Геология нефти и газ ответы

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1) Содержание науки Геология

Геология, как наука, появилась практически сразу после появления человека, и входила в философию. Сам термин геология появился около 200 лет назад.

Геология – это наука о строении Земли, ее составе и развитии, процессами, протекающими в недрах и на поверхности, о формировании и размещении на Земле месторождений полезных ископаемых.

2) Подразделения дисциплины геология

Геология представляет собой комплекс знаний, в составе которых выделяются следующие науки:

1)Кристаллография – изучает кристаллы

2)Минералогия – изучает минералы

3)Геммология – изучает драгоценные камни

4)Литология – изучает горные породы (осадочные)

5)Петрография – изучает горные породы (магматические)

6)Тектоника – изучает движение земной коры

7)Гидрогеология – изучает воду как ископаемое

8)Стратиграфия – изучает особенности чередования пластов пород в земной коре

9)Палеонтология – изучает остатки живых организмов прошлого для геологических целей.

10)Геология нефти и газа – изучает геологические особенности м/р нефти и газа (их образования и залегания)

11)Геология полезных ископаемых – изучает полезные ископаемые

12)Петрофизика – изучает физические свойства горных пород и минералов

13)Геофизика – изучает физические свойства комплексов пород

иминералов в земной коре

1

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

3)Значение геологических знаний

Современная геология служит теоретической основой для поисков/разведки/разработки всех видов полезных ископаемых, в практическая геология создает сырьевую базу промышленной индустрии.

4) Прямые методы изучения геологических объектов

1)Физические

2)Химические

3)Оптические

идр. методы исследования каменных материалов. При этом выясняют состав, строение, особенности образования и существования этих материалов. Изучаются физические и химические свойства пород и минералов.

5) Понятие о гравиразведке

Гравиразведка – метод, основанный на изучении силы тяжести на поверхности Земли, или близь поверхности Земли (единица измерения

– 1 Гал = 1 м/c2).

Как известно, в среднем на планете g=9,8 м/c2. В каждой точке поверхности Земли g имеет своё значение, отличающееся от среднего в 5ом, 6ом, 7ом знаке после запятой. Оно (g) определяется плотностью пород, залегающих в недрах ниже точки наблюдений.

В рамках проведения методов гравиразведки на участках съемки располагают систему гравиметров. Они измеряют значение g. На основе данных вычислений можно построить гравиметрическую карту, на которой могут выделиться положительные и отрицательные аномалии.

6) Понятие о магниторазведке

Магниторазведка – метод, основанный на сравнительном дистанционном изучении магнитных свойств веществ Земли. Многие породы и минералы содержат в себе части Fe, и, как следствие, обладают магнитными свойствами. Эти свойства замеряются и устанавливается на поверхности магнетометрами. По результатам замеров составляют магнитометрическую карту, на которой могут выделиться положительные или отрицательные аномалии.

2

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Положительные аномалии могут быть вызваны залегающими в недрах железосодержащими породами.

7) Понятие о сейсморазведке

Сейсморазведка – метод, основанный на изучении распространения сейсмических волн в

толще Земли. Эти волны вызываются

искусственными взрывом и с разной скоростью проходят через разного состава породы. На границах разделов

между массивами горных пород они частично преломляются, частично

отражаются и возвращаются к

поверхности. Здесь их улавливает система сейсмографов. Полученные

данные интерпретируются. В результате можно с высокой вероятностью определить состав залегающих под участком съемки пород (состав определяется скоростью прохождения сейсмоволн) и структуру земной коры.

8) Понятие об электроразведке

Электроразведка (аналог сейсморазведки) – метод, основанный на изучении проходящих через земное вещество искусственно возбужденных моделированных электроволн. На земной поверхности такие волны создаются специально и фиксируют вещества с различной удельной электропроводностью.

Эти волны частично отражаются, частично улавливаются специальными приборами. Интерпретация резонансов дает возможность определить структуру земной коры и состав пород под участком съемки.

9) Земля как планета

Плутон – не планета. Итого в солнечной системе – 8 планет. Земля – 3 планета из 8. За ее форму принимают 3х осный

эллипсоид – геоид, поверхность которого на океанах совпадает с поверхностью воды, а на материках с воображаемой поверхностью воды, как если бы сюда продолжались океаны.

Расстояние до Солнца – 149,6 млн. км.

3

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Rполярный – 6356,78 км Rэкваторный – 6378, 16 км

Площадь поверхности – 510 млн. км2. Объем Земли – 5,08 * 1024 кг.

t° в ядре – 5000-6000 °C

10) Геосферы Земли, их свойства

Геосферы (от греч. гео — «Земля», сфера — «шар») — географические концентрические оболочки (сплошные или прерывистые), из которых состоит планета Земля.

Выделяются следующие геосферы:

атмосфера, гидросфера, литосфера, земная кора, мантия и ядро Земли.

Ядро Земли делится на внешнее ядро (жидкое) и центральное —

субъядро (твёрдое)

Верхняя оболочка Земли – земная

кора, имеет мощность от 5-80 км.

Нижняя граница земной коры и верхняя граница мантии получила

название «поверхность Махоровичича».

Земная кора + поверхность Махоровичича + верхняя часть мантии образуют литосферу. Её мощность под континентами составляет примерно 150 км, а под океаном около 90 км.

Сейчас считается, что ядро состоит из Ni и Fe, и верхняя часть ядра находится в расплавленном состоянии, а внутренний слой (около 1250 км.) – твердое железное ядро. Плотность ядра составляет 10 000 кг/м3 (1,7 % массы Земли). Граница между Внешней и внутренней части ядра проходит толщиной около 5 км на расстоянии примерно 1220 км от центра.

Мантия – первичная земная материя, включает в себя свойства жидкости и твердого вещества. Располагается между земной корой и ядром. В мантии протекает процесс дифференциации, когда тяжелые элементы стремятся опуститься в ядро, а легкие (O2, C и т.д)

поднимаются в земную кору.

Верхняя мантия протягивается на глубину до 400 км. В пределах этого слоя, в интервале глубин от 100-120 до 350-400 км под континентами и на глубине от 50-60 до 400 км под океанами, скорость продольных сейсмических волн не возрастает, а скорость поперечных

4

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

волн - даже падает. Это может указывать на уменьшение вязкости вещества, и, возможно, на его частично расплавленное состояние. Эта зона внутри верхней мантии получила название астеносфера («ослабленная сфера»), в отличие от верхней твердой литосферы. В астеносферном слое располагаются первичные очаги вулканизма и проявляются процессы, приводящие к тектоническим движениям в земной коре.

Средняя мантия охватывает глубины Земли от 400 до 900 км. В этом слое скорости прохождения сейсмических волн резко возрастают (с 8,5 км/с до 11,2 км/с), что указывает на значительное увеличение плотности и вязкости вещества. Этот слой назван слоем Голицына.

Нижняя мантия располагается на глубинах от 670 до 2900 км; здесь скорости сейсмических волн с глубиной возрастают медленно, но тем не менее достигают здесь максимальных для нашей планеты значений: продольная скорость увеличивается до 13,6 км/с, а поперечная - до 7,3 км/с. Полагают, что относительно равномерное нарастание скорости с глубиной связано только с ростом давления и свидетельствует об относительно однородном строении нижней мантии. В низах этого слоя, на глубине 2700-2900 км выделяется переходная оболочка (поверхность Вихерта-Гутенбрега), отличающаяся по свойствам от всей остальной нижней мантии. Здесь отмечается некоторое снижение скорости продольных волн, что, вероятно, связано с переходом к внешнему ядру.

Атмосфера (от. греч. атмос — «пар» и сфера — «шар») — газовая оболочка небесного тела, удерживаемая около него гравитацией.

Гидросфера (от. греч. гидро – «вода» и сфера – «шар») - водная оболочка Земли, совокупность всех её водных запасов.

11) Границы раздела между геосферами Земли

Граница (поверхность) Мохоровичича (сокращённо Мохо) – поверхность между нижней границей земной коры и верхнего слоя мантии, на которой происходит резкое увеличение скоростей продольных сейсмических волн с 6,7—7,6 до 7,9—8,2 км/сек, и поперечных — с 3,6—4,2 до 4,4—4,7 км/сек. Плотность вещества также возрастает скачком.

Поверхность Мохоровичича прослеживается по всему Земному шару на глубине от 7 до 70 км. Она может не совпадать с границей

5

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

земной коры и мантии, вероятнее всего, являясь границей раздела слоёв различного химического состава. Поверхность, как правило, повторяет рельеф местности.

Установлена в 1909 году хорватским геофизиком и сейсмологом Андреем Мохоровичичем на основании сейсмических данных.

Следующее по интенсивности отражение наблюдается на глубине 2900 км. Эта поверхность получила название Вихерта – Гутенберга. Происходит скачкообразное снижение скорости распространения продольных волн от 13,6 до 8,1 км/с и полное затухание поперечных сейсмических волн. Это определяет специфику прохождения ядра продольными волнами, испытывающими внутри него отклонение к центру Земли. Отсюда можно сделать вывод, что ниже лежит жидкое ядро: в жидкостях поперечные волны не распространяются. Этот слой расплавленного металла называют внешним ядром. В центре Земли находится твердое железное ядро плотностью около 10 000 кг/м3 (1,7 % массы Земли). Граница между ними толщиной около 5 км проходит на расстоянии примерно 1220 км от центра Земли.

12) Типы земной коры (НАЙТИ ОПИСАНИЕ)

Земная кора – наиболее важная и мобильная часть Земли. Всего выделяют два типа земной

котором происходит переход от одного вида земной коры к другому с появлением гранитного слоя. Максимальная мощность Земли – до 80 км. – образуется под горами. Эти места называются корнями гор.

13) Химический состав земной коры

Для определения химического состава веществ в земной коре были собраны десятки тысяч химических анализов земного вещества из всех стран и регионов. Американский ученый Кларк первый обработал эти результаты, провел их сведение, сравнение и вычислил среднее содержание основных элементов таблицы Менделеева в земной коре.

Сейчас среднее значение содержащегося того или иного элемента в земной коре носит название Кларк. Кларки самых распространенных элементов, содержащихся в земной коре, следующие (по Виноградову):

6

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

14) Тепловое поле Земли (НАЙТИ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ)

Тепловое поле Земли на поверхности определяется излучением солнца. Подсчитано, что за 1 секунду на Землю поступает энергия солнца примерно равная энергии сжигания 1 млрд. тонн нефти. Именно энергия солнца питает все поверхностные геологические процессы. Влияние солнечной энергии распространяется до глубины нескольких сотен метров. Ниже основную роль начинают играть глубинные факторы, и t° начинает закономерно повышаться. Скорость этого повышения зависит от 2х факторов:

1)Геотермический эффект, т.е. прирост t° с погружением на 100 метров. В среднем на планете он равен около 3х градусов. Но весьма различается в разных районах. Например, в Мск ~ 1 °С, а на Камчатке ~ 32,5 °С.

2)Геотермическая ступень – это глубина, на которую надо погрузиться, чтобы t° выросла на 1°С. В среднем на Земле ступень = 33 метрам. В Мск ~ 100 м. На камчатке ~ 3м.

Эти параметры довольно постоянны до глубины 4-5 км., а глубже значение геотермического градиента (эффекта) падает, а ступени – растет. В ядре t° = 5000-6000 °C

Источники внутреннего тепла таковы:

1)Гравитационная дифференциация веществ мантии, в результате которой легкие элементы всплывают к коре, а тяжелые элементы опускаются к земному ядру.

2)Боковое движение вещества в мантии

3)Распад радиоактивных элементов в составе земной коры и мантии, которое идет с выделением тепла в виде γ излучения

15)Время в геологии

Геохронология – наука, занимающаяся разделением геологического времени на условные отрезки, имеющие собственные названия и расположенные в определенной последовательности.

Земля имеет возраст примерно 4,5 млрд. лет. Геохронологическая таблица делит это время на: эры, периоды, эпохи и века с определенной продолжительностью. Для определения возраста в геологии используются абсолютные и относительные методы.

7

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

16) Методы определения относительного возраста

Относительные методы определения возраста геологических объектов основаны на сравнении залегания пород, и не позволяет определить возраст этих пород в годах.

1) Стратиграфический (strata – лат. – слой, пласт)

Метод основан на положении, согласно

которому более древние породы залегают под

молодыми. Метод может привести к ошибкам, т.к. в ряде случаев геологические процессы могут

поставить на ребра или перевернуть почки пластов. Так молодые породы окажутся в глубине.

2) Петрографический Метод основан на сравнительном изучении

состава и ширины пород в разрезах. Считается, что

в одинаковые породы в разных разрезах имеют один возраст.

3) Палеонтологический Метод основан на изучении остатков животных и растительных

организмов, которые существовали в прошлом. Применим лишь для осадочных горных пород. Как известно, жизнь на Земле зародилась млрд. лет назад и с тех пор постоянно изменялась и совершенствовалась. Главные принцип палеонтологического метода заключается в том, что породы в разных разрезах, содержащие одни и те же органические остатки имеют один возраст

17) Метода определения абсолютного возраста

Геологические методы определения абсолютного возраста минералов и пород основаны на использовании процессов радиоактивного распада некоторых элементов. Как известно, многие химические элементы имеют по несколько радиоактивных элементов. Они не стабильны и распад происходит с выделением α и β частиц и γ излучения.

Природа распада у каждого элемента строго фиксирована, и могут измеряться миллиардами лет. При определении возраста берут образец минерала, содержащего радиоактивный изотоп и продукты его распада, и определяют количество обоих. Подставив полученное значение в формулу, получим T (период полураспада) минерала в годах.

8

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Методы абсолютной геохронологии применимы для пород и минералов эндогенного происхождения. Сейчас используются и развиваются следующие методы:

Калиорионовый (превращает радиоактивный калий в стабильный арион)

Уран-свинцовый (превращает радиоактивный U235 в стабильный свинец Pb207)

Рубидий-стронцевый (превращает радиоактивный рубидий в стабильный стронций)

Радио-углеродный (превращает нестабильный углерод в стабильный азот)

18)Экзогенные и эндогенные процессы

На поверхности и в недрах Земли, вплоть до ее центра, постоянно протекают геологические процессы разной природы разного масштаба. На поверхности и вблизи поверхности Земли геологические процессы питаются энергией солнца и носят название экзогенные. В глубине эти процессы носят название эндогенные.

На поверхности и вблизи поверхности Земли происходит взаимодействие внешних оболочек планеты, т.е. атмосферы, гидросферы, литосферы. В результате имеют место такие процессы, как геологическая работа: морей и океанов, рек, ветра, ледников и т.д.

Эти процессы протекают при низких t° и p, характерных для поверхности Земли. В геологических работах экзогенных процессов можно выделить следующие этапы:

1)Разрушение на поверхности известняковых пород водой, ветром и прочими поверхностными факторами.

2)Перенос продуктов, разрушенных этими же факторами

3)Отложение этих продуктов в пониженным участках рельефа в результате чего образуются породы экзогенного происхождения, называемые осадочными.

---------------------------------------------------------------------------------------------

Эндогенные процессы – процессы, зарождающиеся в глубинах земной коры и в мантии, проявляющиеся на поверхности.

Это: землетрясения, извержения вулканов, поднятие блоков земной коры (что привод к образованию гор), опускание блоков земной коры (формирование морей и океанов), образование в недрах специфичных горных пород (магматические и метаморфические)

Эти процессы питаются внутренней энергией Земли и происходят при высоких t° и p.

9

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

19) Общие сведения об атмосфере

Масса атмосферы – 5,3 * 1015 кг.

Примерный состав: кислород – 21%, азот – 78%, углерод – 1%

2Н2O  2H2 + O2

4NH3 + 3O2  2N2 + 6H2O

CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O

Первоначально атмосфера состояла из паров H2O, NH3 (метан), СН4, под влиянием энергии солнца H2O – легкий водород рассеивался в околоземном космосе, а О2 вступил в реакцию с метаном и аммиаком. Получившийся N2 накапливался в атмосфере, а СО2 послужил благоприятным фактором для развития растительности на Земле Так продолжалось до тех пор, пока NH3 и СН4 не кончились в составе атмосферы. Количество О2 стало возрастать и дошло до 21%.

Строение атмосферы:

1500 – 2000 км.

Экзосфера

800 км.

Термосфера Ионосфера

80-85 км.

Мезосфера

55 км.

Стратосфера

7-10 км.

Тропосфера (60% массы)

0 км.

Геологическая работа атмосферы определяется тропосферой и включает в себя 3 этапа:

1)Разрушение воздушными потоками горных пород поверхности Земли (выветривание)

2)Перенос продуктов разрушения

3)Отложение этих продуктов в пониженном участке рельефа.

20)Выветривание

Совокупность процессов разрушения горных пород и минералов в поверхности Земли под влиянием экзогенных факторов (ветер, вода, колебания t°, биогенные факторы) называется выветриванием.

Различают физическое (механическое) и химическое выветривания. Механическое происходит без изменения химического состава и называется коррозией.

10