6 семестр / ТО пс разв.НиГ / теория разведки залежей НиГ / ГЕОЛОГИЯ НГМ_Лекции Сокращенные 2013
.pdf
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
ГЕОЛОГИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Часть 2
Москаленко Валерия Александровна mva.66@mail.ru 8-952-809-1467
2009
1
Общие сведения о горючих ископаемых
Каустобиолиты
(от греч. кausto – горючий, bios – органического происхождения, litos – камень)
-продукт преобразования растительных, реже животных, организмов под воздействием геологических факторов.
Основные элементы:
С, Н,
гетероэлементы (O, N, S, P, V, W, Zn Ni, Fe, Hg, U, Re и др.)
Гетеромолекулярность – нет определенных точек плавления и кипения, постепенный переход из одного агрегатного состояния в другое.
Увеличение размера (длины) молекул отражается на уменьшении летучести каустобиолита, а агрегатное состояние изменяется от газа к твердому веществу. 2
Положение каустобиолитов среди горных пород
(по И.О. Броду и Н.А. Еременко)
Осадочные горные породы
Органогенные |
|
Хемогенные |
|
Терригенные |
|
|
|
|
(обломочные) |
|
|
|
|
|
Акаустобиолиты Каустобиолиты
1. По типам исходного органического вещества (Г. Потонье, Германия, 1888г.)
1.1.Гуммиты
(высшие наземные растения: углеводы, лигнин)
1.2.Сапропелиты
(планктон: жиры, белки, хитин)
1.3.Липтобиолиты
(высшие наземные растения: воск, смола, кутикулы)
Генетическая классификация каустобиолитов
(В.А.Успенский и О.А Радченко)
3
Классификация каустобиолитов
по агрегатному состоянию
Углеводородные
газы
Единицы измерения нефти
1 барель = 0,136 тонны нефти
1 тонна ~ 7,35 бареля тонна нефти Brent = 7,589 барреля тонна нефти Urals = 7,3 барреля
Каустобиолиты
|
|
|
|
Нефть |
|
Твердые каустобиолиты |
|
|
|
|
|
Сапропелит
Торф
Уголь
Гоючие сланцы
Продукты природного преобразования нефтей
Международные названия марок нефти
Нефть марки Brent составляет 1 % от мировой добычи. Российская Urals соответствует нефти Brent,
IPE Brent Crude,
Техасская Light Sweet, Crude Oil, WTI/Light Sweet Forties и Oseberg
алжирская "Сахаран бленд", индонезийская "Майнас", нигерийская "Бонни лайт", саудовская "Арэбиэн лайт",
2.Углеводороды нефтяного ряда
2.1.Нефть. Химический состав и физические свойства
Нефть – это природная смесь, состоящая преимущественно из углеводородных соединений метановой, нафтеновой и ароматической групп, которые в пластовых и стандартных условиях находятся в жидкой фазе.
Нефть - это жидкие гидрофобные продукты процесса фоссилизации органического вещества пород, захороненного в субаквальных отложениях.
(Н.Б. Вассоевич).
Фоссилизация - процесс превращения остатков вымерших животных и растений в окаменелости путем замещения органических веществ минеральными.
В химическом отношении нефть - сложный природный углеводородный раствор растворитель - легкие УВ растворенные вещества: тяжелые УВ, смолы, асфальтены.
Характерные свойства этой системы: гидрофобность и способность перемещаться в недрах.
Природные преобразования нефти
Генетический ряд преобразования первичных нефтей в зоне гипергенеза :
Нафтиды: мальта – асфальт – асфальтит – кериты - антраксолиты - оксикерит - гуминокерит
Глубокое субаэральное выветривание нафтидов приводит в конечном итоге к полному исчезновению нафтидов этого ряда.
Нафтоиды: озокерит, асфальтенит
Природный горючий газ
Горючие газы – природная смесь углеводородных и неуглеводородных соединений и элементов находящихся в пластовых условиях в газообразной фазе, либо в растворенном в воде или нефти виде. А в стандартных условиях только в газообразной фазе. Основными компонентам газа являются метан (СН4) и его гомологи - этан (С2Н6), пропан (С3Н8), бутан (С4Н10)
Неуглеводородные компоненты
углекислый газ (СО2) азот (N) сероводород (H2S)
Инертные газы
гелий (Не) аргон (Аr)
Плотность газов, кг/м3
Воздуха – 1,293 Метана – 0,554 Этана – 1,05 Пропана – 1,55
Диоксид углерода – 1,53 Сероводород – 1,18
Состав природных газов
(по Б.А.Соколову)
«Коэффициент сухости» (СН4/С2+n)
Сухой газ - газовых месторождений
Метана > 85% Этана < 10%
Пропан, бутан – до 0,2% Конденсата < 10см3/м3 Углекислый газ, азот и сероводород
Тощий газ
Преимущественно метановый
Конденсата = 10 – 30 см3/м3
Жирный газ – попутный газ нефтяных месторождений
Этан + пропан + бутан до 50% Конденсата = 30 – 90 см3/м3
Растворимость газа
Коэффициент растворимости газов в воде зависит от ее температуры и минерализации. |
|
С ростом минерализации растворимость снижается. |
|
При t до +90оС. Чем ниже t, тем больше растворимость. |
|
При t выше +90оС. Чем выше t, тем больше растворимость. |
|
На растворимость газа в нефти влияют температура, давление, состав газа и нефти |
|
Растворимость УВ газов в нефти ~ в 10 раз больше, чем в воде. |
|
Жирный газ лучше растворяется в нефти, чем сухой. |
7 |
Легкая нефть растворяет больше газа, чем тяжелая |
Физические свойства газа
Газонасыщенность (Г)
Газовый фактор (Гф) – показатель газонасыщенности нефти.
Газовый фактор пластовой нефти до 500м3/м3. Максимальный газовый фактор пластовых вод
Гф = 10м3/м3.
Рентабельна добыча газа из вод при Гф= 5 м3/м3. Вблизи контура газоконденсатных залежей
Гф = 2-4 м3/м3
В Западной Сибири газонасыщенность подземных вод УВ газами до глубины 3 км 0,3 – 1,5 м3/м3.
8
Газоконденсат
- природная смесь легких УВ (преимущественно метановых) соединений в жидком состоянии при определенных термобарических условиях.
Основные компоненты выкипают до 150 - 200оС
Плотность - 0,620 - 0,825г/см3
Углеводороды - более 90% Смолы - не более 5%
Асфальтены – десятые, сотые доли %
9
Газоконденсат
Сырой конденсат представляет собой жидкость, которая выпадает из газа непосредственно в промысловых сепараторах при давлении и температуре сепарации
Стабильный конденсат состоит только из жидких УВ - пентана и высших
Параметры залежей газоконденсата |
|
Min температуры и давления 25о и 7,5 МПа |
|
Max температуры и давления 195о и 62 МПа |
|
Газоконденсатный фактор (ГКФ) - количество газа, из |
|
которого добывается 1м3 конденсата. |
|
ГКФ колеблется от п·10 до 25000 см3/м3 для разных |
|
месторождений |
10 |