1.            Гаврилов В.П. Происхождение нефти. М.: Наука. 1986. 176 с.

2.            Гаврилов В.П. Микстгенетическая концепция образования углеводородов: теория и практика // Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа. К созданию общей теории нефтегазоносности недр. Кн.1. М.: ГЕОС. 2002.

3.            Генезис нефти и газа /ред. Дмитриевский А.Н., Конторович А.Э. М.: 234 ГЕОС. 2003. 432.

4.            Конторович А.Э. Очерки теории нафтидогенеза. Избранные статьи. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2004. 545 с.

5.            Кудрявцев Н.А. Генезис нефти и газа. Тр. ВНИГРИ. Вып. 319. Л.: Недра. 1973.

6.            Кропоткин П.Н. Дегазация Земли и генезис углеводородов // Ж. Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева. 1986. Т.31. №5. С.540-547.

7.            Корчагин В.И. Нефтеносность фундамента // Прогноз нефтегазоносности фундамента молодых и древних платформ. Тезисы докл. Межд. конф. Казань: Изд- во КГУ. 2001. С.39-42.

8.            Перродон А. Формирование и размещение месторождений нефти и газа. М.: Недра, 1991. 360 с.

9.            Баренбаум А.А. Научная революция в проблеме происхождения нефти и газа. Новая нефтегазовая парадигма // Георесурсы. 2014. № 4(59). С.9-15.

10.         Баренбаум А.А. Обоснование биосферной концепции нефтегазообразования. Дисс... на соиск. докт. геол.-мин. наук. Москва, ИПНГ РАН, 252 с.

11.         Аширов К.Б, Боргест Т.М., Карев А.Л. Обоснование причин многократной восполнимости запасов нефти и газа на разрабатываемых месторождениях Самарской области // Известия Самарского НЦ РАН. 2000. Т.2. №1. С.166-173.

12.         Гаврилов В.П. Возможные механизмы естественного восполнения запасов на нефтяных и газовых месторождениях // Геология нефти и газа. 2008. №1. С.56-64.

13.         Муслимов Р.Х., Изотов В.Г., Ситдикова Л.М. Влияние флюидного режима кристаллического фундамента Татарского свода на регенерацию запасов Ромашкинского месторождения // Новые идеи в науках о Земле. Тез. докл. IV Межд. конф. М.: МГГА. 1999. Т.1. С.264

14.         Муслимов Р.Х., Глумов Н.Ф., Плотникова И.Н., Трофимов В.А., Нургалиев Д.К. Нефтегазовые месторождения - саморазвивающиеся и постоянно возобновляемые объекты // Геология нефти и газа. Спец. выпуск. 2004. С.43-49.

15.         Трофимов В.А., Корчагин В.И. Нефтеподводящие каналы: пространственное положение, методы обнаружения и способы их активизации. Георесурсы. №1(9), 2002. №1(9). С.18-23.

16.         Дмитриевский А.Н., Валяев Б.М., Смирнова М.Н. Механизмы, масштабы и темпы восполнения нефтегазовых залежей в процессе их разработки // Генезис нефти и газа. М.: ГЕОС. 2003. С.106-109.

17.         Запивалов Н.П. Флюидодинамические основы реабилитации нефтегазовых месторождений, оценка и возможность увеличения активных остаточных запасов // Георесурсы. 2000. №3. С.11-13.

18.         Peter J.M., Peltonen P., Scott S.D. et al. 14C ages of hydrothermal petroleum and carbonate in Guaymas Basin, Gulf of California: Implications for oil generation, expulsion, and migration // Geology. 1991. V.19. P.253-256.

19.         Левашов, Н.В. Неоднородная Вселенная. - Научно-популярное издание: Архангельск, 2006. - 396 с., ил

20.         This Side Up' May Apply To the Universe, After All, by John Noble Wilford, The New York Times, 1997.

Благодарности: Автор выражает благодарность д.т.н., проф. Ибатуллину Р.Р. и д.г.-м.н., проф. Трофимову В.А. за критические замечания по данной работе.

Иктисанов В.А., Институт «ТатНИПИнефть», Концепция Нефтегазообразования из Первичных Материй, журнал "Нефтяная провинция" №1 2016