К оглавлению журнала

А.Э. Конторович (ИГНГ СО РАН)

ОСАДОЧНО-МИГРАЦИОННАЯ ТЕОРИЯ НАФТИДОГЕНЕЗА: СОСТОЯНИЕ НА РУБЕЖЕ XX И XXI вв., ПУТИ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ

Вводные замечания

Завершающийся XX в., несомненно, является веком торжества науки и научного образа мышления. Он получил много названий: век атома, век авиации и космоса, век электроники, век информатики, век наук о жизни, век страшных мировых катаклизмов, какими были две мировые войны (вряд ли поэтому, несмотря на бесспорные и удивительные достижения науки и техники, XX в. можно назвать веком торжества разума), век социализма. Каждое из этих названий, разумеется, имеет право на жизнь. Но вместе с тем ни одно из них, ни даже все вместе они не дают полного представления об уходящем столетии.

В XX в. человечество бурно развивалось, численность населения Земли возросла в 3,6 раза, громадными темпами росло и на глазах менялось промышленное производство. Все это требовало огромных затрат энергии, в течение XX в. потребление энергии возросло в 12,9 раза! Этот век с позиций топливно-энергетического баланса начинался как век угля и возобновляемых энергетических ресурсов, прежде всего дров, и заканчивается как век нефти и газа. В настоящее время в мировом энергетическом балансе роль углеводородного сырья – нефти, природного углеводородного газа и конденсата – превышает 70 %. Прогнозы показывают, что подобная ситуация сохранится как минимум до середины XXI в. Существуют и значительно более оптимистические оценки. Значит, с позиций энергетики – основы существования и экономического развития человечества – XX в. справедливо может быть назван еще и веком нефти и газа.

Роль нефти и газа как основы энергетики с неизбежностью стимулировала возникновение и интенсивное развитие всего комплекса наук о нефти и газе, таких как химия нефти и газа, геология нефти и газа, органическая геохимия и биогеохимия как ее раздел, теория прогноза и поиска нефтяных и газовых месторождений, геофизика, в первую очередь сейсмика, теория разработки нефтяных и газовых месторождений, нефтехимия, катализ. Все эти науки возникли в XX в. Естественно, что одновременно интенсивное развитие получили смежные разделы физики, механики, химии, математики и других "вечных" наук.

В огромном цикле этих наук о нефти и газе особое место занимает проблема образования углеводородов в земной коре и формирования их скоплений, или, иными словами, теория образования нефти и газа. Автор в числе многих советских и российских ученых в течение 40 лет занимался научными проблемами, возникавшими при построении этой теории, внимательно следил за ее развитием у нас в стране и мире в целом, и настоящая статья является попыткой в концентрированном виде выделить главные достижения теории образования нефти и газа и высказать соображения о некоторых направлениях ее дальнейшего развития в начале XXI в.

Помимо естественного стремления подвести итоги столетия в разработке одной из научных теорий, для написания этой статьи существует и ряд других оснований – в этом году много "круглых" дат в истории этой теории.

Пятьдесят лет назад были начаты систематические поиски нефти в Западно-Сибирском нефтегазоносном бассейне, который вскоре стал полигоном для разработки и проверки многих разделов теории нафтидогенеза. Пятьдесят лет назад, в 1948 г., были опубликованы великолепные монографии: А.Ф. Добрянского "Химия нефти" [23] и В.А. Соколова "Очерки генезиса нефти" [43], в которых были развиты новые для того времени взгляды на механизмы образования нефти и газа, не потерявшие своего значения до сих пор. Много лет спустя Н.Б. Вассоевич писал о книге В.А. Соколова, что она явилась для него учебником, по которому он начал знакомиться с проблемами происхождения нефти [6].

Сорок лет назад, в 1958 г., вышли из печати два уникальных труда: "Образование нефти в терригенных отложениях (на примере чокракско-караганских слоев Терского передового прогиба)" Н.Б. Вассоевича [8] и "К разработке генетической классификации рассеянного органического вещества" В.А. Успенского и др. [33], в которых впервые был обоснован ряд фундаментальных положений современной теории образования нефти и газа. Эти работы были включены в сборник "Вопросы образования нефти", который с точки зрения истории теории нафтидогенеза знаменателен еще в двух отношениях. В нем опубликованы глубокая и аргументированная статья Н.Б. Вассоевича "О критике органической теории образования нефти" [9] и статья Т.Л. Симаковой, А.И. Горской и др. "Характер изменения нефтей в анаэробных условиях под влиянием биогенного фактора" [51]. В последней статье описаны результаты лабораторного моделирования процессов, которые В.А. Успенский называл криптогипергенными превращениями нефтей, в последнее десятилетие эти процессы чаще называют "биодеградацией нефтей". Тридцать лет назад было сформулировано положение о главной фазе (главной зоне) нефтеобразования [11, 20, 39].

Итак, есть все основания подвести некоторые итоги и попытаться заглянуть в будущее.

О названии теории

Из работ Н.Б. Вассоевича, В.А. Успенского и многих других ученых следует, что название "теория образования нефти" или даже "теория образования нефти и газа" не вполне адекватно реальному содержанию науки, поскольку теория должна рассматривать не только образование нефти и газа, но и всех производных нефти – растворимых и нерастворимых битумов; более точным было бы название "теория образования газа, нефти и их производных", но оно является слишком длинным и сложным.

Не очень удачным, как отмечал еще Н.Б. Вассоевич [6], является и название теории – "органическая". Во-первых, из такого уточнения неясно, зарождается ли нефть в живом веществе или она имеет своим источником фоссилизированное органическое вещество. Во-вторых, прилагательное "органическая", например органическая химия, потеряло в современном научном языке свою однозначность. Не случайно еще Д.И. Менделеев предлагал от него отказаться. Из-за этой неоднозначности в современном русском научном словаре появилось даже такое странное словосочетание как биоорганическая (!), например – "биоорганическая химия". Не называть же по аналогии "биоорганическая теория образования нефти и газа"!

Н.Б. Вассоевич называл современную теорию образования нефти и газа осадочно-миграционной, подчеркивая этой формулировкой, что нефть формируется в осадочных породах в результате процессов миграции из пород рассеянных битумоидов (микронефти). Необходимо, однако, как полагает автор, выбрать такое название теории, которое менее однозначно привязано к конкретной модели или группе моделей.

Возможности для этого есть. Основатели современной теории образования нефти Н.Б. Вассоевич и В.А. Успенский широко использовали термин "нафтиды", предложенный ленинградским ученым-битуминологом В.Н. Муратовым. Он, а вслед за ним Н.Б. Вассоевич, В.А. Успенский и др. под нафтидами понимали газ, нефть и естественные производные нефти, образующиеся в результате процессов как гипергенеза, так и катагенеза (метаморфизма) нефтей. Н.Б. Вассоевич, по-видимому, первый ввел в научный язык термин "нафтидогенез" [6]. Такое словосочетание традиционно для русского и английского научных языков: литогенез, катагенез, диагенез, филогенез, биогенез и т.п. С этой точки зрения мне кажется правильным называть всякую теорию образования нефти, газа и их производных "теорией нафтидогенеза". Из публикаций видно, что такое название теории начинают использовать и некоторые другие исследователи, например И.Д. Полякова. Термин "теория нафтидогенеза" достаточно общий, он подходит к любой теории: теория нафтидогенеза может быть биогенная, абиогенная, осадочно-миграционная и т.д.

Основные этапы формирования и развития современной теории нафтидогенеза

Представляется, что историю современной теории нафтидогенеза следует делить на четыре этапа. Первый этап можно назвать "этапом альтернативных догадок", он охватывает полтора столетия – от середины XVIII в. до начала XX в. Этот период начинается с гениальной работы М.В. Ломоносова "О слоях земных". Едва ли не первым высокую оценку этой работы дал В.И. Вернадский еще в 1911 г. Он писал, что "она является во всей литературе XVIII века – русской и иностранной – первым блестящим очерком геологической науки" [13, с. 444]. В.И. Вернадский отметил, что М.В. Ломоносову "принадлежат точные и ясные, полные блеска и глубокой мысли первые изложения геологии". И далее он писал: "Лишь в первой половине XIX века мы встречаемся с аналогичными концепциями геологии" [13, с. 446].

В конце XIX в. появились еще две версии – гипотезы Д.И. Менделеева о неорганическом происхождении нефти и В.Д. Соколова о космическом происхождении нефти. Как показало время, в работе, опубликованной более чем на 100 лет раньше, М.В. Ломоносов оказался многократно ближе к истине.

Второй этап длился около полувека – с начала до середины XX в. Его следует назвать "этапом формирования гипотезы". Этот этап связан с именами К. Энглера, Г. Потонье, Д. Уайта, Г.П. Михайловского, Н.И. Андрусова, но особенно В.И. Вернадского, И.М. Губкина, А.Д. Архангельского, П. Траска, А. Трейбса. На этот этап приходится научное творчество К.П. Калицкого, Г.Л. Стадникова и многих других крупных ученых. К заключительным фазам этого этапа относятся ранние, но крайне интересные работы по вопросам нафтидогенеза Н.Б. Вассоевича и В.А. Успенского.

Остановимся подробнее на некоторых результатах второго этапа. В.И. Вернадский был первым ученым, который преодолел чисто геологический подход к теории образования нефти и газа и стал разрабатывать проблему нафтидогенеза на стыке геологии, геохимии и биогеохимии [3-12, 14, 20].

А.Д. Архангельский в 1925-1926 гг. впервые в мире начал систематическое изучение распределения органического вещества в осадочных породах и осадках, положив начало изучению нефтепроизводящих пород [2]. Интересно заметить, что за этот цикл работ он был удостоен в 1927 г. премии им. В.И. Ленина. Несколько позже аналогичные исследования были начаты в Американском институте нефти (П. Траск и др.).

И.М. Губкин впервые изложил основы биогенной теории нафтидогенеза, показал, что процессы нефтегазообразования в стратисфере начались сразу после зарождения жизни, сформулировал понятие о диффузно рассеянной нефти, заложил основы учения о стадийности нефтегазообразования [22].

В конце 20-х – начале 30-х гг., блестяще применяя теорию нафтидогенеза, А.Д. Архангельский и И.М. Губкин обосновали выявление основных крупных нефтегазоносных провинций на территории России.

Глубокий и объективный анализ работ, выполненных в течение рассмотренных выше первых двух этапов, дал Н.Б. Вассоевич [6, 8, 10].

Третий этап – этап становления основ современной теории нафтидогенеза и углубления геохимических, геодинамических и флюидодинамических оснований теории. Этот этап охватывает период от конца 40-х до начала второй половины 80-х гг. Он распадается на два подэтапа, первый – с конца 40-х гг. до 1970 г., когда теория нафтидогенеза развивалась исключительно интенсивно, обогащаясь как новыми фактами, так и новыми моделями. Именно на этом подэтапе был сформирован каркас современной теории. К началу этого подэтапа относятся острые дискуссии о происхождении нефти. Ряд крупных ученых (Н.А. Кудрявцев, П.Н. Кропоткин, В.Б. Порфирьев, Г.Н. Доленко, З.Л. Маймин, Э.Б. Чекалюк и др.), испытывая неудовлетворенность состоянием органической теории происхождения нефти и газа, изменили свои взгляды и начали вести активную работу по созданию абиогенной теории нафтидогенеза [24, 34]. Дискуссия с ними создала исключительно благоприятные условия для развития осадочно-миграционной теории нафтидогенеза. Второй подэтап охватывает период с начала 70-х до второй половины 80-х гг. В этот период происходило обогащение теории новым фактическим материалом, были подняты на принципиально новый уровень ее геохимические, геодинамические, флюидодинамические основания.

Теория нафтидогенеза не развивалась и не могла развиваться автономно от всего прогресса науки и техники в XX в., особенно в смежных с геологией нефти и газа науках. В частности, на прогресс теории нафтидогенеза огромное влияние оказало развитие аналитической химии, физикохимии, органической химии, биохимии, многие достижения и аналитические методы которых были ассимилированы органической геохимией. Огромное значение для теории нафтидогенеза имели достижения и широкое внедрение в геологию математических методов, прикладной математики и информатики, современных компьютерных технологий.

Со второй половины 80-х гг. начался новый, четвертый этап развития теории нафтидогенеза, этап, главное содержание которого состоит в создании нелинейной теории нафтидогенеза [28, 31]. Это направление исследований должно принести наибольший прогресс теории в первые десятилетия XXI в. Несколько позже возникли такие направления в геологии, как нелинейная геодинамика (Ю.М. Пущаровский), нелинейная металлогения (А.Д. Щеглов).

Имеется обширная литература, в которой рассмотрена история становления теории нафтидогенеза в конце XIX – первой половине XX вв. После 1970 г. переиздано "Учение о нефти" И.М. Губкина, переизданы и впервые изданы практически все работы по теории нафтидогенеза и биогеохимии В.И. Вернадского [12, 14, 15]. Наиболее полно и систематически характеристику этого этапа дал во многих работах Н.Б. Вассоевич [6, 8, 10, 11]. Критический анализ состояния гипотезы абиогенного происхождения нефти выполнил М.К. Калинко [26]. К их объективной и обстоятельной характеристике трудно добавить что-то новое.

Поэтому остановимся подробнее на двух последних этапах.

Становление основ современной теории нафтидогенеза

В 1950-1970 гг. наиболее значительный вклад в становление основ теории нафтидогенеза в Советском Союзе внесли Г.А. Амосов, А.М. Акрамходжаев, К.Б. Аширов, А.А. Бакиров, А.И. Богомолов, М.В. Бордовская, О.К. Бордовский, И.О. Брод, С.Н. Белец-кая, О.В. Барташевич, Т.А. Ботнева, Н.Б. Вассоевич, В.В. Вебер, В.С. Вышемирский, Э.М. Галимов, А.А. Геодекян, А.И. Горская, А.Н. Гусева, Ф.Г. Гурари, М.Ф. Двали, А.Ф. Добрянский, Д.В. Жабрев, Н.А. Еременко, В.В. Ильинская, M. Калинко, М.А. Капелюшников, А.А. Карцев, А.Л. Козлов, В.С. Лебедев, Н.В. Лопатин, С.П. Максимов, М.С. Моделевский, С.Г. Неручев, И.И. Нестеров, Р.Г. Панкина, Г.М. Парпарова, Ал.А. Петров, Л.А. Польстер, О.А. Радченко, Е.А. Рогозина, К.Ф. Родионова, З.В. Савченко, Б.А. Соколов, В.А. Соколов, К.С. Старобинец, Н.М. Страхов, Г.И. Теодорович, А.А. Трофимук, К.Ф. Родионова, В.А. Успенский и др.

В этот период бесспорными лидерами мирового значения в области теории нафтидогенеза были ведущие научные центры СССР – ВНИГНИ, ВНИГРИ, ИГГ СО АН СССР (ныне ИГНГ в составе ОИГГМ СО РАН), ИГиРГИ, ИГИРНИГМ, МГУ, МИНХ и ГП (ныне ГАНГ), СНИИГГиМС.

Из числа европейских и американских ученых на этом этапе крупный вклад в теорию нафтидогенеза внесли М. Блюмер (M. BIumer), Е. Брей (Е. Вгау), Д. Вельте (D.Wel-te), Б. Катц (B. Katz), Дж. Коннан (J. Connan), Дж. Демейсон (G. Demaison), Б. Дюранд (B. Durand), М. Хелбуги (M. Halbouty), Дж. Ханг (J. Hunt), М. Луи (M. Louis), Дж. Молдован (J. Moldovan), Г. Филиппи (G. Philippi), П. Смит (P. Smits), В. Зейферт (W. Seifert), С. Сильверман (S. Silverman), К. Летерс (K. Peters), Б. Тиссо (B. Tissot) и др. Среди этих выдающихся ученых особенно хочется выделить старейшину американской нефтегазовой геологии Дж. Ханта, а также Б. Тиссо и Д. Вельте.

К великому сожалению, ссылки на российские журналы и российских ученых, даже если их результаты опубликованы на Западе, – редкость в англо- и франкоязычной литературе и других зарубежных научных изданиях. Монографии Б. Тиссо и Д. Вельте "Образование и распространение нефти" [47] и особенно Дж. Ханта "Геохимия и геология нефти и газа" [50] – приятное исключение. В последней работе огромный список советских публикаций, объективный разбор взглядов советских ученых, как и ученых всех стран мира, их вклада в развитие теории нафтидогенеза. Редактором (совместно с Р.Б. Сейфуль-Мулюковым и А.Я. Архиповым) русских изданий обеих книг был Н.Б. Вассоевич.

Несомненными лидерами в становлении и развитии теории нафтидогенеза в эти годы в Советском Союзе были Н.Б. Вассоевич, С.Г. Неручев, В.А. Соколов, А.А. Трофимук и В.А. Успенский, в зарубежных странах – Дж. Хант, Б. Тиссо, Д. Вельте, Дж. Демейсон, Дж.Молдован, В. Зейферт. Главным результатом этого этапа явилось превращение учения о нафтидогенезе из гипотезы в стройную, глубокую и обладающую высокой силой предсказания теорию.

В краткой статье невозможно даже конспективно изложить теорию нафтидогенеза в ее современном состоянии. Этому посвящено большое число специальных работ [1, 3-5, 6-21, 27-32, 35-46, 48-50, 52, 53]. Ограничимся перечислением наиболее существенных ее достижений:

1. Выяснение закономерностей накопления органического вещества в современных и ископаемых осадках (Н.М. Страхов, Н.Б. Вассоевич, А.Б. Ронов, А.М. Акрамходжаев, Т.К. Баженова, О.К. Бордовский, Ф.Г. Гурари, Д.И. Дробот, А.И. Ларичев, Е.С. Ларская, А.П. Лисицин, В.И. Москвин, И.И. Нестеров, И.Д. По-лякова, К.Ф. Родионова, Е.А. Романкевич, А.С. Фомичев и др.).

2. Учение о типах органического вещества, построение их классификации, разработка методов их диагностики (В.А. Успенский, Н.Б. Вассоевич, ван Кревелен, Дж. Хант, Б. Тиссо, Л.И. Богородская, Ф.Б. Инденбом, Г.М. Парпарова, О.А. Радченко, П.А. Трушков и др.).

3. Экспериментальное установление наличия углеводородов в современных и ископаемых осадках, начальный этап изучения их состава (А.И. Горская, К.Ф. Родионова, П. Смит, Дж. Хант, М. Блюмер, Л.И. Богородская, В.М. Мельникова и др.). Изучение изменения состава углеводородов в зоне катагенеза, установление в составе углеводородов зоны катагенеза углеводородов С28 и всей гаммы высокомолекулярных углеводородов (Е.А. Рогозина, А.И. Шапиро, М.Л. Дантон, Дж. Хант). Изучение геохимии низкомолекулярных углеводородов (С58) и простейших углеводородов-биомаркеров в битумоидах и нефтях (н-алканы, ациклические изопреноиды), изучение их геохимии, доказательство неравновесности состава битумоидов и нефтей (Ал.А. Петров и др.).

4. Выявление в современных и ископаемых осадках и нефтях порфиринов – первых из числа установленных и важнейших биомаркеров как продуктов превращения хлорофиллов в диагенезе и катагенезе (А. Трейбс, О.А. Радченко, Л.С. Шешина, М.М. Колганова, О.В. Серебренникова и др.).

5. Разработка схем превращения органического вещества в диагенезе. Выяснение роли диагенеза в нафтидогенезе (Н.М. Страхов, О.К. Бордовский, В.В. Вебер, Дж. Демейсон, Л.И. Богородская, В.М. Мельникова и др.).

6. Разработка теории катагенеза органического вещества, выяснение закономерностей катагенеза органического вещества и его битуминозных компонентов (Н.Б. Вассоевич, В.С. Вышемирский, С.Г. Неручев, Н.М. Бабина, Л.И. Богородская, В.П. Данилова, В.М. Мельникова, В.И. Москвин, Г.М. Парпарова, И.Д. Полякова, Е.А. Рогозина, П.А. Трушков, О.П. Четверякова и др.).

7. Лабораторное моделирование термокаталитических превращений жирных кислот в катагенезе с новообразованием широкой гаммы соединений, свойственных нефти (Н.Д. Зелинский, А.И. Богомолов, Ал.А. Петров, К.И. Панина, Л.И. Хотынцева и др.).

8. Построение термодинамических моделей процессов трансформации органического вещества и нефтей в катагенезе (А.Ф. Добрянский, А.И. Богомолов, А.А. Карцев и др.).

9. Разработка концепции биогенной трансформации нефтей в осадочных бассейнах (криптогипергенез, биодеградация). Лабораторное моделирование процессов биодеградации нефтей, установление факта, что в результате биогенной трансформации нефти избирательно теряют углеводороды алифатического ряда и обогащаются нафтеновыми углеводородами (G. Nowelli, C. ZoBell, Н.Б. Вассоевич, В.А. Успенский, Л.К. Осницкая, А.И. Горская, В.О. Тауссон, Т.Л. Симакова и др., 1944-1958), разработка современной схемы биодеградации нефтей [47, 50, 52, 53].

10. Построение химико-кинетических моделей процессов трансформации органического вещества в катагенезе (Ц. Майер, С. Циммерли, Ю. Мак-Наб, П. Смит, П. Абельсон, Ф. Унгер, К. Аниксиса, Р. Браун, Дж. Эспиталье, Н.В. Лопатин, Б. Тиссо, В.И. Москвин, В.Н. Меленевский, Л.М. Бурштейн и др.).

11. Изучение закономерностей распределения изотопов углерода и серы в живом веществе, рассеянном органическом веществе и нефтях (С. Сильверман, Э.М. Галимов, Т.А. Ботнева, В.С. Вышемирский, С.И. Голышев, М.В. Дахнова, Н.А. Еременко, В.Н. Меленевский, Р.Г. Панкина и др.).

Установление факта унаследованной от живого вещества обогащенности рассеянного органического вещества и нефтей изотопом 12С, выявление зависимости изотопного состава рассеянного органического вещества и нефтей от среды обитания живого вещества (аквабионты, аэробионты), биохимической природы исходных продуктов (липиды, белки, углеводы, лигнин и т.п.) (С. Сильверман, Э.М. Галимов, Н.А. Еременко, Т.А. Ботнева, Л.И. Богородская, Н.А. Верховская, С.И. Голышев, И.Д. Тимошина и др.), установление закономерностей межмолекулярного и внутримолекулярного изотопного фракционирования (Э.М. Галимов).

Изучение закономерностей изменения изотопного состава серы нефтей, установление связи изотопного состава серы с эволюцией изотопного состава серы сульфат-иона в Мировом океане (Н.А. Еременко, Р.Г. Панкина, Х. Тод, М.В. Дахнова и др.).

12. Разработка основ биогеохимии нафтидов, выявление основных генетических линий "липиды живого вещества => углеводороды-биомаркеры нефтей" (Н.Б. Вассоевич, В.А. Успенский, А.Н. Гусева, А.К. Головко, И.Е. Лейфман, Б. Тиссо, Д. Вельте, В. Зейферт, Дж. Молдован, В.В. Ильинская, В.А. Чахмахчев и др.), установление широкой гаммы алициклических углеводородов изопреноидного строения (стераны, гопаны, три- и тетрацикланы, гаммацеран, олеонан и др.) в нефтях и рассеянном органическом веществе, создание биогеохимии углеводородов-биомаркеров в рассеянном органическом веществе и нафтидах, установление генетических связей "типы органического вещества => распределение углеводородов-биомаркеров", выявление индикаторов исходного типа живого вещества, направленности диагенетических процессов и степени катагенетической превращенности битумоидов рассеянного органического вещества и нафтидов.

13. Выявление парамагнитных свойств керогена органического вещества и асфальтенов органического вещества и нефтей, выяснение роли парамагнетизма в реализации главной фазы нефтеобразования.

14. Создание методов диагностики аллохтонных и автохтонных битумоидов (Н.Б. Вассоевич, С.Г. Неручев, К.А. Черников и др.).

15. Учение о стадийности нефтегазообразования. Разработка теории главных фаз нефте- и газообразования, установление "нормальных" температурных и барических границ отдельных стадий и фаз процессов нефтегазообразования (Н.Б. Вассоевич, В.А. Соколов, В.А. Успенский, А.М. Акрамходжаев, И.В. Высоцкий, В.С. Вышемирский, Д.В. Жабрев, В.П. Данилова, Ю.И. Корчагина, Е.С. Ларская, Н.В. Лопатин, В.Н. Меленевский, С.Г. Неручев, Г.Э. Прозорович, Е.А. Рогозина, В.П. Строганов, А.А. Трофимук, К.А. Черников и др.).

16. Разработка концепции цикличности нефтегазообразования в истории Земли (Т.А. Ботнева, В.С. Вышемирский, Н.А. Еременко, В.П. Казаринов, Ю.Н. Карогодин, Н.Я. Кунин, С.П. Максимов, Р.Г. Панкина и др.).

17. Изучение процессов нафтидогенеза в аномальных температурных (до 500-700 °С) и барических условиях в бассейнах с интенсивным проявлением траппового магматизма на основе натурных наблюдений, палеотермических реконструкций по минералогическим термометрам, теплофизического моделирования температурного поля в зонах интенсивного проявления траппового магматизма и термодинамического моделирования взаимодействий в системе "осадочные породы – водные солевые растворы – нафтиды", разработка критериев прогноза нефтегазоносности применительно к таким аномальным нафтидегенерирующим системам (А.В. Хоменко, Л.М. Бурштейн, С.Н. Гришина, А.Л. Павлов, И.И. Лиханов, А.А. Тен).

18. Разработка теории и методов диагностики нефтегазопроизводящих отложений, картографирования нефтегазопроизводящих формаций (А.М. Акрамходжаев, Н.Б. Вассоевич, В.С. Вышемирский, М.Ф. Двали, Д.И. Дробот, М.К. Калинко, С.Г. Неручев, А.В. Рыльков, А.А. Трофимук, А.С. Фомичев).

19. Построение генетической классификации нафтидов, выявление главных типов нефтей в осадочной оболочке Земли, разделение нефтей по биологическим источникам и геологической истории на "царства" и "семейства" (Н.Б. Вассоевич, А.Ф. Добрянский, В.А. Успенский, А.И. Богомолов, А.А. Карцев, О.А. Радченко, Ал.А. Петров, В.В. Ильинская, Г.И. Сафонова, О.Ф. Стасова, В.Е. Андрусевич, Б. Тиссо, Д. Вельте и др.).

20. Доказательство генерации на небольших глубинах протораннемезокатагенного, изотопно-легкого метана как главного газового ресурса в осадочной оболочке Земли (Ф.А. Алексеев, В.И. Ермаков, В.С. Лебедев, Н.Н. Немченко, Э.М. Прасолов, А.С. Ровенская, М.В. Дахнова и др.).

21. Разработка теоретических основ и методики геохимической картографии нефтегазоносных бассейнов (Ф.Г. Гурари, М.К. Калинко, И.И. Нестеров, П.А. Трушков, О.Ф. Стасова, А.С. Фомичев и др.).

22. Учение об этапах, механизмах и формах первичной миграции углеводородов (И.О. Брод, М.А. Капелюшников, В.А. Соколов, В.А. Успенский, С.Н. Белецкая, В.С. Вышемирский, А.Н. Гусева, В.П. Данилова, М.Ф. Двали, М.И. Гербер, Т.П. Жузе, С.Л. Закс, С.Г. Неручев, Е.И. Парнов, Л.А. Польстер, А.А. Трофимук и др.). Построение хроматографической модели первичной миграции нефти и углеводородных газов (А.А. Трофимук, С.Г. Неручев, позднее Б.М. Коротков, Б. Тиссо, М. Ванденбрук и др.). Разработка концепции дифференциального улавливания углеводородов (В.К. Гассоу, С.П. Максимов, А.И. Ларичев, И.С. Старобинец и др.).

23. Выяснение повсеместного присутствия в подземных водах нефтегазоносных бассейнов компонентов органического вещества – фенолов, ароматических углеводородов и др. (Е.А. Барс и др.), доказательство наличия в водах значительных концентраций аквабитумоидов – жидких углеводородов, смол, асфальтенов, а в составе углеводородов – алифатических и алициклических биомаркеров (В.П. Данилова и др.), оценка масштабов миграции жидких и газообразных углеводородов вместе с водами.

24. Изучение высокомолекулярных гетероциклических соединений (смолы, асфальтены) рассеянного органического вещества и нефтей, установление зависимости состава асфальтенов рассеянного органического вещества от его типа и степени катагенетической превращенности (Л.С. Борисова, В.Ф. Камьянов, С.Р. Сергиенко и др.).

25. Изучение химии азот-, кислород- и серосодержащих соединений нефти, выяснение их роли в геохимической истории нефти (О.А. Радченко, Г.Ф. Большаков, В.Ф. Камьянов, Р.Н. Преснова и др.).

26. Разработка теории и методов диагностики и картирования нефтепроизводящих отложений (В.С. Вышемирский, М.Ф. Двали, Д.В. Жабрев, С.Г. Неручев, Н.М. Страхов, В.А. Успенский, А.С. Фомичев, К.А. Черников, О.И. Бостриков и др.). Доказательство уникальной роли высокоуглеродистых глинистых, кремнисто-глинистых, глинисто-кремнистых, карбонатно-глинисто-кремнистых толщ (доманиковая, баженовская свиты и др.) в формировании гигантских по ресурсам углеводородов нефтегазоносных бассейнов (К.Б. Аширов, Ф.Г. Гурари, В.Д. Наливкин, С.Г. Неручев, Г.П. Сверчков, А.С. Фомичев и др.).

27. Доказательство возможности нефтеобразования и нефтенакопления в континентальных ("неморских") отложениях, выяснение роли углеродистых озерных отложений (сланцы "green river", тогурская свита, озерные отложения мезозоя и кайнозоя Китая и др.) и угленосных и субугленосных толщ в нафтидогенезе (Н.Б. Вассоевич, В.П. Данилова, А.Н. Изосимова, В.В. Казаринов, В.А. Каширцев, А.Л. Козлов, В.И. Москвин, С.Г. Неручев, И.Д. Полякова, Е.А. Рогозина, Н.Н. Ростовцев, О.Ф. Стасова, А.С. Фомичев, Б. Катц, Фан Пу, Лю Бинжи и др.).

28. Создание учения об осадочных бассейнах как целостных автономных системах, на определенном этапе развития которых у них появляется новое свойство – нефтегазоносность, осадочный бассейн превращается в нефтегазоносный осадочный бассейн (И.О. Брод, Н.Б. Вассоевич, Н.А. Еременко, Б.А. Соколов, А.А. Трофимук, В.Е. Хаин, Ю.К. Бурлин, И.В. Высоцкий, В.Б. Оленин и др.), формирование системного подхода к анализу процессов нефтегазообразования в бассейне (А.Н. Дмитриевский, Ю.Н. Карогодин и др.), разбиение бассейна на ряд подсистем "нефтегазопроизводящая толща => проницаемый комплекс => флюидоупор" и анализ процессов углеводородообразования в них (Э.А. Бакиров, В.П. Казаринов, М.К. Калинко и др.). Формирование основных положений учения о нефтегазоносных бассейнах с позиций тектоники плит (В.Ф. Горбачев, К.А. Клещев, В.С. Шеин и др.).

29. Установление четкой стохастической зависимости между ресурсами углеводородов в осадочных бассейнах и объемом их осадочного выполнения (Н.Б. Вассоевич, М.С. Моделевский, А.А. Трофимук, Л.М. Бурштейн, Г.С. Гуревич, А.А. Растегин и др.).

30. Установление амодального закона распределения месторождений и залежей нефти и газа по запасам, выяснение, что оно описывается усеченным распределением Парето, установление следствий из этого факта для теории нафтидогенеза (В.И. Демин, В.И. Шпильман, Ю.Н. Батурин, М.Д. Белонин, Н.А. Крылов, Дж. Шуенмейер, Л. Дрю, Дж. Нугтон, В.Р. Лившиц, Ю.В. Подольский).

31. Научное обоснование, прогноз и полное подтверждение региональной нефтегазоносности докембрия, разработка методов прогноза месторождений нефти и газа в докембрии, выявление гигантских месторождений нефти и газа в докембрии (А.А. Трофимук, Н.Б. Вассоевич, А.В. Сидоренко, О.К. Баженова, В.Е. Бакин, В.Н. Воробьев, Д.И. Дробот, В.В. Забалуев, А.Н. Золотов, С.А. Кащенко, А.И. Ларичев, М.М. Мандельбаум, Н.В. Мельников, Б.Л. Рыбьяков, В.В. Самсонов, Св.А. Сидоренко, В.С. Сурков и др.).

32. Выявление и доказательство наличия в природе скоплений газов в гидратной форме (В.Г. Васильев, Ю.Ф. Макогон, Ф.А. Требин, А.А. Трофимук, Н.В. Черский, Г.Д. Гинзбург, В.П. Царев и др.).

33. Доказательство роли механохимических процессов-в тектонически напряженных зонах как фактора катагенетических превращений органического вещества, учет этого обстоятельства в теории нафтидогенеза (В.С. Вышемирский, Э.М. Галимов, Н.Л. Игнатченко, П.А. Трушков, А.А. Трофимук, Н.В. Черский, В.П. Царев, Т.И. Сороко и др.).

34. Создание теоретических основ методов прогноза и поиска месторождений нефти и газа, прогноза фазового состояния и состава углеводородных флюидов, методов количественной оценки перспектив нефтегазоносности (А.А. Бакиров, Ю.Н. Батурин, М.Д. Белонин, Л.М. Бурштейн, Н.И. Буялов, А.А. Геодекян, Ф.Г. Гурари, Г.С. Гуревич, В.И. Демин, Г.Х. Дикенштейн, Н.А. Еременко, Н.А. Крылов, В.Б. Леонтович, В.Р. Лившиц, С.П. Максимов, М.С. Моделевский, В.Д. Наливкин, С.Г. Неручев, И.И. Нестеров, А.А. Растегин, Н.Н. Ростовцев, Г.П. Сверчков, О.Ф. Стасова, М.В. Фейгин, В.И. Шпильман и др.).

35. Обобщение выполненных исследований и систематическое изложение основ теории нафтидогенеза (Н.Б. Вассоевич, С.Г. Неручев, В.А. Успенский, Б. Тиссо, Дж. Хант и др.).

Автор данной статьи активно участвовал в получении многих из перечисленных выше научных результатов.

В начале этой статьи уже отмечалось положительное влияние дискуссии 50-60-х гг. об источниках нефти и газа, или, иными словами, между сторонниками представлений о биогенном и абиогенном образовании нефти. Немалая заслуга в развитии теории нафтидогенеза в 50-60-е гг., когда советская наука занимала в этот период, несомненно, самые передовые позиции в мире, принадлежит Н.А. Кудрявцеву, В.Б. Порфирьеву, Г.Н. Доленко, Э.Б. Чекалюку – очень крупным ученым, обладавшим острым критическим умом, великолепно владевшим достижениями современной им геологии и геохимии, которые, видя слабые стороны органической теории образования нефти и газа, какой она была в начале второй половины столетия, указывали "органикам" на нерешенные проблемы и тем самым активизировали исследования по многим направлениям.

Торжество осадочно-миграционной теории нафтидогенеза во второй половине XX в. особенно ярко проявилось в блестящих открытиях, сделанных на основе методов прогноза и поиска скоплений углеводородов, вытекающих из этой теории. К их числу относятся открытия уникальных Волго-Уральской, Западно-Сибирской, Прикаспийской, Южно-Каспийской, Аму-Дарьинской, Лено-Тунгусской, Хатангско-Вилюйской нефтегазоносных провинций в СССР, Североморской провинции в Западной Европе, Сахаро-Ливийской провинции в Северной Африке, многочисленных бассейнов с "неморской" нефтью в Китае, открытия на шельфах арктических морей, в Юго-Восточной Азии, открытие докембрийской нефти в Восточной Сибири, Китае, Австралии, Омане и других регионах мира.

Эти выдающиеся геологические открытия XX в. были не только подтверждением истинности осадочно-миграционной теории нафтидогенеза. Их изучение давало новую ценную информацию для развития теории. Особую роль в развитии теории нафтидогенеза сыграли открытие и интенсивное изучение Западно-Сибирской провинции, на протяжении десятилетий являющейся эталоном, природным полигоном, на котором отрабатывались и отрабатываются новые положения теории [19]. Большую роль сыграло также изучение геологии и нефтегазоносности Сибирской платформы, точнее, Лено-Тунгусской провинции, что позволило, вопреки существовавшим в 30-50-е гг. взглядам, доказать, что начало процессов нафтидогенеза в истории Земли относится к протерозою или, как теперь предполагается, даже к архею [21]. Научное обоснование и последующее открытие большого числа крупных и гигантских месторождений нефти и газа в венде и рифее Сибирской платформы отодвинули рубеж доказанной промышленной газонефтеносности до отметки 1400 млн. лет. Этот рубеж, несомненно, будет отодвинут дальше вглубь протерозойской и архейской истории Земли.

На пути к созданию нелинейной теории нафтидогенеза

Есть все основания считать, что в настоящее время, на рубеже XX и XXI вв., начинается новый этап развития теории нафтидогенеза. Теория нафтидогенеза, как она формировалась в течение второй половины XX в., концентрировала внимание главным образом на конкретных источниках и процессах углеводородообразования в осадочных породах, на выявлении биохимических предшественников углеводородов рассеянного органического вещества и нафтидов, на механизмах трансформации биологических предшественников углеводородов нафтидов в ходе седиментогенеза, катагенеза и диагенеза, на процессах миграции нефти и газа, на теории осадочных бассейнов как родины нефти, на создании инструментария для реконструкции истории нефтегазообразования в конкретных бассейнах. Разработка и решение всех этих проблем потребовали огромных усилий ученых многих стран мира.

Весь перечисленный круг научных проблем теории нафтидогенеза нельзя считать окончательно решенным. Их разработка на новой информационной основе будет продолжена и в XXI в. и, безусловно, принесет новые выдающиеся результаты. В этом будет состоять, так сказать, интенсивное развитие теории. Однако многие вопросы, ответы на которые должна дать теория нафтидогенеза, в XX в. не были рассмотрены или были только поставлены, по существу, выпали из поля зрения исследователей, оказались "оставленными" для решения в XXI в. Это новые направления для экстенсивного развития теории. Полный перечень этих вопросов даст только время, но некоторые из них, естественно, со значительной долей субъективности, можно наметить уже сейчас:

1. Разработка нелинейной теории нафтидогенеза.

2. Разработка концепции эволюции нафтидогенеза в истории Земли.

3. Разработка концепции циклического характера нафтидогенеза как результата проявления космических воздействий, циклов Уилсона, внутримантийных процессов и др.

4. Уточнение роли абиогенного синтеза углеводородов в формировании промышленных скоплений углеводородов.

5. Геохимия отдельных углеводородов-биомаркеров в осадочных породах и нефтях.

6. Разработка концепции биогеохимических фаций и методика их картирования.

7. Глобальные обобщения по биогеохимии нефтей и рассеянного органического вещества как основа для реконструкции эволюции химии липидных комплексов живого вещества в докембрии и фанерозое.

8. Разработка комплекса компьютерных имитационных моделей нефтегазоносных бассейнов.

9. Создание имитационных математических моделей риска при поисках скоплений углеводородов на основе анализа и математического описания закономерностей размещения месторождений и залежей нефти и газа.

10. Анализ возможных нетрадиционных источников углеводородного сырья, включая гидратные газы, создание технологий их использования, разработка концепции о нефти и газе как возобновляемых энергетических ресурсах в осадочной оболочке Земли, о возможности техногенно ускорять процессы генерации углеводородов и образования месторождений нефти и газа, о неисчерпаемости ресурсов углеводородов (Н.А. Еременко, И.И. Нестеров).

Обсуждение всех перечисленных проблемных вопросов теории нафтидогенеза, стоящих перед наукой XXI в., выходит за рамки настоящей статьи. Отметим лишь, что некоторые из них рассмотрены в работах [25, 28, 31].

Ближайшие десятилетия будут периодом нового интенсивного и экстенсивного развития теории нафтидогенеза, которое приведет к открытию новых как традиционных, так и особенно нетрадиционных месторождений и залежей нефти и газа.

Литература

  1. Акрамходжаев A.M. Органическое вещество – основной источник нефти и газа. – Ташкент: Изд-во "Фан" УзССР, 1973.
  2. Архангельский А.Д. Условия образования нефти на Северном Кавказе. - М.-Л., Нефт. хоз-во, 1927.
  3. Белецкая С.Н. Первичная миграция нефти. – М.: Недра, 1990.
  4. Брод И.О. Об основном условии нефтегазонакопления // Докл. АН СССР. - 1947. - Т. 57, № 6. -С.595-598.
  5. Брод И.О., Еременко Н.А. Основы геологии нефти и газа. –'М.: Изд-во МГУ, 1950.
  6. Вассоевич Н.Б. Геохимия органического вещества и происхождение нефти: Избр. труды. – М.: Наука, 1986.
  7. Вассоевич Н.Б. Микронефть // Исследования ВНИГРИ в области нефтяной геологии. – Л., 1959. – С.131-162.
  8. Вассоевич Н.Б. Образование нефти в терригенных отложениях (на примере чокракско-караганских слоев Терского передового прогиба) // Вопросы образования нефти. – Л., 1958. - С. 9-22
  9. Вассоевич Н.Б. О критике органической теории образования нефти // Вопросы образования нефти. – Л., 1958. - С.363-387.
  10. Вассоевич Н.Б. О происхождении нефти (развитие органической теории от М.В. Ломоносова до наших дней) // Вести. МГУ. - Сер. 4, Геология. - 1962. - № 3. - С. 10-30.
  11. Вассоевич Н.Б. Теория осадочно-миграционного происхождения нефти (исторический обзор и современное состояние) // Изв. АН СССР. Сер. геол. - 1967. - № 11. -С.135-156.
  12. Вернадский В.И. Живое вещество и биосфера. – М.: Наука, 1994.
  13. Вернадский В.И. Общественное значение Ломоносовского дня // Вести. РАН. - 1998. - Т. 68, № 5. -С. 445-447.
  14. Вернадский В.И. Очерки геохимии. – М.: Наука, 1983.
  15. Вернадский В.И. Труды по биогеохимии и геохимии почв. – М.: Наука, 1992.
  16. Вышемирский B.C. Геологические условия метаморфизма углей и нефтей. – Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1963.
  17. Вышемирский B.C., Конторович А.Э., Трофимук А.А. Миграция рассеянных битумоидов. – Новосибирск: Наука, 1971.
  18. Галимов Э.М. Природа биологического фракционирования изотопов. – М.: Наука, 1981.
  19. Геология нефти и газа Западной Сибири / А.Э. Конторович, И.И. Нестеров, Ф.К. Салманов и др. – М.: Недра, 1984.
  20. Главная фаза нефтеобразования / Вассоевич Н.Б., Корчагина Ю.И., Лопатин Н.В., Чернышев В.В. // Вести. МГУ, Сер. 4, Геология. - 1969. - № 6. -С.3-27.
  21. Глобальные закономерности нефтегазоносности докембрия Земли / А.Э. Конторович, А.А. Трофимук, А.К. Башарин и др. // Геология и геофизика. - 1996. - Т. 37, № 8. -С. 6-43.
  22. Губкин И.М. Учение о нефти. – М.-Л.: Госнаучтехнефтеиздат, 1932.
  23. Добрянский А.Ф. Химия нефти. – Л.: Гостоптехиздат, 1948.
  24. Доленко Г.Н. Происхождение нефти и газа и нефтегазонакопление в земной коре. – Киев: Наук, думка, 1986.
  25. Еременко Н.А., Чилингар Г.В. Геология нефти и газа на рубеже веков. – М.: Наука, 1996.
  26. Калинко М.К. Неорганическое происхождение нефти в свете современных данных. – М.: Недра, 1968.
  27. Катагенез и нефтегазоносность / Г.М. Парпарова, С.Г. Неручев, А.В. Жукова и др. - Л.: Недра, 1971.
  28. Количественная оценка перспектив нефтегазоносности слабоизученных регионов / А.Э. Конторович, Л.М. Бурштейн, В.И. Демин и др. – М.: Недра, 1988.
  29. Конторович А.Э. Аквабитумоиды // Научное наследие академика И.М. Губкина в нефтяной геологии Сибири. - Новосибирск, 1980. - С.73-95.
  30. Конторович А.Э. Геохимические методы количественного прогноза нефтегазоносности. – М.: Недра, 1976.
  31. Конторович А.Э. Общая теория нафтидогенеза. Базисные концепции, пути построения // Теоретические и региональные проблемы геологии нефти и газа. – Новосибирск, 1991. – С.29-44.
  32. Конторович А.Э., Трофимук А.А. Литогенез и нефтеобразование // Горючие ископаемые. – М.: Наука, 1976.
  33. К разработке генетической классификации рассеянного органического вещества / В.А. Успенский, Ф.Б. Инденбом, А.С. Чернышева, В.Н. Сенникова // Вопросы образования нефти. - Л., 1958. - С. 221-314.
  34. Кудрявцев Н.А. Генезис нефти и газа. – Л.: Недра, 1973.
  35. Максимов С.П., Кунин Н.Я., Сардонников Н.М. Цикличность геологических процессов и проблема нефтегазоносности. – М.: Недра, 1977.
  36. Назаркин Л.А. Влияние темпа седиментации и эрозионных срезов на нефтегазоносность осадочных бассейнов. – Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1979.
  37. Неручев С.Г. Нефтепроизводящие свиты и миграция нефти. – Л.: Недра, 1969.
  38. Нестеров И.И., Шпильман В.И. Теория нефтегазонакопления. – М.: Недра, 1987.
  39. Нефтегазопроизводящие толщи и условия образования нефти в мезозойских отложениях Западно-Сибирской низменности / А.Э. Конторович, Н.М. Бабина, Л.И. Богородская и др. – Л.: Недра, 1967.
  40. Петров Ал.А. Углеводороды нефти. - М.: Наука, 1984.
  41. Прогноз месторождений нефти и газа / А.Э. Конторович, Э.Э. Фотиади, В.И. Демин и др. – М.: Недра, 1981.
  42. Соколов В.А. Миграция газа и нефти. - М.: Изд-во АН СССР, 1956.
  43. Соколов В.А. Очерки генезиса нефти. – М.-Л.: Гостоптехиздат, 1948.
  44. Соколов В.А. Процессы образования и миграции нефти и газа. – М.: Недра, 1965.
  45. Соколов Б.А. Эволюция и нефтегазоносность осадочных бассейнов. - М.: Наука, 1980.
  46. Справочник по геологии нефти и газа / Под ред. Н.А. Еременко. – М.: Недра, 1984.
  47. Тиссо Б., Вельте Д. Образование и распространение нефти. – М.: Мир, 1981.
  48. Трофимук А.А. Проблема диагностики нефтематеринских свит // Геология и геофизика. – 1963. – № 4.
  49. Трофимук А.А., Конторович А.Э. Некоторые вопросы теории органического происхождения нефти и проблема диагностики нефтепроизводящих толщ // Геология и геофизика. – 1965. - № 12. - С. 3-14.
  50. Хант Дж. Геохимия и геология нефти и газа. – М.: Мир, 1982.
  51. Характер изменения нефтей в анаэробных условиях под влиянием биогенного фактора / Т.Л. Симакова, А.И. Горская, З.А. Колесник и др. // Вопросы образования нефти. – Л., 1958. - С.315-362.
  52. Peters К., Moldowan J. The biomarker guide: interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sediments. – New Jersey: Prentice Hall, Englwood Cliffs. - 1993.
  53. Waples D., Machihara T. Biomarkers for geologists – a practical guide to the application of steranes and triterpanes in petroleum geology / AAPG Methods in explorations. The American Association of Petroleum Geologists. – Tulsa, Oklahoma, USA. - 1991. - № 9.

Abstract

The article presents an attempt in a concentrated form to distinguish the main achievements in oil and gas generation theory, formulate considerations about some trends of its further development in the beginning of XXI century. The author proposes to divide the present-day naphthide genesis history into the following stages: a stage of alternative conjectures, a stage of forming hypothesis, a stage of forming bases of present-day naphthide genesis theory and deepened geochemical, geodynamic and fluiddynamic principles of the theory, creation of non-linear theory of naphthide genesis. Last two stages are considered in more detail. Most significant achievements of naphthide genesis theory are listed and a list of scientists dealing with this problem is given. Triumph of sedimentary-migration theory of naphthide genesis in the second half of the XX century was clearly reflected in significant discoveries which have been done on the basis of methods of forecasting and exploring for hydrocarbon accumulations. These include the discovery of unique Volga-Urals, West Siberian, Peri-Caspian, South Caspian, Amu-Darya, Lena-Tunguss, Khatanga-Vilui oil and gas provinces in USSR, North sea province in Western Europe, Saharo-Libyan province in Northern Africa, numerous basins with "non-marine" oil in China, discoveries on the Arctic seas shelves, in South-Eastern Asia, discovery of Pre-Cambrian oil in Eastern Siberia, China, Australia, Oman and other regions of the World. Next decades will become a period of new intensive and extensive evolution of the naphthide genesis theory that will result in discovering both traditional and nontraditional oil and gas fields and pools.

Сайт создан в системе uCoz