Российские учёные доказали существование природного крекинга нефти

Во многих нефтегазоносных бассейнах распределение различных типов углеводородного сырья имеет вертикальную зональность. По данным специалистов Института экспериментальной минералогии РАН, этот факт можно объяснить происходящим в природных условиях крекингом сырой нефти.

Многим нефтегазовым месторождениям свойственна вертикальная зональность, при которой доля лёгких фракций возрастает с глубиной. На глубинах 1300–1500 метров сосредоточены скопления чистого газа и утяжелённой нефти. Ниже, в слое до 4000–5000 метров, находятся лёгкие газонасыщенные нефти и реже газоконденсаты, которых становится всё больше с увеличением глубины до 6000–8000 метров. И, наконец, на глубинах 10000–12000 метров и более размещаются скопления сухого газа, в основном метана.

Российские учёные предположили, что такую зональность можно объяснить природным крекингом сырой нефти, то есть её фракционированием под действием высокой температуры и давления. Чем глубже под землю, тем выше эти показатели. На определённых глубинах возникают условия для крекинга, и в этом случае с увеличением глубины должны возрастать доли жидких средних и лёгких фракций, а также газа. Получается своеобразная природная ректификационная колонна, перевёрнутая вниз головой.

Чтобы экспериментально доказать возможность подземного крекинга, исследователи воспроизвели процесс в лабораторных условиях. Они выращивали кристаллы кварца в водно-нефтяных смесях, приготовленных на основе фторидных и содовых водных растворов и сырой нефти из месторождений Северо-Кавказского, Прикаспийского и Волго-Уральского нефтегазоносных бассейнов. Кристаллы выращивали в автоклавах при температурах от 240/280 до 490/500°С и давлении от 4 до 150 МПа и исследовали водно-углеводородные включения, сформировавшиеся в новообразованном кварце. При повышении температуры и давления состав и фазовые состояния углеводородов в этих включениях заметно изменялись, и изменения свидетельствуют о прошедшем крекинге сырой нефти. Процесс начинается уже при 330°С и достигает максимальной активности в интервале температур 350–450°С. Он сопровождается выделением углеводородных газов, в основном метана, с одновременным образованием остаточных твёрдых битумов.

По мнению исследователей, в природных условиях с увеличением глубин и соответственно температуры и давления крекинг сырой нефти становится неизбежным и служит основной причиной возникновения вертикальной зональности в распределении углеводородов в земных недрах.

Работа учёных поддержана РФФИ.