1.09.11

Лекция 1.

С 1860-х годов началась эра нефтяной промышленности. Когда начали переработку нефти не знали, что делать с бензином, его выливали и закапывали. В России более 150 тысяч скважин. В Мексиканском заливе открыто крупнейшее месторождение Тибр.

Начальные потенциальные ресурсы (НПР)-это те ресурсы, которые были, когда мы начали извлекать 1т ресурсов. В это понятие входили накопленная добыча + разведанные запасы + неоткрытые ресурсы. Эти ресурсы по мере изучения уточняются. Коэффициент извлечения нефти или коэффициент нефтеотдачи: в России 0,42-0,43. 207 млрд.тонн – это разведанные извлекаемые запасы нефти. Примерно 4 млрд.тонн нефти добывается в мире в год, 190 трлн.м3 газа – это разведанные извлекаемые запасы газа; 3,9трлн.м3 –добывается в мире в год. Коэффициент газоотдачи гораздо выше, чем у нефти. Коэффициент успеха в среднем составляет 30%. Из 100 пробуренных скважин лишь 30 дают результаты.

5.09.11

Лекция 2.

Нефтегазоносность Земли – фундаментальная проблема естествознания.

В жидком состоянии на нашей планете находятся 2 вещества: вода и нефть. Нефть – СН и достаточное количество примесей: N, O, если бы не было ловушек для нефти и газа, то они бы выливались на земную поверхность и жизни не было бы. Вода – жизнь, нефть – гибель. Одна из сложнейших проблем, которая существует сейчас в нефтегазовой отрасли – это происхождение нефти. Есть предположения, возможно близкие к истине. Есть исследователи, которые придерживаются к органическому происхождению нефти, другие же к неорганическому.

Чем же отличается Земля от других планет солнечной системы?

Тем, что на Земле есть жизнь. Характерной чертой нашей планеты является то, что у нее есть биосфера. Биосфера имеет свои размеры. Нижняя граница неровная в зависимости от температуры. Биосфера во взаимодействии со стратосферой играют огромную роль в образовании углеводородов.

Основные черты геохимии углерода и водорода: геохимия – химия геологических элементов (их распространение и т.д). Химический состав нефти и газа и изменении химических свойств нефти и газа в различных условиях формирования Земли – химия нефти и газа. Водород – это первый номер в периодической системе Менделеева.

1766 год английский физик и химик Кавендиш исследовал этот газ и обнаружил, что при сгорании водород дает воду и хотя не Кавендиш назвал водород «водородом», а несколько позже, он установил, что при сгорании газа образуется вода. Рождающий газ – рождающий воду. Водород самый распространенный элемент Вселенной. Водород в виде плазмы составляет 70% массы Солнца и звезд. В природе водород встречается в виде двух изотопов: ¹Н (протий) – его 99,98% по массе и ²Н (дейтерий) – 0,02% по массе, и имеется один радиоактивный изотоп ³Н (тритий). Свободный водород состоит из двухатомных молекул Н2 – это самый легкий газ в природе. 1 литр газа Н2 при температуре 0⁰ и нормальном давлении 760 мм.рт.ст весит 0,09г. Концентрация водорода в атмосфере Земли ничтожна и составляет 0,0005% по объему, содержание в земной коре тоже невелико примерно 1% по весу. Несмотря на это действительная роль водорода в природе определяется числом атомов участвующих в различных соединениях. Доля водорода, которая участвует в различных соединениях составляет 17%, 50% живого вещества состоит из соединений, в который входит водород.

Углерод – порядковый номер 6. Углерод занимает 13 место по распространенности. Содержание углерода в земной коре примерно 0,14 %, а в осадочном чехле примерно 1,4%. Содержание углерода в осадочных породах примерно 80%, а в органическом веществе в среднем 20%. Углерод горит при температуре 300-500⁰С. Углерод при сгорании образует двуокись углерода – СО2 (углекислый газ) и окись углерода СО (угарный газ). Углекислый газ входит в состав атмосферы Земли. Содержание его в воздухе 0,03 по объему. В природе встречается как в свободном состоянии, так и в различных соединениях. Содержание в живом веществе – 18%, в древесине – 50%, в каменном угле – 80%, в нефти – 85%, в антроците – 96%. Углерод был известен в 3 видах: уголь, графит и алмаз. Графит и алмаз содержат практически чистый углерод. Структура кристаллической решетки углерода у графита совсем иная, чем у алмаза.

В графите атомы углерода располагаются слоями внутри которых атомы углерода накапливают пчелиные соты, внутри атомы углерода связаны прочнее, чем между слоями. У алмаза трехмерное расположение атома углерода и они размещаются очень прочно из-за того что каждый атом связывается с 4. В 1985 году группа химиков: Клер, Крото и др. тоже получили Нобелевскую премию по химии. Они при лазерном облучении образца графита получили новое вещество, которое было названо «фуллерен». Название было дано в честь архитектора Фуллера, который в Монреале построил знаменитое сооружение – геодезический купол, ячейки которого представляли собой разные системы, она похожа на футбольный мяч. Атомы углерода содержаться в правильных 5 и 6 угольниках. Углерод представлен в свободном состоянии в виде: угля, алмаза, графита, графена, фуллерена.

12.09.11

Лекция 3.

Уникальность углерода определяется и другими свойствами. Его атомы имеют прочные связи не только с атомами других химических элементов, но и между собой. Углерод образует 4 равнозначные валентные связи, что позволяет ему образовывать многочисленные разнообразные неразветвленные цепи и разветвленные кольца. В связи с этим углерод имеет возможность создавать огромное количество различных структур. Например, из 20 атомов С и 42 атомов Н (С₂₀Н₄₂). Теоретически можно получить 366 000 углеводородов этого состава.

СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₂ – СН₃ – н-пентан (нормальный пентан)

СН₃

СН₃ – СН – СН₂ – СН₃ - изопентан

СН₃

Н₃С – С – СН₃ - неопентан

СН₃

только на этом простейшем примере можно понять какими огромными возможностями обладает С для создания разных по – своему разнообразию веществ. Важно и то что связь атомов углерода между собой, а также с атомами H, O, N и других элементов таблицы Менделеева может разрушаться под действием природных факторов, ферментов, входящих в состав живых организмов, образуя более простые соединения. C, O, H составляют 98% от общей массы живых организмов. Наблюдается постоянный круговорот углерода в природе. В результате процессов фотосинтеза с помощью зеленых растений ежегодно ассимилируется около 100 млрд.тонн углекислого газа. Общее содержание органического углерода в Мировом океане в живой и неживой материи сегодня оценивается 4*10⁹ т и 11*10⁹ т соответственно. Скорость обновления биомассы в результате круговорота углерода. Подавляющая часть биомассы суши обновляется за 14 лет, а биомасса океана всего за 33 дня. Суммарная продукция живого вещества по данным Успенского за все время существования биосферы примерно в 30 раз превосходит суммарную массу осадочных пород на Земле. Более поздние исследования показали более впечатляющие результаты, то что превышение в 150 раз.