Газета 'Промышленные ведомости'
Главная Подшивка Подписка Редакция Партнерство Форум
«ПВ» , 0  -  cодержание номера 

Углеводороды: образование
и идентификация новых месторождений

Черных Н. Г.,
председатель Совета директоров ОАО «Гидроуглестрой»,
лауреат Государственной премии СССР в области науки
и техники, кандидат технических наук
 
                                                    Природа проста и не роскошествует излишними причинами.
                                                                                                               Исаак Ньютон
 
Казалось бы, все очень просто: есть органические соединения, и есть минеральные, но вот уже более 150 лет идет гадание на нефтегазовой гуще как возникли на Земле нефть и нефтяной газ. При этом лоб в лоб столкнулись два фундаментальных направления науки – биогенное и абиогенное. И конца разрешения проблемы, на что уходят миллионы денежных средств, пока не видно. Законный вопрос, где же истина? Позволю себе утверждать, что ее поиск связан с переходом  к новым научным подходам. Такой переход обусловлен необходимостью изучения влияния на создание природных углеводородов всех подсистем большой и сложной системы ВСЕЛЕННАЯ, остававшихся до этого вне поля зрения ученых.
 
ВСЕЛЕННАЯ может быть подразделена на основные подсистемы: ВНЕСЕЛЕННАЯ, ЗВЕЗДА и ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ. Каждая из подсистем является, в свою очередь, большой и сложной системой, оказывающей существенное влияние на функциональные характеристики смежных подсистем и системы в целом. Наиболее полное представление о системе получают в результате наблюдения за происходящими  в ней процессами, в связи с чем ее свойства часто идентифицируют с характером этих процессов.
 
 ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ с атмосферой, гидросферой, людьми и животно-растительным миром одновременно является системой с подсистемами ЛИТОСФЕРА, МАНТИЯ и  ЯДРО, функционально взаимосвязанными как между собой, так и с системой в целом. Только рассматривая в совокупности все упомянутые системы, их взаимосвязи и взаимодействия, можно будет перейти к пониманию новой парадигмы возникновения углеводородов, углерода и рудных тел вследствие происходящих процессов как во ВСЕЛЕННОЙ, так и на ЗЕМЛЕ.
 
Рассмотрим взаимосвязи подсистем ЛИТОСФЕРА - МИРОВОЙ ОКЕАН, МАНТИЯ и ЯДРО. За основу их функциональной взаимосвязи принимается морская вода с её постоянным солевым составом, с образованием возобновляющегося источника углеводородной энергии, как части неисчезаемой гидравлической энергии, при стабильном взаимодействии химических веществ подсистем и с образованием их количественных закономерностей.
 
Прежде чем двигаться в своих рассуждениях дальше, приведу пять сообщений.
 
1. Из работы Тимурзиева «Мантийные очаги генерации углеводородов: геолого-физические признаки и прогнозно-поисковые критерии картирования, закономерности нефтегазоносности недр, как отражение разгрузки в земной коре мантийных углеводородных систем» следует, что «установлен факт глобальной газогидратности в 95%».
 
2. Австралийские гидрологи обнаружили, что  во многих районах мира неглубоко под океанами и морями залегают огромные запасы пресных или слабосоленых вод. Эти скрытые озера найдены у берегов Австралии, Китая, Северной Америки и Южной Африки. Общий объем питьевой воды под морским дном в сто раз превышает количество грунтовых вод на суше, которое человечество выкачало за весь прошлый век.
 
3. В Антарктиде обнаружены подледниковые незамерзающие озера. Самое крупное – Восток, длиной 250 км и шириной 50 км, вмещает 5400 тыс. км3 воды. Два озера объемом 2000 км2 и 1600 км2  обнаружены на глубине около трёх километров от поверхности континента.
 
4. Геофизики из США обнаружили свидетельства того, что в мантии Земли содержатся большие запасы воды. Находится она на глубине около 700 километров от поверхности Земли в породе рингвудит. Содержание воды превышает объем трех земных Мировых океанов. Исследователи наблюдали более 500 землетрясений, используя для этого две тысячи сейсмографов, которые  фиксировали акустические колебания. Их характер и продолжительность свидетельствуют в пользу того, что породы, их проводящие, насыщены водой.

Рингвудит — модификация оливина с повышенным содержанием воды. Сам минерал образуется при высоких температурах и содержится в большом количестве в мантии Земли. Сейсмографы позволили установить существование переходного слоя между оливином в верхней мантии и более глубокими слоями мантии. Этот слой состоит, предположительно, из рингвудита, из которого под действием высокого давления выделяется вода. 
 
5. На канадском острове Элсмира, находящегося далеко за Полярным кругом, где толщина слоя вечной мерзлоты достигает 400 м и более, есть теплый источник. Из горы на высоте 300 м выбивается мощная струя потоком 520 литров воды в секунду. Средняя температура воздуха в этом месте составляет минус 20, а максимум - минус 50 градусов Цельсия. Вода нагрета до 6-12 градусов. Источник воды неясен, но предполагают, что подземное тепло растапливает лёд где-то в глубоком ущелье.
 
В научной литературе определены понятия  «неистощающиеся (возобновляющиеся) ресурсы (источники) энергии: это ресурсы или источники энергии, временные масштабы освоения которых человеком несоизмеримо малы по сравнению с масштабами их происхождения  или естественного восполнения. В эту группу входят  ресурсы таких видов энергии, как солнечная, геотермальная, ветровая, приливная, гидравлическая, а также ресурсы биомассы. К этим понятиям я отнесу и углеводороды, так как время и объемы их добычи  несоизмеримо малы в сравнении со временем их  образования и объемов, если учесть, что в каждом 1 м3  морской воды содержится примерно 125 г нефтепродуктов. В основу такого суждения положена углеводородная энергия, как часть гидравлической, и для определения этой части использовался закон Дитмара. 
 
Суть закона заключается в том, что в воде открытого океана, независимо от абсолютной концентрации, количественные соотношения между главными компонентами основного солевого состава всегда постоянны. В качестве реперного ингредиента избрана хлорность, представляющая собой количество граммов ионов хлора, эквивалентное сумме галогенов, содержащихся в 1 кг морской воды.  Состав морской воды характеризуется большим содержанием солей. Согласно исследованиям, в сумме ионы и соединения главных компонентов составляют по массе 99,99% массы всех растворенных в  океанической воде минеральных веществ.
 
Источником первичных доноров углеводородов  в рамках абиогенно-мантийной гипотезы их происхождения являются ядро и мантия Земли, обеспечивающие вынос в верхние оболочки земной коры и верхней мантии исходного вещества (водород, углерод) и стабильных для данных термобарических условий продуктов синтеза углеводородов. Законный вопрос, откуда стабильность? Есть ювенильная вода, водород, углерод из мантии -  это конечные продукты.  Поэтому только постоянный круговорот веществ, порождающий восполняемые ресурсы во взаимосвязи с космическим пространством и Мировым океаном с морской водой  могут обеспечить такую стабильность.
 
Надо современным ученым, приверженцам абиогенно-мантийной гипотезы, «вдохнуть» в качестве исходного вещества  при образовании углеводородов морскую воду. В таком случае это будет уже не гипотеза, а аксиома, ибо трудно объяснимы все явления на нашей планете без учета всеобъемлющей роли морской воды в эндогенном мировом процессе с образованием углеводородов, пресной воды и рудных тел.
 
В обычном котле имеется открытый огонь, нагревающий подаваемую по трубам воду до парообразования. Но в недрах Земли нет открытого огня, однако парообразование происходит.  Земной «котел» каждый час выбрасывает сотни тонн пара давлением 200-240 атмосфер, температурой 500-560 градусов Цельсия. При такой температуре пара подаваемая по природным «трубам» морская вода вскипает как в обычном бойлере, образуя в недрах Земли паросоленую смесь и продукты, ее составляющие  - углеводороды, пресная вода, соль, рудные тела. Так что термин «котел-бойлер» более близок к пониманию геотермических процессов, происходящих процессам в недрах Земли.
 
В земном «бойлере» при образовании паросоленой смеси с  последующей ее конденсацией образуются не только углеводороды и подземная вода, но и другие химические элементы (рудные тела),  практически вся периодическая таблица Д. И. Менделеева, что было впервые мною доказано в публикации «Комплексная разработка и использование минеральных ресурсов».
 
В публикации  «Теория образования нефти, газа и рудных тел из морской воды в свете теоретических основ и механизмов в формировании энергоактивных и флюидонасыщенных зон Земли» я обосновал, что ЛИТОСФЕРА выступает в описываемых явлениях как объемный насос по перекачке морской воды (флюид) вглубь коры под дно океана. В месте противоборства температур океана и коры образуются очаги по переработке морской воды, попавшей через трещины в земную кору, в паросоленую минерализованную смесь, что зависит от термоградиента в данной области. Нагрев воды до кипения осуществляется природным «бойлером». Обычно в бойлеры подается перегретый пар с температурой более 1000С, который образуется в  паровом котле, а в данном случае котлом является МАНТИЯ. Таким образом, автор вкладывает в слово «бойлер» более широкое понимание, чем просто теплообменник.
 
Итак, в  качестве источника образования углеводородов рудных тел принята морская вода путем переработки ее в системе «котел-бойлер». На Земле имеются три пояса образования паросоленой углеводородной смеси из морской воды в результате бойлерной её переработки в Литосфере, Мантии и Ядре, при этом действует один и тот же способ её образования. В качестве отправной точки в круговороте морской воды возьмем Северный Ледовитый океан с береговой линией в 45389 км, расположенной в основном вкрест простирания эндокливажа, то есть почти под 90 градусов, с его постоянной ориентировкой в массиве горных пород  как по глубине залегания, так и по географическому положению.
 
Эндокливаж  – это трещины, которые свободны от осадков на континентальном склоне и в период приливов-отливов, как лунных, так и солнечных, работают как объемные насосы по перекачке морской воды в недра Земли. Морская вода, достигая мест бойлерной переработки в соответствующем поясе земной коры, образует нефть, газ, пресную воду и элементы рудных тел, которые аккумулируются и мигрируют под непроницаемыми покрышками из терригенных отложений в шельфовой и донной абиссальной части океана, под вечной мерзлотой. Часть морской воды вдоль земной оси через Ядро Земли мигрирует до Антарктиды через разрывы сплошности во внешнем Ядре в Мантию в виде водорода, кислорода, химических элементов из периодической таблицы Менделеева и их соединений. Они  проникают в слой Голицина, астеносферу, где образуют пояса паросоленой смеси. Таков результат радиального круговорота морской подземной воды.
 
Этому круговороту содействуют магнитно-силовые линии магнитного поля Земли. Они исходят из Южного полюса, через стратосферу и другие сферы входят в Северный полюс, замыкаясь через земную ось, увлекая при этом морскую воду из южного полушария в северное, а затем через полое твёрдое ядро Земли - в Антарктиду. В ядре Земли вода перемещается под громадным давлением в растворенном виде с выделением водорода, кислорода и других элементов её солевого состава. Таким образом, водородная дегазация происходит  от водорода, рожденного морской водой, но никак не наоборот, иначе привнести водород в чистом виде в планету Земля в период её образования не представляется возможным.
 
Общее количество морской воды, поступившей в недра Земли, равняется разнице между количеством воды поступившей в Северный Ледовитый океан  и возвращенной обратно в океаны Тихий и Атлантический, включая айсберги. Испарение в Северном Ледовитом океане  меньше, чем количество выпадаемых там осадков.
 
Таким образом, на Земле, как отмечалось, появились три пояса паросоленой смеси, из которых, при движении к земной поверхности, образуются нефть, газ и рудные тела, занимая в земной коре свои места, согласно их характеристикам.
 
Первый пояс - с круговой динамикой образован за счет  круговорота морской воды в земной коре, начиная от континентальных склонов, разломов и трещин. По разным оценкам он располагается  на глубинах  3-5 км или 5-10 км.
 
Второй пояс - с поступательно-возвратной радиальной динамикой, это круговорот морской воды через дно океана в область астеносферы, как результат радиального круговорота.
 
Третий пояс – с радиальной динамикой потоков морской воды из ядра и  мантии в слой Голицына, в слой разности скоростей мантии и ядра, в слой высоких температур.
Известно, что при круговороте воды она устремляется вниз, ко дну, и есть все основания полагать, что она уходит активно в земную кору через разломы и трещины к месту бойлерной её переработки, с образованием рек, озер, водопадов типа Ниагарский, а также с образованием углеводородов и рудных тел. Поэтому так богат северный край материка рудными телами.
 
Минеральные ресурсы Северного Ледовитого океана  с прилегающими территориями суши – это громадный нефтегазоносный супербассейн, содержащий    богатейшие запасы нефти и газа. По данным, которые приводило Геологическое общество США в 2008 году, неразведанные запасы арктического шельфа оцениваются в 90 миллиардов баррелей нефти и 47 триллионов м³ природного газа, что составляет 13% неразведанных мировых запасов нефти и 30% неразведанных газовых запасов. Более 50% неразведанных запасов нефти находится у побережья Аляски (30 млрд. баррелей), в Амеразийском бассейне (9,7 млрд. баррелей) и в районе Гренландии. Примерно 70% запасов голубого топлива сосредоточены в Восточно-Сибирском районе, на востоке Баренцева моря и у берегов Аляски. По состоянию на 2008 год в Арктике было разведано более 400 месторождений углеводородов, суммарные запасы которых составляют 40 миллиардов баррелей нефти, 31,1 триллиона м³ газа и 8,5 миллиардов баррелей газового конденсата.
 
Наиболее важные имеющиеся и планируемые проекты по добыче нефти и газа в полярном регионе: нефтегазовое месторождение Прудо-Бей и нефтяное месторождение Купарук-Ривер на Аляске в США, газовое месторождение на острове Мелвилл, нефтяные месторождения на острове Камерон и углеводородные месторождения в дельте реки Макензи и море Бофорта в Канаде, газовые месторождения Ормен Ланге и Снёвит на шельфе Норвежского моря, разрабатываемые Норвегией, газоконденсатное Штокмановское месторождение на востоке Баренцева моря, Бованенковское нефтегазоконденсатное месторождение на полуострове Ямал, нефтегазоносные Восточноземельские участки в Карском море на российском шельфе.
Российский сектор арктического побережья богат каменными и бурыми углями: на Таймыре и Анабаро-Хатангском побережье, Олонецком прибрежном месторождении, в районе бухты Тикси, на островах Бегичева, Визе, Ушакова, Уединения, Исаченко. Общие запасы угля на арктическом побережье Сибири превышают 300 миллиардов тонн, более 90% из них составляют каменные угли различных типов. Богатые запасы угля есть на арктическом побережье США и Канады. В Гренландии месторождения каменного угля и графита открыты на побережье моря Баффина.
 
Берега Северного Ледовитого океана богаты также разнообразными рудными ископаемыми: прибрежно-морские россыпи ильменита на Таймырском побережье, месторождения олова на побережье Чаунской губы, золота на Чукотском побережье, алюминий, железная руда, апатит, титан, слюда, флогопит, вермикулит на Кольском полуострове, железорудное месторождение Сидварангер на востоке Норвегии, месторождения золота и бериллия (Лоус-Ривер), олова и вольфрама на побережье полуострова Сьюард на Аляске, свинцово-цинковое месторождение Ред-Дог на Аляске (до 10% мировой добычи цинка), свинцово-цинковых руд на Канадском архипелаге, серебро-свинцовых руд на Баффиновой Земле, разработка железной руды на полуострове Мелвилл, месторождения полиметаллов на западном побережье Гренландии с высоким содержанием в руде серебра, свинца и цинка, крупное месторождение урана в Гренландии, открытое в 2010 году.
 
При исследованиях подледного рельефа в Антарктиде, проведенных НАСА, обнаружили кратер астероидного происхождения с диаметром воронки 482 км. Кратер якобы образовался при падении на Землю астероида поперечником примерно в 48 км (больше Эпоса), около 250 млн. лет назад, в пермско-триасовское время.
 
Обнаружены там, как отмечалось, также  подледниковые незамерзающие озера. Самое крупное – Восток длиной 250 км и шириной 50 км, вмещает 5400 тыс. км3  воды. Озеро, скрытое под четырехкилометровой толщей льда, является уникальной водной экосистемой, изолированной от земной атмосферы и поверхностной биосферы,  на протяжении миллионов лет температура воды весьма высокая – до 100С в глубине. Тепло озеро получает, скорее всего, от подземных геотермальных источников. Температура на границе вода-лед составляет – 30С, давление более 300 атм.
 
Признание факта постоянного донного таяния и подледниковой воды в центральной части Антарктиды позволило создать новые подходы к поискам скоплений полезных ископаемых, в особенности - нефти и газа, выдавливаемых к краям ледников водой. Ледниковый покров содержит около 80% всех пресных вод планеты. Годовой объем абляции оценивается в 2500 км3, средняя толщина льда 2500-2800 м и максимально достигает 4800 м.
 
Найденные ДНК бактерий больше всего указывают на существование жизни в озере Восток, так как их период полураспада слишком короткий. В общем, и здесь работают «продуценты».
 
Особенность Востока – замерзание сверху, то есть намерзание льда, образованного верхними слоями воды, на подошву покрывающего его ледника. Это ещё раз подтверждает, что работает природный бойлер вдоль оси Земли, образуя пресную воду из морской воды океанов планеты. Эти же рассуждения касаются и вечной мерзлоты, в частности, образования теплых источников на канадском острове Элсмира. Те же явления происходят при провале поверхности Земли в вечной мерзлоте с образованием воронок до 40 м в диаметре (полуостров Ямал), заполненных пресной водой. Результаты анализа проб  противоречивы, во многих концентрация бактериальных клеток составляет  102 -104 бактерий на см3, что близко к концентрации клеток в намороженных слоях  льда, но в некоторых отмечается более высокая концентрация. Поэтому можно сделать вывод, что ледники растут, в основном, снизу, а не сверху.
 
Вода из геотермального источника вдоль оси Земли поступает из Северного Ледовитого океана и континентальных склонов первого и второго поясов земной коры, чему содействует движущая сила магнитного поля Земли. Для него характерны возмущения, называемые геомагнитными пульсациями, вследствие возбуждения гидромагнитных волн в магнитосфере Земли. Частотный диапазон пульсаций простирается от миллигерца до одного килогерца.
 
В  статье «Комплексная разработка и использование минеральных ресурсов» я изложил своё видение  оседания химических элементов на Земле, отдавая преимущество более тяжёлым элементам с большим удельным весом (плотностью), с вытеснением более лёгких, порой соседствуя друг с другом, образуя «слоёный пирог», в том числе, в пластах угля и породы. Спектральным анализом осадка морской воды, полученного путём электролиза, в нем  было обнаружено 37 химических элементов, которые распределены в определенных пропорциях. Сравнивая химические элементы, полученные из морской воды и угольных пластов, можно сделать вывод, что в однородных средах они находятся в рассеянном виде.
 
Во Вселенной химические элементы находятся как в рассеянном виде, так и концентрированно в соответствующих образованиях, при этом их удельный вес (плотность) особого значения не имеет. Мантия Земли представляет собой однородную среду, которая, перемещаясь от Ядра к земной коре, в результате спиралевидного перемещения из-за разности их вращения, отвердевает в контакте с земной корой в виде наслоений в зоне астеносферы. Происходит это  подобно намерзанию ледников снизу пресной водой, образуемой в недрах Земли в результате переработки морской воды в «бойлере». Примеры -  ледники в Антарктиде, с озером Восток и другими озёрами.
 
Поверхность земной коры под воздействием эрозии слой за слоем постепенно оказывается в Мировом океане, компоненты которого, в результате планетарного круговорота, перерабатываются природным бойлером, и возвращаются в Мантию. Образуемая в соответствующих поясах Земли паросолевая смесь при ее избытке создаёт землетрясения. Система работает непрерывно, чему способствуют Солнце, Луна через приливы – отливы, и через объёмные насосы, нагнетающие морскую воду.
Таким образом, ЗЕМЛЯ, функционирующая в системе ВСЕЛЕННАЯ, в свою очередь является системой с подсистемами ЛИТОСФЕРА (Мировой океан), МАНТИЯ и ЯДРО. Они представляют собой планетарный «котел -  бойлер», в котором образуются
углеводороды, пресная вода и рудные тела,  в том числе, пресная вода под дном океанов, морей и ледников, и газогидраты на дне.
 
Выводы
 
1. Новое месторождение углеводородов идентифицируется  местом работы «бойлера». Его  определяют по путям подземной миграции морской воды - от её начала в океане и подземной миграции от "бойлера" пресной воды от места её выдавливания на поверхность Земли в обратном направлении к её подземной миграции.
 
2. Открытием новых месторождений создают на Земле возобновляющиеся  (неистощающиеся) источники – ресурсы углеводородной энергии, как часть гидравлической энергии при стабильном взаимодействии их химических веществ с образованием их количественной закономерности.
 
3. Cрок образования углеводородов определяют по времени миграции в проницаемых горных породах, по трещинам и разломам в недрах Земли сначала морской воды до «бойлера», затем паросоленой смеси с углеводородом  – от места их образования до выхода на поверхность Земли с учетом образуемого избыточного давления на выходе из «бойлера».
 
4. Добычу углеводородов совместно с безопасной добычей угля в месторождениях осуществляют путем бурения глубоких скважин по направлению к «бойлеру» с опережением добычи углеводородов в конкретном участке угольного месторождения. Благодаря надежной непроницаемой покрышке на дне морей и океанов, в шельфовой части с донными осадочными слоями, и в недрах материков, образуются месторождения углеводородов с избыточным давлением.
 
5. Расположение береговой линии  Северного Ледовитого океана вкрест простирания под 90 градусов к эндокливажным трещинам и разломам земной коры благоприятствует образованию месторождений углеводородов в шельфовой и береговой части материка. То же, по аналогии, происходт и на других материках Земного шара.
 
6. Направление миграции морской воды к «бойлеру»,  месту ее переработки, определяют по главным трещинам в земной коре меридиального направления с северо-восточным отклонением в пределах 15 градусов и по горообразующим разломам земной коры.
 
7. В результате «бойлерной» переработки морской воды с постоянным солевым составом из химических элементов таблицы Менделеева образуются, кроме углеводородов и пресной воды, также и  соответствующие рудные тела.
 
8. Разработку газоносной свиты угольных пластов в углеводородном месторождении, включающей n-ое количество флюидонасыщенных угольных пластов с генезисом углеводородов в «бойлере»  ниже свиты, необходимо осуществлять в восходящем порядке после отработки с опережающей дегазацией нижнего пласта с выпуском флюидных газов из «бойлера» через выработанное пространство этого пласта. В дальнейшем опережающую дегазацию в вышележащих подработанных пластах при их отработке по отводу флюидных газов не применяют   (см. мой патент РФ № 2522583, 2014 г., "Способ разработки газоносной свиты пластов").
 
9.  Залежи ресурсов метаногидратов на базальтовом слое дна Мирового океана и частично на шельфе, пресная вода под океанами, подледниковые незамерзающие озёра в Антарктиде, большие запасы воды в мантии Земли, превышающие объём трёх земных Мировых океанов, тёплый источник на острове Элсмира при толщине вечной мерзлоты 400 м  и воронкообразные провалы на полуострове Ямал объясняются происходящими процессами в системе ЗЕМЛЯ, которая представляет собой  планетарный  «котел-бойлер».
 
10. Количество углеводородов, образуемое в «бойлере», прямо пропорционально количеству подземной пресной воды, получаемой и истекаемой из недр Земли в виде рек, родников, гейзеров, как на поверхность Земли, так и в Мировой океан и под него. Количество определяется  зависимостью: Qн = (V П.B. . m ) кг/с, где:
 
Qн   - количество углеводородов – нефти, кг с
 V П.B. – объем подземной воды, истекаемой из недр Земли, м3
m – масса образуемой нефти из морской воды, кг/м3
 
Способ реализуется как искусственным, так и естественным путём, с учетом, что в кубометре морской воды содержится примерно 125 г  нефтепродуктов, в том числе, нефти  примерно 30 г (см. мой патент РФ № 2513782. «Способ получения углеводородов - нефти и газа из морской воды и определение их количества».).
 
Публикуется в порядке обсуждения

Другие статьи номера «ПВ» , 0

Главная Подшивка Подписка Редакция Партнерство Форум
  © Промышленные ведомости  
Rambler's Top100