Нефть

Нефть [предположительно от мидийского naphta – просачивающаяся, вытекающая, или от аккадского напатум – вспыхивать, воспламенять; oil, petroleum] – природ. минер. образование; горючая маслянистая жидкость со специфич. запахом, способная перемещаться в недрах, не смешиваясь с водами, насыщающими г. п. Среди горючих ископаемых (каустобиолитов) Н. является нач. звеном ряда нафтидов, генетически представляя собой обособившиеся в самостоятельные скопления жидкие продукты преобразования в осад. толще Земли захороненного ОВ. В физич. отношении Н. – коллоид.-дисперс. сложноорганизованная система. Плотн. Н. колеблется в пределах 730–1040 кг/м3 (обычно 820–950). По плотн. (кг/м3, при t = 20 °С) Н. подразделяются на особо легкие (< 834,5) и легкие (834,5–874,5). Н. начинает кипеть при t = 20–100 °C и выше; застывать – при t от +23 до −60 °С; теплоемкость – 1,7–2,1 кДж/(кг·К); вязкость при t = 50 °C равна 0,012–0,550 см2/с. Н. хорошо растворима в орг. растворителях, в воде практически нерастворима, но может образовывать с водой стойкие эмульсии. Она может растворять газы, их растворимость зависит при прочих равных условиях от состава газа. Растворимость газ. компонентов в Н. понижается с увеличением их сред. молекуляр. массы и изменением состава от алкановых к ареновым и далее к циклановым. Кол-во растворенного в Н. газа называют газосодержанием пластовой нефти. Специфич. свойством Н. является ее оптическая активность. Почти все Н. вращают плоскость поляризации вправо, по часовой стрелке; величина вращения в градусах пересчитывается на уд. вращение. Сред. молекуляр. масса – 220–300. Молекуляр. массы входящих в состав Н. орг. соединений варьируют в очень широких пределах: от 100 до 40000. В химич. отношении Н. – сложная смесь УВ и гетероатомных (преимущественно серо-, кислород- и азотсодержащих) орг. соединений. Сред. элемент. состав (мас. %): C – 85,0; H – 13,5; O – 0,7; N – 0,3; S – 0,5. В соответствии с отечеств. технологич. классификацией Н. по содер. серы (%) делятся на малосернистые, сернистые и высокосернистые (соответственно < 0,50; 0,51–2,00 и > 2,00). 70–90% серы сосредоточено в высш. фракциях Н. и особенно в асфальто-смолистых веществах, поэтому наиболее высоким содер. серы характеризуются обычно тяжелые Н. и асфальты. Согласно современным представлениям содер. серы в Н. может определяться как характером исходного живого в-ва и условиями его преобразования в седиментогенезе и диагенезе (первичное осернение), так и условиями нахождения Н. в залежи, в частности, контактом с сульфатсодержащими п. и водами (вторичное осернение). Вторичное осернение происходит гл. обр. в результате биохимич. восстановления сульфатов сульфатвосстанавливающими бактериями. УВ легких фракций Н. представлены алканами, цикланами и аренами. В зависимости от преобладающей гр. УВ в дистиллатной части Н. подразделяются на классы: а) метановые малосмолистые (с содер. алканов (%): в бензиновых фракциях – > 50; в масляных – > 30);б) метаново-нафтеновые малосмолистые (соизмеримые кол-ва алканов и цикланов при содер. аренов ≤ 10%,); в) нафтеновые (с содер. 60% и более цикланов во всех фракциях при низком содер. алканов); г) нафтеново-метаново-ароматические (примерно равное содер. всех гр. УВ при содер. асфальто-смолистых компонентов около 10%); д) нафтеново-ароматические (преобладание цикланов и аренов, алканы присутствуют только в легких фракциях, содер. асфальто-смолистых компонентов до 20%); е) ароматические (крайне редко встречающийся класс Н. с повышенным содер. аренов во всех фракциях). Основную массу сред. и высш. фракций составляют алканы с длинной углеродной цепью (н-алканы) и гибридные УВ, молекулы которых содержат как алкановые цепи, так и алициклические и ароматические циклы. Большая часть этих УВ по структуре углеродного скелета близка к природ. липидам, составляя вместе с порфиринами важнейшую в геохимич. отношении гр. соединений Н. – биомаркеров, или «химических ископаемых», широко используемых в современной орг. геохимии для определения исходного материала нефтеобразования, корреляций ОВ – нефть, нефть – нефть и т. д. Для выявления генезиса Н. разработаны разл. геохимич. показатели (коэффициент метаморфизма нефти, коэффициент нечетности, соотношения между биомаркерами и т. д.), позволяющие с той или иной достоверностью восстановить эту историю. Н., находящуюся в первичном залегании, т. е. возникшую в той серии отл., к которой она приурочена, называют нефтью первичной. В этом смысле она противопоставляется нефти вторичной, т. е. находящейся вне тех отл., где происходило ее образование. В зависимости от того, какой именно фактор нефтеобразования рассматривался как доминирующий, в качестве первичной Н. принимались либо тяжелые циклические, способные вследствие термокаталитических процессов в самой залежи превращаться в легкие алкановые Н., либо легкие алкановые, способные под действием гипергенных процессов превращаться в тяжелые высокосмолистые Н. Многочисл. гипотезы происхождения Н., высказанные начиная с XVII в., укладываются в две гр. – органического и неорганического происхождения. Все гипотезы органического происхождения Н. при значительном расхождении в частных вопросах рассматривают ее как продукт преобразования исходного живого в-ва биосферы. Изучение стадийности, глубины зональности и количественной стороны процессов нефте- и газообразования при катагенезе РОВ материнских п. и геолого-историч. развития этих процессов в ходе формирования бассейнов позволило создать осад.-миграционную теорию нефтегазообразования, позволяющую определять время формирования основных масс Н. и газа, вести раздельный прогноз зон преимущественного нефте- и газонакопления и количественно оценивать потенциальные ресурсы Н. и газа в осад. бассейнах и их частях. Особенности химич. состава Н., в первую очередь обнаружение в ее составе биомаркеров, наряду с оптич. активностью также рассматривается как одно из неоспоримых доказательств генетической связи Н. с живым в-вом. Гипотезы неорганического происхождения Н. объединяет идея неорганического синтеза сложных компонентов Н. из простых исходных в-в – C, H2, CO, CO2, CH4, H2O и др. простейших углеродистых соединений, будь то в космосе, в зем. коре или в мантии Земли. Основные доводы в пользу этой гипотезы сводятся: а) к наличию углеродистых соединений, в т. ч. УВ, во внеземном (космич.) в-ве, из которого произошла аккреция Земли; б) к термодинамически доказанной возможности существования метана в условиях мантии Земли; в) к наличию углеродистых соединений в продуктах магматизма мантийного происхождения; г) к существованию явления углеводород. дегазации в-ва мантии, проявляющейся как в горячих, связанных с магматизмом, так и в холодных (амагматич.) условиях; д) к связи ресурсов Н. и газа с осад. бассейнами, тяготеющими к глубокопогруженным (6–10 км и более) краям литосферных плит, а также генетическая связь многих нефтегазоносных бассейнов с грабенами и глубинными разломами; е) к существованию парагенеза эндогенной средне- и низкотемператур. рудной минерализации (полиметаллы, ртуть, уран и др.) с непром. проявлениями УВ на складчатой периферии бассейнов; ж) к распространению Н. и газа по разрезу нефтегазоносных районов до фундамента включительно (т. н. закономерность Н. А. Кудрявцева); з) к молодому кайнозойскому возрасту залежей природ. газа и постпалеозойскому, преимущественно кайнозойскому возрасту залежей Н. древних платформ, не согласующемуся со временем проявления нефтегазообразования во вмещающих Н. отл.