Естественный крекинг нефти в земной коре

На многих месторождениях углеводородов наблюдается вертикальное зонирование различных фракций. Выше всех (1300-1500 м вниз от поверхности земли) находятся зоны добычи тяжелой нефти и чистого газа. На глубине до 4-5 тыс. м располагаются более легкие нефти, насыщенные газом, и незначительное количество газоконденсатов. При углублении до 6-8 тыс. м доля газоконденсатов резко возрастает. Наконец, сухой газ (в основном метан) превалирует на глубинах 10-12 тыс. м. По мнению ученых Института экспериментальной минералогии РАН, это явление объясняется естественным крекингом нефти под действием температуры и давления.
 

Чем больше глубина, тем выше данные показатели. На определенных уровнях имеются условия, достаточные для разделения нефти на фракции. Поэтому возникает естественная ректификационная колонна, перевернутая сверху вниз (по сравнению с промышленными установками для крекинга). Для подтверждения данной гипотезы ученые частично смоделировали природные процессы в лабораторных условиях. Они провели выращивание кристаллов кварца в образцах, содержащих содовые и фторидные водные растворы и сырую нефть из различных нефтеносных бассейнов. Эксперименты происходили в автоклавах, при температурах от 240-280 до 490-500°С, давление варьировалось от 4 до 150 МПа.
 

Затем ученые исследовали водно-углеводородные включения в кристаллах кварца. Оказалось, что повышение температуры и давления вызывает изменения состава этих включений. Уже при температуре 330°С начинается процесс крекинга нефти. Максимально активное разделение на фракции наблюдалось при температурном диапазоне 350–450° С. В ходе реакции выделялся углеводородный газ (в основном метан) и происходило образование остаточных твердых битумов. Как заявили исследователи, в земной коре происходят аналогичные процессы, которые приводит к формированию вертикальных зон распределения углеводородов.