Геология нефти и газа Литологическая колонка

Консорциума Н е д р а

слоёчков к подошве слоя, а у кровли косые слоёчки исчезают, и появляется более грубый материал. Косая слоистость морских отложений характеризуется также более крупными размерами и сравнительно небольшим наклоном. На мелководье образуется очень тонкая, переплетающаяся косая слоистость, ориентированная в различных направлениях.

14.Элементы складки. Типы складчатых нарушений.

Складчатые деформации или складки - это волнообразные изгибы пластов без разрыва сплошности пород. Этот тип дислокаций проявлен наиболее широко. Во всех типах складок различают несколько основных элементов.

Часть складки в месте перегиба слоёв называется замком, сводом или ядром. Крылья - боковые части складок,

примыкающие к своду. Угол складки - угол, образованный линиями, являющимися продолжением крыльев складки.

Осевая поверхность складки - воображаемая плоскость, проходящая через точки перегиба слоёв и делящая угол складки пополам. Осевая линия (ось складки) - линия пересечения осевой поверхности с горизонтальной плоскостью или с поверхностью рельефа. Осевая линия характеризует ориентировку складки в плане и определяется азимутом простирания.

Шарнир складки - линия пересечения осевой поверхности складки с поверхностью одного из слоёв, составляющих складку. Он характеризует строение складки вдоль осевой поверхности (по вертикали) и определяется азимутом и углом погружения или воздымания. Размеры складок характеризуются длиной, шириной, высотой. Длина складки - это расстояние вдоль осевой линии между смежными перегибами шарнира. Ширина складки - расстояние между осевыми линиями двух соседних антиклиналей или синклиналей. Высотой складки называется расстояние по вертикали между замком антиклинали и замком смежной с ней синклинали.

В зависимости от положения осевой поверхности в пространстве выделяют следующие разновидности складок.

Прямые складки - осевая поверхность вертикальна, а крылья падают в разные стороны под одинаковыми углами.

Консорциум н е д р а

Консорциума Н е д р а

Наклонные складки - осевая поверхность наклонена к горизонту, а крылья падают в разные стороны под разными

углами.

Опрокинутые складки - осевая поверхность круто наклонена, а крылья падают (наклонены) в одну сторону под разными углами. В этих складках различают нормальное и опрокинутое крылья.

Лежачие складки - осевая поверхность параллельна горизонтальной поверхности. Крылья наклонены в одну сторону под одним углом.

15.Элементы разрывного нарушения. Типы разрывных нарушений.

К нарушениям со смещением относятся сбросы, взбросы, сдвиги и надвиги. Элементами тектонических нарушений являются: сместитель, крылья, угол наклона сместителя амплитуды смещения.

Сместитель – это плоскость, по которой происходит смещение. Угол наклона сместителя может варьировать от нескольких градусов до 80-90o. Крылья – толщи пород, расположенные по обе стороны сместителя. При наклонном положении сместителя крыло, которое располагается над ним, называется висячим крылом, а расположенное под ним – лежачим. Амплитуда смещения – величина относительного перемещения пластов. Различают амплитуду смещения по сместителю, вертикальную, горизонтальную, стратиграфическую.

Одной из наиболее характерных форм разрывных нарушений является сброс. Это нарушение, у которого сместитель наклонён в сторону опущенного крыла (независимо от того, является оно висячим или лежачим). Если же сместитель наклонен в сторону приподнятых пород и уходит под них, то такое нарушение называется взброс. В отличие от описанных типов нарушений сдвигом называется разрывное нарушение, у которого перемещение происходит преимущественно в

Консорциум н е д р а

Консорциума Н е д р а

горизонтальном направлении, а сместитель расположен вертикально. Часто (или почти всегда) сбросы и сдвиги проявляются совместно и называются сбросо-сдвигами и сдвиго-сбросами.

Надвигом называется дислокация с разрывом пластов и надвиганием одного крыла на другое по относительно пологой или горизонтальной плоскости. Это нарушение взбросового типа, возникающее обычно вместе со складчатостью.

Выделяют крутые (более45o), пологие (менее45o) и горизонтальные надвиги. Эти структуры широко проявлены в складчатых областях. Надвиг с большим горизонтальным перемещением называется шарьяжем, у которого висячее крыло может перемещаться на многие километры и даже на десятки километров.

Сбросовые нарушения часто проявляются в виде систем сбросов и взбросов. При этом образуются своеобразные структуры.

Грабен – опущенный участок земной коры ограниченный параллельными сбросами значительной протяжённости.

Горст – приподнятый участок земной коры, заключенный между параллельными разломами.

16.Геохронологическая шкала.

Геохронологи́ческая шкала́ (стратиграфическая шкала) — геологическая временная шкала истории Земли,

применяемая в геологии и палеонтологии, своеобразный календарь для промежутков времени в сотни тысяч и миллионы лет.

Согласно современным общепринятым представлениям, возраст Земли оценивается в 4,5—4,6 млрд лет. На поверхности Земли не обнаружены горные породы или минералы, которые могли бы быть свидетелями образования планеты. Максимальный возраст Земли ограничивается возрастом самых ранних твёрдых образований в Солнечной системе — тугоплавких включений, богатых кальцием и алюминием (CAI) из углистых хондритов. Возраст CAI из

Консорциум н е д р а

Консорциума Н е д р а

метеорита Альенде по результатам современных исследований уран-свинцовым методом составляет 4568,5±0,5 млн лет[1]. На сегодня это лучшая оценка возраста Солнечной системы. Время формирования Земли как планеты может быть позже этой даты на миллионы и даже многие десятки миллионов лет.

Последующее время в истории Земли было разделено на различные временные интервалы. Их границы проведены по важнейшим событиям, происходившим тогда.

Граница между эрами фанерозоя проходит по крупнейшим эволюционным событиям — глобальным вымираниям.

Палеозой отделён от мезозоя крупнейшим за историю Земли пермо-триасовым вымиранием видов. Мезозой отделён от кайнозоя мел-палеогеновым вымиранием.

17.Каустобиолиты.

Каустобиоли́ты (от греч. καυστός — «горючий», βίος — «жизнь» и λίθος — «камень») — горючие полезные ископаемые, биолиты, содержащие большое количество углерода, органического происхождения, представляющие собой продукты преобразования остатков растительных, реже животных, организмов под воздействием геологических факторов.

По современным представлениям делятся на сингенетичные (поступившие в осадок вместе с основной формирующей массой) каустобиолиты угольного ряда (торф, ископаемые угли, горючие сланцы, янтарь, шунгиты), и эпигенетичные

(внедрившиеся в породу в постседиментационном этапе) каустобиолиты нефтяного и нафтоидного ряда (природные битумы: нефти, мальты, асфальты, озокерит, природный газ).

Консорциум н е д р а

Консорциума Н е д р а

При полном отсутствии кислорода возникают сапропелиты, являющиеся в частных случаях источником происхождения нефти. Твердые каустобиолиты образуют ряд пород с повышающимся количеством углерода (торф-60%,

бурый уголь - 70%, каменный уголь - 82% и антрацит - 94%).

Из каустобиолитов можно особо выделить большую группу пород, используемых как ископаемое топливо: нефть,

каменный уголь, горючий сланец, природный газ и его гидраты, торф и другие горючие минералы и вещества, имеющих большую важность для человечества.

18.Состав и свойства нефти.

Сложная смесь алканов, некоторых цикланов и аренов, а также кислородных, сернистых и азотистых соединений. В

ее составе обнаруживается свыше 1000 индивидуальных органических веществ, содержащих 83-87% углерода, 12-14%

водорода, 0,5-6,0% серы, 0,02-1,7% азота и 0,005-3,6% кислорода и незначительную примесь минеральных соединений;

зольность нефти не превышает 0,1 %. Различают легкую (0,65-0,87 г/см3), среднюю (0,871-0,910 г/см3) и тяжелую (0,910-

1,05 г/см3) нефть. Теплота сгорания 43,7-46,2 МДж/кг (10400-11000 ккал/кг).

В составе нефти выделяют легкие фракции (начало кипения 200° С), где преобладают метановые углеводороды

(алканы). Содержание легких фракций в нефтях разных месторождений и даже разных продуктивных горизонтов одного и того же месторождения сильно изменяются. Существенное значение в составе нефтей имеют циклоалканы и ароматические углеводороды (арены - СnНm).

Ароматические углеводороды - наиболее токсичные компоненты нефти. Они являются хроническими токсикантами.

В частности, к очень активным и быстродействующим токсикантам относятся низкокипящие арены - бензол, ксилол,

толуол и др. Многие ароматические углеводороды характеризуются ярко выраженной мутагенвостью и

Консорциум н е д р а

Консорциума Н е д р а

канцерогенностью. Наиболее опасна группа полиароматических углеводородов. Содержание одного из наиболее токсичных соединений - 3,4 бензпирена в нефтях колеблется от 250 до 8050 млрд-1

Одним из значительных компонентов нефти являются твердые метановые углеводороды (парафины), содержание которых может достигать 15-20%. Парафины содержатся практически во всех нефтях. По содержанию парафинов выделяются три группы нефтей: малопарафиновые (парафина - до 1,5%), парафиновые (1,5-6,0%), высокопарафиновые

(более 6%)

В нефтях идентифицированы фенантрены, хризены, пирены, бензпирены, тетрафены К неуглеводородным компонентам нефти относятся смолы и асфальтены, играющие очень важную роль в

химической активности нефти. Их содержание колеблется от 1-2 до 6-40%. С этими группами соединений связана основная часть микроэлементов нефти. Наиболее высоки концентрации V и Ni, а на отдельных месторождениях в нефтях и углеводородных газах довольно много Hg и As.

Основные физические свойства нефти это:

плотность

вязкость молекулярная масса

температура застывания температура вспышки температура воспламенения тепловые свойства

Консорциум н е д р а

Консорциума Н е д р а

оптические свойства электрические свойства

19.Состав и свойства природного газа.

Природный газ – это полезное ископаемое в газообразном состоянии. Оно используется в очень широких пределах в качестве топлива. Но сам природный газ как таковой не используется как топливо, из него выделяют его составляющие для отдельного использования.

Состав природного газа До 98% природного газа составляет метан, также в его состав входят гомологи метана - этан, пропан и бутан. Иногда

могут присутствовать углекислый газ, сероводород и гелий. Таков состав природного газа.

Физические свойства Природный газ бесцветен и не имеет запаха (в том случае, если не имеет в своём составе сероводорода), он легче

воздуха. Горюч и взрывоопасен.

Плотность:

от 0,68 до 0,85 кг/м³ (сухой газообразный); 400 кг/м³ (жидкий).

Температура самовозгорания: 650 °C;

Температуры конденсации-испарения −161,5 °С;

Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом от 4,4 % до 17 % объёмных;

Удельная теплота сгорания: 28—46 МДж/м³ (6,7—11,0 Мкал/м³) (то есть 8-12 кВт·ч/м³);

Консорциум н е д р а

Консорциума Н е д р а

Октановое число при использовании в двигателях внутреннего сгорания: 120—130.

Легче воздуха в 1,8 раза, поэтому при утечке не собирается в низинах, а поднимается вверх.

20.Органическая теория образования нефти и газа.

Сущность органической теории происхождения нефти заключается в том, что нефть и газ образуются из органического вещества, находящегося в рассеянном состоянии в осадочных породах. Считается, что основным органическим материалом, накапливающимся в осадочных породах, являются отмершие остатки микрофлоры и микрофауны (планктон, бентос и др.), развивающиеся в морской воде, к которым примешивались остатки животного и растительного мира.

21.Концепция неорганического происхождения нефти и газа.

Советская гипотеза глубинного абиогенного происхождения нефти из первичных минералов планеты. Основы гипотезы были представлены Н. А. Кудрявцевым в выступлениях на всесоюзных нефтяных конференциях, и в статье 1951

года.

Несмотря на популярность в русскоязычной науке, крупнейшие нефтяные залежи волжского и уральского регионов были открыты до популяризации гипотезы; предсказания теорий Кудрявцева и Порфирьева были слишком абстрактными и расплывчатыми, чтобы помочь в открытии залежей.

Гипотеза Томаса Голда о происхождении нефти из глубинного метана, исходящего из мантии Земли, публиковалась в 1979—1998 годах. Голд допускал, что этот метан может частично перерабатываться при участии микроорганизмов

(глубокая горячая биосфера), что, по его мнению, должно объяснять наличие биомаркеров в нефти. Однако, для существования бактерий требуется температура не выше 110—150 градусов цельсия на глубинах не более 5-10 км, но

Консорциум н е д р а

Консорциума Н е д р а

преобразование метана в более сложные углеводороды происходит лишь при давлениях более 30 килобар,

соответствующим глубинам порядка сотни километров.

Теории неорганического нефтеобразования имеют то преимущество, что позволяют объяснить наличие определённого количества водорода в сырой нефти. Как правило, морские органические вещества содержат примерно 7- 10 % водорода, а сырая нефть содержит 11-15 % водорода. Одной из задач теории органического происхождения является демонстрация источника водорода, необходимого для заполнения этого пробела. Свободный водород обычно не обнаруживается в осадочных породах, возможно, потому, что водород является самым лёгким из всех газов, а также самым мобильным. Он может проникать в горные породы, которые непроницаемы для других газов и, таким образом, уходят.

Кроме того, это один из самых активных элементов. Однако свободный водород выделяется в больших объёмах и обнаруживается в фумаролах. Образование вулканического водорода можно объяснить возможным восстановлением воды с помощью магнетита (который окисляется до гематита) из перегретого пара по следующей реакции:

2Fзe3O4+H2O → 3Fe2O3+H2

Предполагается, что полученный таким образом водород проходит через горные породы земной коры и вступает в контакт с органическими веществами в субкапиллярных порах сланцев и в капиллярных порах песчаников. Водород может соединяться с этими веществами с образованием углеводородов. Возможно, что гидрирование органических нефтяных веществ происходит в природе с использованием водорода, отделённого от неорганических веществ. Однако,

по всей вероятности, этот водород является продуктом бактериальной активности.

Консорциум н е д р а