2. Причины формирования состава углеводородов конкретной нефти
Состав углеводородов конкретной нефти формируется под воздействием многих причин, и не всегда легко выделить из них основную.
2.1 Геохимический круговорот углеводорода
Биосфера представляет оболочку жизни – область существования живого вещества. Весь ее углерод им захвачен. Все углеродистые соединения, находящиеся и образующиеся в ней, с ним каким-нибудь образом связаны. Все фреатические углеродистые минералы, попадающие в нее в результате геологических процессов, происходят в своей основе из живого вещества, представляют метаморфизованные продукты вадозных минералов, когда-то связанных с жизнью.
CO2 – единственный ювенильный и фреатический минерал углерода, проникающий в большом количестве в биосферу.
Важно отметить, что на земной поверхности существует большое количество химических процессов, связанных с синтезом угольной кислоты. Эти процессы находятся в очевидной связи с живым веществом, так как они все образуются под влиянием свободного кислорода.
Свободный кислород окисляет углеродистую, даже графитовую, пыль, большие количества угольной кислоты образуются в среде самого живого вещества под влиянием процессов дыхания.
Углеводороды (главным образом метан), которые, несомненно, приходят из глубоких слоев земной коры, только отчасти ювенильного происхождения. Большая часть их массы образуется в вадозных областях: таковы газы болот (биохимический продукт). Другая создается в стратисфере, например газы, выделяющиеся в каменноугольных копях.
Но такое объяснение, едва ли приложимо целиком к газовым струям углеводородов, огромная масса которых непрерывно сейчас выделяется бурением и в меньшем количестве извека выделяется в природных условиях.
Часть их в значительной мере генетически связана с нефтяными месторождениями. Это газовая фаза нефтей. Другая должна быть увязана с рассеянным органическим веществом осадочных пород, т.е. в значительной мере имеет сложное происхождение, выражаемое схемой:
Морская жизнь → морской ил → осадочные породы → газы.
Переход в газы должен происходить в процессах биохимического и безжизненного изменения в бескислородной среде.
Но все же часть метана может быть связана с магматическими очагами и является составной частью глубоких подземных атмосфер состава H2 O-CH4 .
Генезис этих атмосфер должен быть сложный, и пары воды и углеводороды могут быть разного происхождения.
Заключение
Углерод (carbon) — четырехвалентный элемент четвертой группы Периодической системы, четвертый по распространенности во Вселенной (после водорода, гелия и кислорода) и занимает 10—11-е место в земной коре. Он присутствует в разнообразных формах, соединяется с водородом, серой, азотом, кислородом и металлами. Самая же уникальная черта углерода - способность атомов связываться друг с другом, образуя длинные углеродные цепи, кольца и более сложные комплексные образования, причем связь может быть не только С-С (83 ккал/моль), но и С=С.
Благодаря этой способности число соединений, содержащих углерод, составляет 14,4 млн, в то время как всего в мире установлено 14,5 млн соединений, причем их число растет в той же пропорции. Углерод способен образовывать более прочные ковалентные связи, благодаря которым на внешней орбите атома оказывается восемь электронов, соответствующих наиболее стабильному состоянию вещества. Такая связь в атоме углерода возможна благодаря разделению электронов между углеродом и другими элементами, например, кислородом и водородом с образованием самых распространенных на Земле соединений углерода: СО2 — наиболее окисленная форма углерода и СН4 — наиболее восстановленная форма.
Углерод способен образовывать различные аллотропные соединения. В настоящее время установлены четыре аллотропных соединения углерода, различных по структуре: алмаз, графит, карбин, фуллерен. Последний открыли совсем недавно. Возможно, что число аллотропных соединений со временем возрастет.
Таким образом, если самый механизм процесса недостаточно известен и если образование нефтяных нахождений со многих точек зрения еще спорно, главный факт все же установлен: нефти происходят из определенных живых организмов, из живого вещества — определенного химического состава, определяющего химическую структуру нефтей. Это фреатические тела, генезис которых имеет свое начало на земной поверхности. Нефти — не ювенильные минералы.
Рассмотренные материалы свидетельствуют о том, что образование всех основных классов углеводородов природных нефтей частично обусловлено процессом биосинтеза углеводородов в живом веществе, но главным образом — термическим или термокаталитическим превращением липидного материала биогенного сапропелевого органического вещества осадочных пород в зоне катагенеза при проявлении главной фазы нефтеобразования.