История становления геохимии: роль пиролиза и кинетики

Введение 3
1. Становление органической теории происхождения нефти и газа 5
2. Связь геохимии с химией и физикой 15
3. Роль пиролиза в становлении геохимии нефти и газа 17
3.1. Моделирование эволюции керогена 17
3.2. Пиролиз Rock-Eval 23
3.3. Кинетика 27
Заключение 30
Литература 31

Весь текст будет доступен после покупки

Впервые термин «геохимия» употребил в 1838 году швейцарский химик Христиан Фридрих Шенбейн (1799-1868 гг.). «Уже несколько лет тому назад, – писал он в 1842 году, – я публично высказал свое убеждение, что, прежде чем может идти речь о настоящей геологической науке, мы должны иметь геохимию, которая должна направить свое внимание на химическую природу масс, составляющих наш земной шар, и на их происхождение, по крайней мере, столько же, сколько и на относительную древность этих образований, и в них погребенных остатков допотопных растений и животных. С уверенностью можно, конечно, утверждать, что геологи не вечно будут следовать тому направлению, последователями которого они сейчас являются. Они, для расширения своей науки, как только окаменелости не смогут достаточно служить им, должны будут искать новые вспомогательные средства и, без сомнения, тогда введут в геологию минералого-химические пути исследования. Время, когда это свершится, кажется мне не столь далеким» [Наумов, 2013].
И действительно основой геохимии послужили минералогия и химия. Эти науки собрали огромный фактический материал для геохимии. Геохимия как наука об атомах химических элементов земной коры могла возникнуть лишь после окончательного выявления современных представлений об атоме и химическом элементе, т.е. в наше время. Однако геохимические идеи имеют глубокие корни в прошлом.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Становление органической теории происхождения нефти и газа
Нефтегазовая геохимия – наука, задачей которой является применение законов химии к исследованиям проблем происхождения, миграции, аккумуляции и трансформации нефти и газа, а также использование полученных знаний для поисков и выявления залежей газа, нефти и родственных ей битумоидов [Хант, 1982]..
Нет точных данных о том, когда геологические и геохимические знания были впервые применены для разведки нефти. Первые исторические документы доносят до нас сведения об естественных источниках нефти и газа. В местах их выхода на поверхность обычно рылись колодцы. Нефть зачастую получали как побочный продукт при бурении на воду. Еще в 600 г. до н.э. Конфуций упоминал о скважинах глубиной несколько сотен метров. Созданное китайцами буровое оборудование позволило им уже в 1132 году достичь глубины около 1000 [Owen, 1975].
Ранние успехи в разведке нефти были связаны с предпринимателями, бурившими скважины наугад на базе очень слабых геологических знаний или при полном их отсутствии. Геологические принципы стали приниматься в расчет не сразу. Раньше всего была применена «антиклинальная» теория, сыгравшая большую роль. Суть ее сводилась к следующему: так как нефть легче воды, она должна всплывать в наиболее приподнятую часть находящейся под землей антиклинальной складки. Поэтому антиклиналь является более благоприятным местом для бурения на нефть, чем синклиналь (рисунок 1).
Эта концепция связана с именем Т. Стерри Ханта, геолога и химика из Геологической службы Канады. Он изложил ее в публичной лекции, прочитанной в Монреале в 1861 году. Позднее в Canadian Naturalist and Geologist он опубликовал в развернутом виде текст своего выступления [Hunt, 1861].

Рисунок 1. Антиклинальная теория формирования скоплений нефти и газа
После того как в начале 1900-х на территории США и Канады появились новые районы нефтедобычи, обнаружилось, что нефть наряду с антиклиналями встречается и во многих синклинальных зонах. Ее можно было встретить в самых разнообразных геологических условиях, чего антиклинальная теория объяснить была не в силах. Временами из-за казавшейся необъяснимой природы скоплений нефти геологи с трудом могли убедить буровиков в важности использования геологических принципов при выборе мест заложения скважин. Некоторые из таких предубежденных буровиков полагали, что привлечение геолога является лучшей гарантией получит «сухую скважину».

Весь текст будет доступен после покупки

1. Бушнев Д.А. Генерация углеводородных и гетероатомных соединений высокосернистым горючим сланцем в процессе водного пиролиза / Д.А. Бушнев, Н.С. Бурдельная, С.Н. Шанина, Е.С. Макарова // Нефтехимия. – 2004. – № 6. – С. 449-458.
2. Бушнев Д.А. Моделирование процесса нефтеобразования углеродистым сланцем доманика / Д.А. Бушнев, Н.С. Бурдельная // Нефтехимия. – 2013. – № 3. – С. 163-170.
3. Вернадский В.И. Очерки геохимии / В.И. Вернадский. – ОНТИ. Горногеологическое нефтяное издательство, 1934. – 378 с.
4. Галимов Э.М. Экспериментальное исследование процесса газообразования при термолизе органического вещества / Э.М. Галимов, С.И. Голышев, А.Н. Рожнев // Геохимия. – 1990. – № 11. – С. 1626-1636.
5. Лопатин Н.В. Пиролиз в нефтегазовой геохимии / Н.В. Лопатин, Т.П. Емец. – М.: Наука, 1987. – 144 с.
6. Лопатин Н.В. Температура и геологическое время как фактор углефикации / Н.В. Лопатин // Изв. АН СССР. Сер. Геолог. – 1971. – №3. – С. 95-106.
7. Наумов Г.Б. Рождение геохимии / Г.Б. Наумов // Химия и жизнь. – 2013. – №3.
8. Петров Ал.А. Углеводороды нефти / Ал.А. Петров. – М: Наука, 1984. – 264 с.
9. Савельев В.В. Химический состав газообразных продуктов при термолизе органического вещества / В.В. Савельев, И.Ч. Саидбеков, В.Г. Сурков // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – №6. – С. 459-562.

Весь текст будет доступен после покупки