Геология нефти и газа лекции
.pdf
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
«Геология нефти и газа».
2. Геология нефти и газа изучает происхождение, условия залега-
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ния иных недрах и геологическую историю этих полезных ископаемых, на ее основе разрабатывается научная база поисков, разведки и разработки скоплений нефти и газа.
Целью курса «Геология нефти и газа» является создание базы понятий и определений, образующих фундаментальную основу науки - основами знаний о свойствах и составе углеводородов, их классификации, о происхождении углеводородов, о процессах формирования и закономерностях размещения месторождений нефти и газа.
В становлении и развитии геологии нефти и газа в СССР большую роль сыграли русские и советские ученые — А.Д. Архангельский, Д.В. Голубятников, И.М. Губкин и многие другие. Особенно большое значение имели работы И.М. Губкина — одного из основоположников российской нефтяной геологической науки. Видный государственный деятель, академик, организатор высшего нефтяного обра-зования в СССР. Развивая творческое наследие И.М. Губкина, российские ученые и производственники достигли больших успе-хов в познании основных закономерностей распространения неф-ти и газа в земных недрах, в изучении вопросов происхождения и условий формирования залежей нефти и газа.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
3. Нефть известна с Давних времен. В России ее использовали для отопления, а также как медицинское средство против ревматизма и различных кожных заболеваний. Чудесные целебные свойства нафталанской нефти используются и в настоящее время. На базе источников нефти в Нафталане построен санаторий.
В1823 г. братьями Василием, Герасимом и Макаром Дубиниными в Моздоке был построен кустарный нефтеперегонный завод, на котором из нефти получали керосин для освещения. Нефть для завода добывали из колодцев в районе Вознесенки.
В1859 г. В. А. Кокаревым близ с. Сураханы был построен значительно более совершенный и крупный нефтеперегонный завод. На этом заводе под наблюдением Д. И. Менделеева были налажены промышленное производство керосина и его очистка. Производство керосина в США началось только в 1861 г. После изобретения инженером Шуховым форсунки для бездымного сгорания нефтяного мазута, что позволило сжигать мазут в топках котлов без копоти и дыма нефть стала прежде всего источником тепловой энергии.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
4. До конца XIX в. бензиновые фракции не находили применения, и получаемый бензин как побочный продукт сливали в заброшенные скважины или сжигали в амбарах. Но с развитием двигателей внутреннего сгорания в начале XX в. наибольшим спросом стал пользоваться бензин. Из нефти и газа получают тысячи химических соединений, часть которых ранее производилась из животного жира и зерна.
Непрерывный рост потребления нефтепродуктов требует восстановления запасов нефти. Развитие нефтяной промышленности в основном зависит от непрерывного открытия новых месторождений и увеличения разведанных запасов.
Поиски и разведка месторождений нефти и газа требуют изучения сочетаний разнообразных геологических условий.
В предлагаемом лекционном курсе даны основные понятия по геологии нефти. Геология нефти является отраслью геологии, которая занимается изучением форм скоплений нефти и газа в недрах Земли, закономерностей их размещения, условий их возникновения, преобразования и разрушения. Геология нефти лежит в основе таких отраслевых наук, как поиски, разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 |
|
Гипергенез в недрах. |
|
Сначала анаэробный, |
|
затем аэробный |
Остаточные породы |
|
|
Гипергенез (выветривание) |
|
на поверхности. Денудация |
|
Перенос исходного для осадков вещества |
|
П о д н я т и е, ведущее к завершению цикла литогенеза
Прерванный цикл
Укороченный цикл
Полный цикл
Седиментогенез |
|
|
|
|
(образование осадка) |
|
|
|
|
Диагенез - |
|
|
|
|
преобразование осад ка в породу |
||||
T = 10-25 |
0 |
С |
|
|
|
|
|||
Катагенез - |
|
|
|
|
изменение пород под |
||||
влиянием температуры и давления |
||||
T = 300-350 |
0 |
С |
||
|
||||
T = 500-800 |
0 |
С |
|
||
Ультраметагенез (ультраметаморфизм) |
||
- расплавление, переход в магму |
||
Рис. Последовательность стадий литогенеза
5слайд
Вцикле литогенеза различают
|
|
|
5 стадий: |
|
|
|
|
|
1. Гипергенез |
– образование |
и |
||||
|
|
мобилизация |
|
|
исходного |
||
п О |
|
вещества |
осадков |
в |
процессе |
||
|
физического |
и |
химического |
||||
с у |
|
разрушения материнских пород |
|||||
а к |
|
и его перенос к месту |
|||||
и н |
|
захоронения. |
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Седиментогенез |
– |
||||
|
|
поступление |
осадков |
в |
|||
|
|
конечные |
водоемы |
стока |
и |
||
окончательное осаждение.
3.Диагенез – физико-химическое уравновешивание насыщенного водой осадка, завершающееся преобразованием его в осадочную горную породу.
4.Катагенез (иногда эпигенез) – дальнейшее изменение породы по мере увеличения глубины ее захоронения под влиянием возрастающих температуры и давления, а в некоторых случаях и воздействия водных растворов и газов.
5.Метагенез (или собственно метаморфизм) – последующее преобразование
состава пород при дальнейшем их погружении.
vk.com/club152685050 | vk.com/id4464259436 слайд
Рис. Схема расположения различных зон литогенеза в разрезе верхней части земной коры, по Р.У. Фербриджу
•В земной коре стадиям литогенеза отвечают одноименные зоны литогенеза, в пределах которых из образованных осадков возникают осадочные горные породы и осадочные полезные ископаемые. Процессы изменения осадков и формирования горных пород происходят на поверхности земли и в водных бассейнах в результате комплекса механических, физических, биологических и химических превращений.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 |
Гипергенез |
7 слайд |
Является начальной стадией прогрессивного литогенетического цикла, предысторией седиментогенеза.
Характерная особенность гипергенеза - он осуществляется в термобарических условиях, свойственных земной поверхности.
На стадии гипергенеза осуществляется:
|
|
|
|
3) формирование |
1) изменение |
|
2) образование особых |
|
|
|
типов пород |
|
исходного материала |
|
ранее |
|
|
||
|
(остаточных), |
|
для осадков, |
|
образовавшихся |
|
|
||
|
минуя стадию |
|
превращающихся затем |
|
горных пород |
|
|
||
|
седиментогенеза |
|
в осадочные горные породы |
|
|
|
|
Изменение ранее образовавшихся горных пород, образование остаточных пород и формирование исходного материала для
осадков происходит в результате выветривания.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
8 слайд Разночтения в определении границ стадий литогенеза были
учтены
Н.Б. Вассоевичем (с учетом данных Н.В. Лопатина, А.Э. Конторовича, С.Г. Неручева, В.И. Ручнова, В.В. Чернышова и др.) в обобщенной схеме
стадий, подстадий (этапов) и градаций литогенеза.
Стадия седиментогенеза
|
Стадия диагенеза |
Подстадия аэробногодиагенеза |
|||||
|
Глубина 100–200 м. Температура 10–25˚ С |
|
Подстадияанаэробногодиагенеза |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подстадия протокатагенеза – ПК |
|
Градация |
ПК1 (0,5) |
||
|
|
Соответствует буроугольному этапу углефикации |
ПК3 (1,5) |
||||
|
|
|
ПК2 (1) |
||||
|
|
Глубина 1–3 км. Температура 50–70˚ С |
|
|
|||
|
катагенезаСтадия |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подстадия мезокатагенеза – МК |
|
Градация |
МК1 (1) |
|||
|
Соответствует степени углефикации по шкале для |
|
|
||||
|
|
|
МК2 (1,5) |
||||
|
|
Донбасса от «Д» до «ОС» включительно |
|
|
|||
|
|
|
|
МК3 (0,9) |
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Глубина 2,7–8 км. Температура 210–280˚ С |
|
МК4 (0,9) |
|||
|
|
|
|
|
|
МК5 (0,5) |
|
|
|
Подстадия апокатагенеза – АК |
|
Градация |
АК1 (2,5) |
||
|
|
Отвечает стадии «метаморфизма» каменных углей |
|
|
|||
|
|
|
АК2 (3,5) |
||||
|
|
от «Т» до «А» включительно |
|
|
|||
|
|
|
|
АК3 (8) |
|||
|
|
Глубина 5–15 км. Температура 300–350˚ С |
|
||||
|
|
|
|
|
|
АК4 (11) |
|
Стадия метагенеза (регионального метаморфизма). Графитизация
vk9.com/club152685050слайд В формировании| vk.com/id446425943многокомпонентного состава нефти ведущая роль отводится термокаталитическому преобразованию РОВ при катагенезе.
Вэтом процессе Вассоевич и др. выделяют три стадии:
1)подготовительную, соответствующая диагенезу и раннему катагенезу;
2)главную, отвечающая начальному этапу среднего катагенеза;
3)затухающую, соответствующая позднему катагенезу.
Схема генерации нефти и газа из ОВ на стадии катагенеза (по Н.Б. Вассоевичу, С.Г. Неручеву).
|
Стадии и |
Зона генерации УВ |
Температура |
Средняя глубина (км) зон |
|
|
подстадии |
и масштабы их генерации |
|
генерации в осадочных |
Стадии |
|
|
бассейнах, осушенных |
|
||
|
|
|
формирования |
||
|
литогенеза |
|
ºС |
||
|
|
или покрытых |
|
||
|
|
|
нефти |
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
мелководными морями |
|
|
Диагенез |
Диагенетическая, |
10…20 |
0,1…0,5 |
|
|
|
газогенерирующая |
|
|
Подгото- |
Ка ранний |
Катагенетическая верхняя, |
20…65 |
0,5…1,5 |
вительная |
|
та |
|
газогенерируюшяя |
|
|
|
ге |
средний |
Катагенетическая, |
|
|
|
не |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
з |
|
нефтегазогенерирующая |
150…250 |
|
|
Катагенез |
|
|
|
||
|
|
|
65…150 |
1,5…5 |
Главная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5…7 |
|
|
поздний |
Катагенетическая нижняя, |
250…350 |
7…9 |
Затухающая |
|
|
газогенерирующая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Метагенез |
«Газового дыхания» |
> 350 |
> 9 |
|
(метаморфизм) |
|
|
|
|
|
Жидкие углеводороды |
Газообразные углеводороды |
vk.com/club15268505010 слайд | vk.com/id446425943
5. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О КАУСТОБИОЛИТАХ
Горные породы и минеральные вещества, образовавшиеся в результате жизнедеятельности организмов, называются биолитами (от греческих слов биос — жизнь, литое — камень).
Биолиты, которые не горят, как например мел, органогенный известняк, называются акаустобиолитами. Биолиты, обладающие способностью гореть, называются каустобиолитами (каустос — горение). Примерами последних могут служить каменный уголь, нефть, горючие сланцы, торф, асфальтиты, озокерит. Способность биолитов гореть определяется содержанием в них преобразованного в соответствующих условиях органического вещества, состоящего в основном из углерода, водорода и кислорода. Количество углерода в каустобиолитах изменяется в очень широких пределах — от немногих единиц до 95 и даже 100%. Остальная часть каустобиолитов состоит из неорганического минерального вещества. Углерод попадает в каустобиолиты из животных и растительных организмов.
Поскольку условия накопления и дальнейшего преобразования органического материала в природе весьма различны, образующиеся каустобиолиты также отличаются большим разнообразием: между крайними членами — антрацитами (группа углей) и нефтями (группа битумов) имеется ряд переходных типов (табл. 1).