Текст книги "Организация эксплуатации и ремонта установок электроцентробежных насосов в нефтедобывающей отрасли. Том 1. Эксплуатация"

Глава 1. История развития нефтедобычи

* * *

Человечество издревле интересовали вопросы, касающиеся углеводородов. Проблему происхождения углеводородов (нефти и газа) изучали древнегреческий географ Страбон, древнегреческий писатель и историк Плутарх, средневековый ученый Г. Агрикола.

Большой вклад в изучение происхождения нефти внесли российские ученые М. И. Ломоносов и Д. И. Менделеев, основоположник геохимии академик В. И. Вернадский и академик И. М. Губкин.

Сегодня во всем мире этой проблемой занимаются десятки и сотни специализированных научных лабораторий, технических институтов, университетов, национальных и международных академий.

Столь большой интерес к проблеме происхождения нефти связан в основном с тремя проблемами касающихся, во-первых, определением запасов нефти и газа, содержащихся в недрах Земли, и обеспечением ими растущей экономики мира; во-вторых, с осложнением условий добычи нефти и газа (в Арктике, под дном морей, на глубине более 5000 м) с повышением надежности прогнозов нефтегазоносности; в-третьих, с разработкой новых современных энергоэффективных технологий добычи нефти и газа, с увеличением коэффициента извлечения нефти (КИН) из недр (сегодня КИН достигает максимум 35%), что на базе твердых знаний условий образования углеводородов нефти и газа.

Рис. 1.1. Современные скважины после кустового метода бурения и эксплуатируемые УЭЦН

1.1. В глубь истории

Рождение новой отрасли промышленности – нефтедобывающей – имеет для Человечества огромное значение.

3 февраля 1866 года в долине речушки Кудако на Кубани из бурящейся скважины из глубины 70 м ударил фонтан нефти, средний дебит которого составил 17,8 м³/сут.

28 августа 1859 года, когда полковником Дрейком была пробурена скважина глубиной всего 21,03 м, давшая с помощью насоса до 4,8 т/сут нефти, считается официальной датой рождения нефтяной промышленности в Соединенных Штатах Америки.

Однако первые скважины на нефть бурили несколько раньше, а нефть добывали за много лет до этой даты. В России первая нефтяная скважина была пробурена еще в 1848 г. недалеко от Баку, а в 1855 г. – в районе Ухты.

В США первая нефть была получена из скважин, которые бурили для добычи рассола около Баркевилля (Кентукки) в 1829 г.

В Китае за 200 лет до н. э. с помощью бамбуковых труб и бронзовой "бабы" проходили скважины глубиной до 1067 м. В Сычуане в 221–263 гг. н. э. из соляных скважин глубиной около 240 м добывали газ.

Сведения о выходах нефти и твердых битумов и их добыче на Ближнем Востоке, в северо-восточной части Африки на территории Египта и Эфиопии, а также в Албании, на Балканском полуострове, в Италии, в частности в Сицилии, имеются в трудах древнегреческих историков, философов и медиков: Геродота (490–425 гг. до н. э.), Аристотеля (384–322 гг. до н. э.), Диодора (90–21 гг. до н. э.), Страбона (64–24 гг. до н. э.), в трудах римского архитектора Витрувия (вторая половина 1 века до н. э.), Плиния Старшего (23–79 гг. н. э.), греческого врача Диокорида (около 50 годы н. э.), Тацита (58-117 гг. н. э.).

Страбон и Плутарх писали, что в 329 году до н. э. во время похода Александра Македонского (356–323 гг. до н. э.) через Среднюю Азию на реке Амударья (Окс) были обнаружены выходы нефти.

Итак, историю открытия нефти можно разделить на несколько этапов.

Первый этап – с древнейших времен по 1760 г. Представления о происхождении нефти связаны с представлениями о «флогистоне», механизмах извержений вулканов. Первые представления о происхождении нефти появились в трудах древнеримского архитектора Витрувия (1 век до н. э.). Он описывает применение битумов в строительстве в Италии и на Ближнем Востоке. Древнегреческий географ и историк Страбон (64–63 гг. до н. э.) высказывался о происхождении нефти, о выходах нефти и других битумов во многих местах юга Европы и Ближнего Востока (Албания, Мертвое море и т. д.). Первая теория о происхождении нефти была сформулирована еще в 950 году арабским ученым Ихван-эс-Сафа. «Вода и воздух – писал он, – созревают действием огня и образуют огненную серу (в то время все естественные горячие вещества называли серой) и водяную ртуть. Эти два вторичных элемента смешиваются с разным количеством земли и в зависимости от температуры образуют минералы, находящиеся в земле, включая битуминозную субстанцию, такие как нефть и кир. Поэтому они имеют „высокий“ воздух и нефть, сжижаются и огнеопасны».

В 1275 г. арабский исследователь Эль-Казвини пытался объяснить, как из нефти путем коагуляции образуется кир.

На Керченском полуострове в местах расположения городов древнего Боспорского царства Мирмекия и Тиритаки при археологических раскопках в 19371939 гг. была обнаружена амфора, заполненная нефтью, которую здесь добывали в конце 4 века н. э.

Еще до VII века н. э. апшеронская нефть составляла одно из основных богатств Азербайджана, в летописи "Албания VII века" Моисея Каганкатваци отмечается, что в бассейне Куры добывали нефть и соль. В XIII веке в районе Баку побывали венецианский купец Марко Поло (в 1271–1273 гг.) и арабские путешественники Мухаммед Булдан Якут (1179–1229 гг.) и Мухаммед Наджи Бекран (в 1230 г.). Они описали добычу нефти с помощью колодцев и отметили наличие "белой" нефти, а также храма огнепоклонников.

Афанасий Никитин, проезжавший через Баку в 1467 г., отметил, что "огонь горит неугасимый".

В 1692 г. стало известно о выходе нефти на реке Ухта, в 1703 г. – на реке Сок, в 1718 г. – на реке Терек, в 1760 г. – в Оренбургской области и в районе Эмбы. В 1769 г. на реке Белой предпринимались попытки добычи нефти. В Средней Азии, в Туркмении, на Челекене и в Фергане в середине XIX века нефть собирали с поверхности водоемов.

В XIV–XVIII веках окисленную нефть добывали в Северной и Центральной Италии. Французский исследователь П. Белон начиная с 1542 г. посетил все известные места добычи нефти и других битумов в Европе и на Ближнем Востоке, он сообщил, что в Северной Италии уже тогда бурили скважины глубиной до 219 м, а в Германии – до 366 м, до соленой воды. В 1608 г. были открыты выходы нефти вблизи деревни Габиеп на юго-востоке Франции, в 1500 г. – у Ганновера (Германия), в 1626 г. – на территории Швейцарии, в 1749 г. – в Швеции.

В Юго-Восточной Азии выходы нефти были известны еще до прихода европейцев на острова Ява, Суматра и Борнео. Индейцы Северной Америки и Мексики издавна с помощью одеял собирали нефть на выходах. В 1526 г. испанцам стало известно о выходах нефти на о. Куба, в 1544–1551 гг. – на территориях Перу и Боливии, в том числе и в районе озера Титикака, в 1855 г. – в Эквадоре и Тринидаде (смоляное озеро).

В конце XVIII в. в районе Баку впервые в мире стали добывать нефть со дна моря. Это событие, важность которого была оценена лишь более чем через 150 лет, когда высокоразвитые страны начали добывать нефть с нефтяных платформ на глубине до 1500 м.

Второй этап. С 1860 г. начался переход от колодезной добычи к добыче с помощью буровых скважин.

К 1906 г. добычу нефти производили на всех континентах и на крупных островах, таких как Ява, Суматра, Новая Зеландия, особенно широко – в пределах США. Из числа важнейших открытий следует отметить месторождения, обнаруженные в Венесуэле (в районе лагуны Маракайбо и бассейне р. Ориноко) и на берегах Суэцкого залива (АРЕ). Интересно, что все новые месторождения в течение данного этапа открыты в районах, характеризующихся нефтепроявлениями на поверхности.

После 1906 г. в России стали добывать нефть на Новогрозненском месторождении (1913 г.), в Урал-Эмбенском районе (1911 г.), на Северном Сахалине (Охинское месторождение, 1921 г.).

Третий этап открытия новых месторождений нефти начался с 1932 г. и продолжался до 1950 г. В этот период открыты:

– месторождения нефти – в Волго-Уральской, Тимано-Печорской провинциях в Восточной Сибири:

– первые мелкие месторождения газа – в Западной Сибири;

– нефтяные месторождения – в Саудовской Аравии, Кувейте и других странах. Все новые месторождения на этом этапе выявлены в основном в регионах, характеризующихся либо нефтепроявлениями на поверхности, либо уже открытыми нефтяными месторождениями.

Четвертый этап (1951–1964 гг.) приобретает принципиально новый характер открытий, на основании новых теоретических представлений поисковые работы проводили во многих регионах, характеризующихся отсутствием признаков нефти на дневной поверхности, или ранее известных месторождениях. Открыты месторождения газа и нефти в Днепровско-Донецком регионе, Ставрополье, на севере Краснодарского края, в Средней Азии; мелкие газовые и нефтяные месторождения – в Западной Сибири, а за рубежом – в Сахаро-Ливийском регионе, на побережье Гвинейского залива, на берегах и в акватории залива Кука на Аляске, на западе Индии (Камбейский регион), во многих регионах Китая (Сунляо, Цайдамском, Таримском, Турфанском и др.) и др.

На пятом этапе, начавшемся в 1964 г. и продолжающемся до настоящего времени, открыты новые нефтегазоносные территории и акватории и установлены истинные масштабы нефтегазоносности областей: в Белоруссии, в Восточной Сибири и Прибалтике, стали выясняться истинные масштабы нефтегазоносности Западной Сибири, Днепровско-Донецкого региона, Восточного Предкавказья, Средней Азии и Казахстана. Открыты месторождения газа в Черном и Азовском морях, нефти – в Охотском море; за рубежом открыты месторождения газа и нефти в Северном и Средиземном морях, в прибрежных частях океанов – Атлантического (у берегов Африки, Южной, Центральной и Северной Америки), Индийского (в Персидском и Суэцком заливах, у берегов Индии и Австралии), Тихого (в Яванском, Южно-Китайском и др.) и Северного Ледовитого – вблизи берегов и островов Канады. Обнаружены гигантские месторождения нефти на севере Аляски, на Юго-Востоке Мексики, гигантские месторождения газа – в Иране, Персидском заливе и других регионах мира.

Шестой этап развития нефтегазодобывающей отрасли – добыча сланцевых углеводородов и добыча метана из угольных пластов, что характерно особенно для США.

Расширение поисков углеводородов, охватившее не только все континенты и острова, но и океаны и моря, обусловлено ростом потребности в углеводородах. Не надо доказывать, что существует прямая и обратная связь между научно-технической революцией (НТР) и использованием углеводородов, чем полнее реализуются все потенциальные возможности углеводородов, тем интенсивнее происходит развитие НТР, а, с другой стороны, развитие НТР позволяет существенно увеличить количество добываемых углеводородов.

Если Россия не смогла бы решить эту проблему, то превратилась бы в сырьевой придаток развитых стран. Но кризис 2015 г. явился отправной точкой для развития техники и технологии в России. Доказательством данного утверждения является тот факт, что в России довольно успешно началось освоение технологии добычи нефти из Боженской свиты.

1.2. Тайны состава нефти и углеводородов

Вот уже 200 лет прошло с момента промышленного применения нефти и углеводородов, но до сих пор окончательно не изучен состав нефти, история раскрытия этой тайны тесно связана с историей развития химии, в частности органической химии. Родоначальник современной химии А. Л. Лавуазье (1743–1794 гг.) выяснил, что нефть состоит из углерода и водорода и имеет более сложное строение, чем неорганические соединения. В 1817 г. французский химик X. Соссюра установил, что итальянская нефть содержит углеводороды, ав 1833 г. химики пришли к выводу о том, что атомарное отношение углерода и водорода в нефтях подчиняется формуле С_пН_2п+2.

Не изучив свойств, не раскрыв всех тайн, не понимая все парадоксы свойств нефти и углеводородов в различных условиях, невозможно определить происхождение нефти; соответственно, не зная происхождения нефти, нельзя увеличить ее извлечение из пластов.

В нефти содержится примерно 500 углеводородных соединений, основная часть (80–90%) – смесь углеводородов. Значительно меньшая составляющая нефти – гетероатомные соединения (массовая доля 4–5%). В нефти примерно 250 сернистых, 85 кислородных и 30 азотистых гетероатомных веществ, примеси серы, меди, цинка, ванадия и др., также неметаллы и вода.

Примерный элементный состав нефти: С – 85,1, Н – 13,0, S – 0,36, N – 0,6, О – 0,8, зола – 0,05%. Таким образом, как отмечено ранее, нефть на 95% состоит из углерода и водорода. Для сравнения отметим, что среднее содержание углерода в бактериях не превышает 20, а в водорослях – 8,5%, причем углеводород в живом организме присутствует в виде сложных гетероциклических соединений. Важно иметь в виду, что углеводороды в чистом виде как газы или как жидкости не встречаются ни в одном живом организме и не синтезируются непосредственно ни одним из них.

В мощной толще горных пород, пропитанных водой, появляется вещество, по всем своим физическим свойствам противоположное воде, гидрофобное, плотность которого всегда меньше плотности воды и в отличие от воды не повышается с глубиной, а, как правило, понижается. Если вода стремится занять в породах, в первую очередь, самые мелкие поры и трещины, то нефть, наоборот, – самые крупные. Нефть представляет собой жидкость, чаще всего коричневую, с зеленоватым или другими оттенками, иногда почти черную и редко бесцветную. Плотность изменяется в широких пределах – от 0,76 до 0,99 г/см³, чаще всего составляет 0,80-0,87 г/см³. Очень редко встречается нефть плотностью от 1,0–1,04 г/см³ (месторождение Окснард в Калифорнии). В соответствии с плотностью меняется вязкость нефти от 1,41 до 660 мПа · с. Плотность и вязкость нефти зависят от многих факторов, в том числе от температуры и количества растворенных в нефти газов. Поверхностное натяжение нефти (19–33 мН/м) почти в 3 раза меньше, чем у воды (73 мН/м), вследствие чего вода всегда вытесняет нефть из мелких пор в крупные. Температура кипения нефти колеблется в широких пределах – от 78 до 250°C. Одним из примечательных свойств нефти является ее способность растворять огромное количество углеводородных газов – до 400 (1000) м³ в 1 м³ нефти и самой растворяться в них до 400 г нефти в 1 м³ газа. При этом чем больше в нефти растворенного газа, тем меньше ее плотность и вязкость. Энергетическая теплотворная способность нефти составляет 42000 кДж/кг; для сравнения: торфа – 10500-14700; каменного угля – 21000-30240; антрацита – 27300-31500.

Нефть обладает рядом интересных оптических свойств: светится под ультрафиолетовыми лучами – люминесцирует, может вращать плоскость поляризации светового луча. Молекулярный вес нефти колеблется в пределах 240290, иногда превышая эту величину. Главным элементом является углерод, составляющий от 83–87% нефти, содержание водорода – колеблется в пределах 12–14%. Кислород, азот и сера содержатся в пределах 5–8%. В нефти в весьма небольших количествах встречаются фосфор, ванадий, никель, железо, алюминий, кальций, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт, молибден, бор и т. д.

Теперь о газах. Горючие углеводородные газы бесцветные, почти 2 раза легче воздуха. Они, как правило, не имеют запаха. При наличии примеси сероводорода приобретают неприятный запах и становятся очень токсичными. Теплотворная способность газов составляет 27300-37800 кДж/м³, а попутных нефтяных газов (ПНГ) – 42000-71400 кДж/м³. Довольно часто в состав природных горючих газов в разных количествах входит сероводород. Например, в газах Оренбургского месторождения его содержание – 4,5%, а в газах Астраханского месторождения – 26%. В природе встречаются газы, содержащие более 50% сероводорода. Сероводород токсичен и агрессивен по отношению к металлам, вследствие чего все оборудование должно быть изготовлено из специальных сталей.

Нефть и углеводороды находятся не только в сообщающихся пустотных пространствах горных пород (в случае образования залежей), но и в закрытых породах, а также в сорбированных минеральной частью угольных или сланцевых породах или растворены в подземных водах.

Интересно распределение температуры в недрах. На суше сезонные колебания температуры отражаются до глубин 15–25 м, где они обычно равны среднегодовой температуре воздуха. Исключение составляют вулканические области и зоны поступления глубинных вод. Ниже глубины 20–25 м температура начинает возрастать в среднем на 1°C через каждые 30 м, но в отдельных районах (в Ставрополье, частично в Западной Сибири, Средней Азии и др.) температура увеличивается быстрее – на 1°C через 15–25 м, а в других районах (на Кольском полуострове, в районе Курской магнитной аномалии и др.) температура повышается на 1°C лишь через 60-100 м. Давление воды, нефти и газа в недрах возрастает с глубиной примерно на 1 кг/см² через каждые 10 м глубины.

Согласно физическим законам, благодаря действию сил молекулярного притяжения в капиллярных каналах с поперечным сечением менее 0,001 мм вода не перемещается под влиянием силы тяжести и требуется приложение значительных градиентов давления, чтобы сдвинуть такую пленочную жидкость. Поры всех осадочных пород на дне водных бассейнов и на суше, как только порода оказывается ниже уровня грунтовых вод, заполняются водой. Таким образом, когда в породу поступают нефть или газ, то для заполнения ее пор им надо вытеснить воду. Из пор крупнее 0,001 мм вода может уйти, а из более мелких пор при давлениях, обычно существующих на глубинах до 10 км, она не может быть вытеснена. По этой причине вода, нефть и газ в недрах могут двигаться по пластам песков, песчаников, пористых известняков, доломитов, различных трещиноватых пород, но для них непроницаемы пласты влажных глин, каменной соли, плотных известняков, ангидритов и других непористых и нетрещиноватых пород.

Следует иметь в виду, что нефть и газ из пластов никогда не удается извлечь полностью. Например, нефть задерживается в уголках пор, тупиковых каналах, просто на поверхности зерен породы, в более мелких порах и т. д. Количество извлеченной нефти по отношению к общему ее количеству в нефтесодержащих породах месторождения может колебаться в пределах от 5 до 95% и зависит от множества как природных, так и технических факторов: вязкости нефти, типа породы, в которой она находится, температуры и давления, содержания растворенных газов, частоты расположения эксплуатационных скважин, темпа отбора (т. е. от количества ежегодно добываемой нефти по отношению к тому количеству нефти, которое первоначально содержалось в залеже нефти), темпа заводнения и т. д. В настоящее время в мире в среднем значение КИН составляет примерно 35%. В связи с энергетическими кризисами в последнем десятилетии встал вопрос об общей оценке запасов нефти и газа, содержащихся в земной коре и предельных глубинах их распространения. Очевидно, что такой прогноз можно сделать лишь на основании определенных теоретических представлений о происхождении нефти и газа.

1.3. Различные представления и гипотезы о происхождении нефти и газа

На протяжении всех времен человека интересовало происхождение нефти и газа. Существует много различных гипотез по этому поводу. Одним из первых ученых к этому вопросу обратился средневековый ученый Г. Агрикола (15461550 гг.). Он в своих работах высказал мнение, опровергающее утверждение о растительном происхождении битумов и янтаря и считал, что битумы занимают первое место среди всех материй, которыми питается подземный огонь. Представления исследователя Г. Агриколы о вулканических процессах как о процессе горения горючих ископаемых разделяли многие исследователи вплоть до XIX столетия: он предполагал, что «гореть» должно другое вещество – нефть или битум.

Позже появлялись и другие представления об этой проблеме. Развитие вопроса о происхождении нефти и газа можно разделить на несколько этапов:

1 этап – 1694–1760 гг. В конце XVII века французский ученый П. Поме (1694 г.) и итальянский ученый П. С. Бокконе, английский ученый В. Чарлитон (1697 г.) считали, что янтарь и битумы имеют одинаковое происхождение и нефть образуется «вулканическими силами из земли и серного начала».

В начале XVIII в. (1725 г.) немецкий ученый И. Ф. Генкель высказал предположение, что нефть ("горные масла", или "горные смолы") образуется из остатков животных и растительности.

К 1739 г. все представления о происхождении нефти обобщены русским академиком И. Вейбрехтом, который, разделяя мнение о нефти как о смеси "огненной (серой)", водной и земляной субстанций, в то же время считал, что нефть либо образовалась под влиянием тепла Земли, либо находилась в ее недрах изначально.

В 1748 г. французский ученый Б. де Малье высказал мысль, что все горячие ископаемые образовались из захороненных в морских осадках животных и растительных организмов и что вулканические процессы обусловлены горением этих веществ, в том числе и каменного угля.

В 1750 г. немецкий ученый Д. Р. Шпильман писал, что нефть образуется из растений, преимущественно из ели.

Член Французской академии наук, химик по специальности, П. Ж. Макер в 1758 г. высказал мнение о том, что битумы образуются в результате взаимодействия "растительных масел" и "кислот".

Таким образом, до 1760 г. существовали два различных мнения об образовании нефти: растительного (органического) и нерастительного (неорганического) происхождения нефти.

2 этап – 1761–1859 гг. Этот этап продолжался в течение почти 100 лет, а начался с работы М. В. Ломоносова, который впервые связал происхождение нефти с геологическим строением Земли, считая, что внутри нее имеется «огненное ядро», под действием которого и происходят извержения вулканов, а также «выгорание» целых участков «земли» и последующее их опускание. В 1768–1774 гг., по инициативе М. В. Ломоносова, Академией наук России были организованы экспедиции, участники которых наблюдали выходы нефти у оз. Байкал (П. С. Паллас), на Апшеронском полуострове (С. Г. Гмелин), в Кахетии (А. И. Гильденштедт), на Волге, вблизи Симбирска, на р. Белой (И. И. Лепихин).

Почти каждый из участников этих экспедиций высказывал основанные на собственных наблюдениях соображения о происхождении нефти, но единого мнения не было.

В энциклопедии, под редакцией Д. Дидро и Ж. Д. Аламбера, изданной в 1765 г., дано толкование терминов "асфальт", "битум" и "петройль" (нефть), описаны их свойства и распространение, но ничего нет о генезисе. Однако в XI томе, изданном в 1774 г., отмечается, что нефть "своим происхождением обязана погребенным смолистым деревьям, так же как и другие битуминозные субстанции, минеральные угли и янтарь".

Вероятно, первой работой, которую можно назвать в современном плане геохимической, является исследование английского химика и минеролога Ч. Гатчетта (1798 г.), установившего, что битумы состоят из трех элементов, как и растительные масла, смолы и животные жиры, и образуются в результате сгущения нефти, а нефть образуется из захороненного вещества растительного и животного происхождения. Он считал, что существует единый ряд: нефть-мальта-минеральные смолы-асфальт-гагат-ископаемый уголь, каждый последующий член которого отличается от предыдущего потерей водорода и повышением количества свободного углерода.

Немецкий химик К. Райхенбах в 1834 г. провел перегонку каменного угля с водой и получил 0,0003% масла, очень похожего на скипидар и на нефть Италии. На основании этого он предположил, что нефть "представляет собой скипидар доисторических пиний (итальянских сосен), находилась в углях в готовом виде и выделялась из них под действием тепла Земли".

Другой французский исследователь П. Т. Вирле в 1834 г. на основании результатов экспериментов К. Райхенбаха пытался доказать вулканическое происхождение нефти. Рассчитав количество угля (17,4 млн т), которое, исходя из данных К. Рейхенбаха, необходимо для образования нефти, поступающей в источник на острове Занте со времен Геродота (2300 лет), П. Т. Вирле заключил, что такого количества угля не содержат все залежи Англии. (В настоящее время наличие 17,4 млн т угля представляется нереальным). Он указал также, что в других географических пунктах, таких как Баку, на поверхность поступает намного больше нефти, и "для ее образования не хватило бы ископаемых углей всего земного шара".

Вторая группа аргументов сводилась к перечислению нефтепроявлений в районах современных вулканов (Везувий, Этна, Оверни и др.) и выходов магматических пород.

Наконец, третья группа аргументов основана на связи между нефтепроявлениями и грязевыми вулканами, которые П. Т. Вирле считал обычными вулканами.

А. Л. Ловецкий (1830 г.) не разделял взгляды М. В. Ломоносова, который считал, что нефть происходит из остатков растений или ископаемых углей, сомневался в возможности образования его из растительного вещества и под влиянием только "подземного огня".

Известный французский физик Ж. Б. Био, установивший в 1815 г. Закон вращения плоскости поляризации света, в 1835 г. определил, что таким свойством обладают нефть и нефтепродукты. К сожалению, это открытие было забыто, и только спустя более чем 70 лет русский химик П. И. Вальден использовал это открытие как доказательство органического происхождения нефти.

Русский геолог Р. А. Пахт (1856 г.) считал, что асфальт, содержащийся в виде включений в известняках пермского возраста, не мог образоваться из органического вещества животного происхождения, так как содержащееся в нем количество азота незначительно. Этот аргумент и позже являлся основным доводом противников образования нефти из органического вещества животного происхождения. Пожалуй, самым интересным явилось предположение, высказанное в 1859 г. американским ученым Д. С. Ньюберри. Изучая нефтеносные отложения на северо-востоке США, он пришел к выводу о том, что нефть образуется из битуминозных пород, в свою очередь сформировавшихся из осадков, обогащенных органическим веществом. При этом процесс нефтеобразования развивается при сравнительно низких температурах.

Обобщая существовавшие в течение рассматриваемого этапа представления о происхождении нефти, следует отметить, что среди них преобладало представление об образовании нефти из растительных остатков.

3 этап – 1860–1905 гг. После гениальных работ А. Л. Лавуазье стали понятны основные реакции, происходившие в «неорганическом мире». В отношении же химических реакций в живой природе существовало представление, что они не подчиняются выявленным законам и развиваются под влиянием особой «жизненной силы». Однако после того, как немецкий химик В. Велер синтезировал мочевину, а русский химик А. М. Бутлеров в 1861 г. осуществил синтез сахаристых веществ, резко изменились представления о химических реакциях, приводящих к образованию органических веществ.

Когда в 1860 г. Марселей Бертло (крупнейший французский химик-органик) сначала теоретически, а затем и экспериментально доказал возможность образования ацетилена (С₂Н₂) при взаимодействии щелочных металлов, углекислоты и паров воды, среди химиков стали распространяться представления о неорганическом происхождении нефти, а геологи-нефтяники придерживались в основном взглядов об органическом происхождении нефти. М. Бертло отмечал, что он не оспаривает мнение геологов о происхождении нефти, но обращает внимание на возможность образования углеводородов из неорганических веществ, считая возможным доказательством этого наличие углеводородов в метеоритах.

В 1861 г. Г. В. Абих (выдающийся геолог XIX века) утверждал, что нефть и газ образуются на глубине и нефть движется вверх благодаря газу. Он указал, что "углеводородные соединения… следует рассматривать как выделения из битуминозных сланцев и мергелей, имеющих место под влиянием высокой температуры и действия водяных паров, что битуминозные сланцы образуются из органического вещества растительного происхождения".

Французский геолог X. Кокан в 1867 г. пришел к выводу, что нефть образовалась на больших глубинах в результате синтеза, доказательством чего является наличие асфальтеновых покровов в Сицилии и Баку.

Г. Д. Романовский, проводивший в 1864 г. в районе Самарской Луки геологические изыскания с целью поисков каменного угля, пришел к выводу, что включения и примазки асфальта в отложениях каменноугольного и пермского возраста связаны с вулканической деятельностью, в процессе которой "выделялись пары минерального масла или прямо источники нефти…". В 1868 г. Г. Д. Романовский писал: "Я вполне уверен, что в Самарской губернии под пермскими песчаниками непременно заключаются бассейны жидкой нефти или горного масла и углеводородистые газы".

В 1871 г. французский химик Г. Бюассон, действуя на железо до белого каления водяными парами, углекислотой и сероводородом, получил нефтеподобное вещество. В 1876 г. немецкий химик С. Клоэц получил такие же продукты при действии серной кислоты на зеркальный чугун, содержащий примесь марганца.

Д. И. Менделеев 13 января 1877 г. на заседании Русского химического общества первым в истории наиболее полно изложил и обосновал неорганическое происхождение нефти следующими аргументами:

1) выходы нефти на поверхность свидетельствуют о ее стремлении к восходящим движениям, что связано с ее меньшей по отношению к воде плотностью. Следовательно, "место образования нефти должно лежать ниже тех мест, где она содержится";

2) если бы нефть происходила из организмов, то в местах ее скопления должны были быть "угольные остатки";

3) нефть в Пенсильвании встречается в породах девона и даже силура, в которые она должна была подняться из более древних отложений. Если учесть, что, по представлениям того времени, в силурийский период организмов было немного, то в более древние эпохи они совсем должны были бы отсутствовать;

4) при горообразовании появляются разломы, по которым вода проникает вглубь и, вступая во взаимодействие с "углеродистым металлом", дает окислы и предельные углеводороды, которые "в парах восходят до таких слоев, где сгущаются и пропитывают рыхлые пески, способные удержать много маслообразных веществ";

5) подтверждением правильности данной точки зрения является "распределение нефти по прямым линиям или дугам больших кругов, связь ее с вулканизмом" и др.

В 1889 г. русский геолог В. Д. Соколов на заседании Московского общества испытателей природы выступил с докладом, в котором доказывал космическое происхождение нефти и других битумов. Сущность этой гипотезы:

"1) запасы углерода и водорода в небесных телах громадны;

2) образующиеся из них углеводороды, возникая при одинаковых космических условиях, появляются в составе небесных тел в очень ранних стадиях их индивидуального развития;

3) на Земле они возникли тем же путем, как и на других небесных телах, образовав собой определенной запас, впоследствии в значительной степени поглощенный магмой;