Revista Art-emis
Teorii neelucidate - Originea hidrocarburilor PDF Imprimare Email
Col. (r) Prof. univ. dr. ing. Marian Rizea   
Sâmbătă, 08 Martie 2014 06:36
Hidrocarburi, art-emis Unclear theories - The Origins of Hydocarbons - Rezumat
 
Au trecut mai bine de 150 de ani de când Romania, SUA și apoi în alte state, au început exploatarea industrială a petrolului şi ulterior a gazelor naturale, moment de cotitură tehnico-tehnologică ce avea să deschidă calea dezvoltării umane spre societatea bazată pe hidrocarburi. Dacă pentru monopolul asupra resurselor energetice, în ultima sută de ani, s-au declanşat conflagraţii mondiale sau zonale, cuantificate în milioane de victime umane, distrugeri materiale imense şi afectarea gravă a mediului înconjurător, confruntarea ştiinţifică privind originea formării hidrocarburilor solide (cărbunii) şi fluide (lichide şi gazoase) parcă a încheiat un armistiţiu, adâncind şi mai mult misterul dintre teoria organic (biogenică) şi cea anorganică (abiogenică). Ambele teorii au fost lansate în secolele trecute de titanii ştiinţei universale, avându-i ca protagonişti pe savanţii Mihail Lomonosov şi Dimitri Mendeleev, cărora li s-au alăturat, în timp, alte minţi luminate, fiecare cu argumente din ce în ce mai plauzibile. Deşi majoritatea comunităţii ştiinţifice mondiale a acceptat şi susţinut teoria că petrolul şi gazele s-au format în timpul erelor geologice îndepărtate, din substanţe organice în condiţii anaerobe, pe fundul mărilor şi oceanelor şi că acestea au migrat în aşa-zisele roci colectoare, fiind epuizabile în timp, în ultimele decenii, unii cercetători readuc în discuţie teoria originii anorganice (abiogene) a formării petrolului şi gazelor, inclusiv ideea că acestea ar fi regenerabile.
Detectarea şi exploatarea uriaşului bazin petro-gazier White Tiger, din largul coastelor vietnameze, care stă pe un fundament de granit, lucru imposibil de explicat prin teoria biogenică şi dezvoltarea recentelor tehnologii de fracturare hidraulică pentru exploatarea gazelor de şist, sunt la frontiera unui salt ştiinţific care ridică alte şi alte întrebări: se apropie sfârşitul epocii hidrocarburilor sau este un nou început? Dacă resursele energetice sunt regenerabile, cum va evolua societatea umană? Care va fi preţul plătit de omenire pentru exploatarea şi utilizarea combustibililor fosili? Ce efecte pe termen lung, asupra mediului înconjurător, se vor înregistra prin utilizarea tehnologiilor poluante?
 
Argumentație
 
În timpul studenţiei, spre sfârşitul anilor ʼ70, distinsul profesor universitar doctor geolog Constantin Beca strecura în timpul magistralelor sale cursuri idei care aveau să-i supravieţuiască şi care continuă să trezească interesul comunităţii ştiinţifice mondiale. Nu de puţine ori, în amfiteatrul Ap-9-Petrom, plin până la refuz de studenţi români, greci, vietnamezi, venezueleni, bulgari, yemeniţi, congolezi, beninezi, pakistanezi, iugoslavi, mozambicani, etc., regretatul dascăl, zis „Doctorul”, ne reamintea despre speranţele petroliştilor de pretutindeni privind oligocenul de profunzime (formaţiune geologică colectoare de ţiţei şi gaze, puţin investigată la acea vreme) şi despre teoria anorganică a originii petrolului, teorie pe care, în anii războiului rece, oamenii de ştiinţă din fosta U.R.S.S. o relansaseră şi obţinuseră rezultate practice prin descoperirea de hidrocarburi în bazinul Dnieper-Donets şi apoi în platoul continental vietnamez, a zăcământului petro-gazier White Tiger, considerate sterile până atunci, din punct de vedere geologic. Potrivit acestei noi terorii, hidrocarburile nu au legătură cu materia organică de la suprafaţa pământului, fiind considerate materii primordiale care erup din adâncul planetei. „Doctorul”, în cartea „Geologia Zăcămintelor de Hidrocarburi”, scrisă cu sovieticul I.V. Visoțki și apărută în anul 1968 la Ed. Tehnică, carte care a făcut înconjurul lumii, unanim apreciată de comunitatea științifică din vest și est, face referire la Bitumenele de origine internă (anorganică sau minerală), pag.26.
           
Pornind de la acest nou mod de abordare, rezervele de hidrocarburi ar fi cu mult mai mari decât s-ar putea crede, iar vechile zăcăminte epuizate, ar putea fi reînviate şi ar putea produce, din nou. Începuseră să circule în lumea ştiinţifică, la începutul anilor ʼ80, veşti despre trezirea la viaţă a unor zăcăminte epuizate din Georgia (zăcământul Groznâi, bazinul Romaskin), S.U.A. (Eugene Island 330, din largul coastelor Louisianei), America de Sud şi chiar România (Băicoi-Țintea, Moinești). Industria petrolieră din România acelor ani (1965-1980) era ape val: cercetarea Prof.Constantin Becaştiinţifică, tehnologiile de foraj, extracţie, transport şi prelucrare a ţiţeiului şi gazelor se afla pe picior de egalitate cu S.U.A., Canada şi U.R.S.S. (la Băicoi-Tufeni se săpa cea mai adâncă sondă la peste 7000 m, se descoperise ţiţei şi gaze în Marea Neagră, experimentam şi aplicam cu rezultate excelente tehnologii de exploatare secundară şi terţiară, transportul succesiv de fluide prin conducte, iar instalaţia gigant de foraj F-900 era aproape finalizată la secţia de montaj a Uzinei „1 Mai-UPETROM” Ploieşti)[1] Renumitul nostru profesor, cu o experienţă practică de neegalat în şantierele societăţii Româno-Americane şi Sovrompetrol, se întreba cum este posibil ca unele sonde abandonate cu 40-50 de ani în urmă, în schelele petroliere Băicoi, Boldeşti, Moineşti, etc., să redevină productive. Cum se regeneraseră acele structuri? Parcursul profesional pe care l-am avut înainte şi după obţinerea în 1983 a titlului de inginer şi apoi de doctor în ştiinţe tehnice mine-petrol-gaze, dar şi de specialist în protecţia sectoarelor energetice şi ulterior de cadru didactic universitar, mi-au permis accesul la o serie de informaţii şi date nedestinate publicităţii privind cele mai îndrăzneţe cercetări în domeniul petrolului şi gazelor iar subiectul privind originea hidrocarburilor a constituit, de-a lungul anilor, mai mult decât o curiozitate, acesta fiind motivul abordării unui subiect despre care se vorbește foarte puțin.
 
Duelul ipotezelor şi teoriilor
 
Originea ţiţeiului este o problemă controversată până în zilele noastre, limitându-se doar la ipoteze, care îmbracă două aspecte: unul chimic şi altul biologic. Chimia lămureşte natura materiei prime din care s-a format ţiţeiul şi procesele de transformare ale acesteia în urma cărora a rezultat ţiţeiul. Cercetările teoretice şi cele de laborator au condus la două ipoteze asupra originii ţiţeiului:
 
a. Ipoteza originii anorganice a ţiţeiului
 
Teoria dominantă asupra originii petrolului este ipoteza dinozaurului mort şi datează din secolul al XVIII-lea. Iniţiatorul său a fost un om de ştiinţă rus pe nume Mikhail Lomonosov, care a formulat-o în acest fel într-o lucrare din 1757: „Ţiţeiul (petrolul) îşi are originea în mici corpuri de animale îngropate în sedimente, care, sub influenţa temperaturii crescute şi a presiunii care acţionează de-a lungul unei perioade de timp inimaginabil de lungi, se transformă în ţiţei”. O serie de cercetători de marcă, precum C. Engler, Höffer, Andrusov, inclusiv românii Ludovic Mrazec şi Costin D.Nenițescu, au preluat şi dezvoltat teoria lui Lomonosov, concluzionând că, țiţeiul format în mâlurile marine a migrat în strate poroase intercalate, unde s-a acumulat sub formă de zăcământ primar, roca de acumulare numindu-se roca-mamă. Datorită unor factori, ca: flotaţia (separarea gravitaţională), capilaritatea rocii, presiunea hidrostatică a apei de zăcământ, presiunea zăcământului (tensiune internâ), cutarea stratelor (diastrofism), ţiţeiul a fost obligat să migreze în roci-rezervor (magazin) unde s-a separat de apă şi gaze (migraţie secundară sau epigenetică). Aici ţiţeiul s-a concentrat şi acumulat dacă roca-rezervor a închis hidrocarburile formând un zăcământ secundar sau s-a dispersat și degradat dacă migraţia sa a continuat din roca rezervor în afară.
 
b) Ipoteza originii anorganice a ţiţeiului formulată de Berthelot (1872-1907), care admitea că la adâncimi mari, în interiorul scoarţei terestre, metalele alkaline reacţionând cu apa au dat naştere la hidrogen, care reduce bioxidul de carbon din carbonaţi cu formare de acetilenă și alte hidrocarburi. Hidrocarburile, prin reacţii ulterioare, au dat naștere ţieiului. Concomitent Mendeleev (1834-1907), pe baza reacţiilor cunoscute:
CaC+2HO ―> Ca(OH) +CH,
AlC+12HO ―> 4Al(OH)+3CH,
presupunea că acetilena și metanul, formate printr-o succesiune complexă de transformări, au putut da naştere ţiţeiului. Mai târziu, Sabatier (1854-1941) şi Senderens considera că acetilena şi hidrogenul rezultate din procesele expuse anterior, în prezenţa mediului catalitic anorganic din scoarţa Pământului, au reacţionat în forme variate, producând gama largă a compușilor din ţiţei, obţinuţi de altfel pe această cale şi de Ipatiev, în laborator. În sprijinul acestei ipoteze vin şi lucrările lui Fischer (1852-1919) şi Teopsch care au obţinut din gazul de apă produse asemănătoare celor din ţiţei. În zilele noastre, Sokolov a emis teoria că ţiţeiul a rezultat din hidrocarburile existente în atmosfera Pământului, când acesta era în stare incandescentă, care au fost absorbite în faza lichidă a scoarţei, în timpul răcirii sale. Ipoteza este întărită pe constatarea prezenţei hidrocarburilor în atmosfera astrelor. Atât adepţii teoriei organice cât şi cei ai teoriei Facsimil carte prof. Constantin Becaanorganice au argumente pe măsură, iar disputa ştiinţifică este departe de a se fi încheiat. Susţinătorii teoriei originii anorganice (abiotice/abiogene) au adus în ultimile decenii, noi dovezi ştiinţifice. Nu voi intra în detalii (am pregătit și trimis la Sesiunea din iunie 2014 la Academia Forțelor Terestre Sibiu-KBO, un articol în extenso), dar pot afirma că rezultatele practice obținute de cercetătorii și savanții din Rusia care, prin abordarea teoriei anorganice/abiotice/abiogene, au descoperit în ultimile decenii mari zăcăminte de hidrocarburi ce plasează acest stat ca al doilea mare producător de petrol din lume, după Arabia Saudită (cca 11 mil.barili/zi), i-a determinat și pe omologii lor din SUA, să-și reconsidere poziția și să obțină rezultate remarcabile, mai ales în exploatarea gazelor.
 
Creșterea producției de hidrocarburi rusești s-a datorat strategiei luate pe la mijlocul anilor “80, de fosta U.R.S.S., care a investit în pregătirea geologilor, a cercetării în domeniul utilajului petrolier și a tehnologiilor de foraj-extractie. Rușii și ukrainienii au elaborat începând cu 1990 volume imense de studii, majoritatea în rusă. Jurnalele științifice occidentale nu avuseseră nici un interes să publice rezultatele revoluționarei teorii privind posibilă origine anorganică/abiogenă a formării petrolului și gazelor. Cariere și profesii academice ar fi ajuns în pragul colapsului dacă publicarea ar fi avut loc. Un lucru mai puțin explicat opiniei publice este arestarea, în 2003, a magnatului rus Mikhail Khodorkovsky, de la „Yukos Oil”, care a avut loc cu puțin timp înainte de vânzarea către „Exxon” a unei părți importante din acțiunile ”Yukos” (după o întâlnire particulară cu Dick Cheney). Dacă ”Exxon” punea mâna pe acele acțiuni, ar fi avut control asupra celei mai mari resurse umane de geologi, geofizicieni și ingineri instruiți în tehnologiile de foraj de mare adâncime conform teoriei anorganice/abiotice/abiogene. Urmare acestui eveniment, începând cu 2003, oamenii de știință ruși nu au mai împărtășit din cunoștințele lor despre teoria abiotică și tehnologia aferentă. Sub presiunea confruntării științifice, în S.U.A., „American Association of Petroleum Geologists” a devenit de asemenea interesată de subiect și interesant de observat, cercetarea economică susține, de asemenea, implicit teoria abiotică. Un cercetător important în această privință este Michael C. Lynch, președinte al „Strategic Energy and Economic Research” și fost șef de economie energetică pentru „DRI-WEFA”. Acesta a demitizat, printr-o lucrare recentă, o cunoscută teorie, numită Curba lui Hubbert, care postulează că productivitatea câmpurilor de țiței este inerent limitată. Michael C. Lynch argumentează că experiența reală contrazice în multe cazuri teoria lui Hubbert, subliniind că lacuna principală este modul de abordare, Hubbert considerând geologia ca fiind singurul factor în descoperirea, recuperarea și epuizarea petrolului. Având ca puncte de plecare trinomul prețul petrolului, politica guvernamentală și tehnologiile utilizate, Lynch aduce dovezi consistente despre câmpuri de țiței care au produs mult mai mult decât prezicea Curba lui Hubbert.
 
În loc de concluzii
 
- Cercetarea științifică din ultimile decenii, deși nu a clarificat misterul originii hidrocarburilor, a făcut pași importanți în această direcție și a impulsionat competiția în domeniu.
- Abordarea cu seriozitate a particularităților ambelor teorii a condus la progrese tehnice, tehnologice și de producție, peste așteptări, la nivel mondial.
- Rezultatele practice obținute demonstrează că știința poate depăși granițele atinse, dovadă că până de curând, atomul era considerat indivizibil, iar în unele medii științifice celebra ecuație a lui Einstein, E=mc2 este sub semnul întrebării.
- Pe baza celor mai sus prezentate, care ar fi oare, rezultatele unui studiu din perspectiva teoriei anorganice/abiotice privind potențialul hidrocarburilor din țara noastră, pornind de la datele actuale care spun că rezervele de petrol ale României sunt estimate la 600 milioane de barili, iar cele de gaze de 630 miliarde metri cubi?
- De menționat că, la rata de producere a petrolului de 107 mii barili/zi, acestea vor fi epuizate în următorii 15 ani. Deși România nu poate extrage întreaga rezervă de 630 miliarde m.c., ocupă totuși locul trei în Europa, după Olanda și Marea Britanie, fără a se lua în calcul potențialul câmpurilor din Marea Neagră.
 
Bibliografie
 
[1]. Beca, C.; Visotki, I.V. - Geologia zăcămintelor de petrol şi gaze, Ed. Tehnica, 1968.
[2]. Beca, C.; Prodan, D. - Geologia zăcămintelor de hidrocarburi, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti 1983.
[3]. Rizea, M.; Rizea, E. - Petrol, Dezvoltare şi (In)Securitate, ediţia a-II-a, Editura Asociaţiei „Societatea Inginerilor de Petrol şi Gaze”, Bucureşti, 2008.
[4]. Beca, C.; Prodan, D. – Geologia zăcămintelor de petrol şi gaze şi geologie de şantier - Pentru subinginer, Ed. Didactică şi Pedagogică, 1983.
[5]. Garăt I. - Geologia petrolului și a gazelor naturale, Ed. Didactică și Pedagogică, București, 1954.
[6]. Mark A. Sephton, Robert M. Hazen On the Origins of Deep Hydrocarbons, Reviews in Mineralogy & Geochemistry, Vol. 75 pp. 449-465, 2013.
[7]. Vladimir G. Kutcherov, Abiogenic Deep Origin of Hydrocarbons and Oil and Gas Deposits Formation.
[8]. F William Engdahl – Confessions of an “ex” Peak Oil Believer By, September 14, 2007. Geopolitics and Geoeconomics. http://www.engdahl.oilgeopolitics.net/Geopolitics_Eurasia/Peak_Oil_Russia/peak_oil_._russia.html
[9] J. F. Kenney - An introduction to the modern petroleum science, and to the Russian-Ukrainian theory of deep, abiotic petroleum origins. Russian Academy of Sciences – Joint Institute of The Physics of the Earth. Gas Resources Corporation, 11811 North Freeway, Houston, TX 77060, U.S.A. http://www.gasresources.net/

----------------------------------------------------------
[1] Fotografia a fost oținută cu mare dificultate (și este probabil o surpriză pentru toți care l-au cunoscut pe distinsul dascăl, șlefuitor de caractere și cariere profesionale), cu sprijinul nemijlocit al domnului profesor universitar Dumitru (Titel) Hazaparu, cu care am convenit, ca prin intermediul SIPG să lansăm propunerea, pentru petroliștii români și de pretutindeni, de a-i ridica un bust și a determina conducerea U.P.G. Ploiești să denumească una dintre sălile în care a lucrat acest titan al geologiei mondiale, cu numele de Constantin Beca.
footer