Файл: Учебное пособие по дисциплине Геология и геохимия нефти и газа.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 854
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
по дисциплине «Геология и геохимия нефти и газа»
2.10.3. Контроль знаний модуля 2_10
Контроль знаний модуля Введение
Таблица 2. Состав нефти (В.В. Доценко; 2007)
1.3.8. Контроль знаний модуля 1_3
5.1 Круговорот углерода в природе, его энергетические
источники и значение для образования нефти и газа
2.7.3 Факторы вторичной миграции нефти и газа
2.7.9. Контроль знаний модуля 1_7
1.3.8. Контроль знаний модуля 1_3
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
-
По каким критериям классифицируются природные газы? -
Назовите формы существования концентрированных газов в земной коре. -
Назовите главный компонент, основные компоненты и важнейшие примеси природных горючих газов. -
Что понимается: а) под газовым фактором; б) под конденсатным фактором? -
В каком фазовом состоянии находятся газоконденсатные залежи? -
Какие газы называются: а) сухими, б) тощими, в) жирными; г) попутными, д) попутными нефтяными? -
Назовите характерную физическую особенность газоконденсатов. -
При каких условиях образуются газовые гидраты?
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
-
Природные газы классифицируются по четырём факторам:
а – генезису б – критическим параметрам
в – растворимости в воде г – форме нахождения в природе
д – химическому составу е – плотности и вязкости
ж - растворимости в УВ з – практической ценности
-
Наиболее разнообразные формы природных газов существуют:
а – в атмосфере б – земной коре
в – в гидросфере (океаны, моря, озера, пруды и реки).
-
В земной коре существует шесть концентрированных форм газов:
а - водорастворенны газы б - окклюдированные газы
в - газы, сорбированные углями г - газовые струи
д - газы, растворенные в нефти е - газовые гидраты
ж - газы, сорбированные горными породами з – газы закрытых пор
и - газы сообщающихся пустот горных пород
-
Назовите три неуглеводородных компонента природных газов, содержание которых в залежах может достигать 100 %:
а – водород б – сероводород в - окись углерода
г – азот д - гелий е – углекислый газ
-
Газоконденсатные залежи находятся в следующем фазовом состоянии:
а – газообразном б – жидком в – двухфазном
-
Сухие, тощие и жирные газы выделаются в зависимости от количественного соотношения:
а - углеводородных и неуглеводородных компонентов
б - метана и его гомологов в – неуглеводородных компонентов
-
Какие газы называются сухими?
а - состоящие из метана на 95-99 % и характеризующиеся очень низким содержанием этана; пропан, бутан и конденсат отсутствуют или практически отсутствуют
б - характеризующиеся низким содержащие гомологов метана (от 5 до 10 %)
в - характеризующиеся высоким содержанием углекислого газа
-
Жирными называются газы:
а – в которых содержание гомологов метана составляет от 5 до 10 %.
б - в которых содержание гомологов метана составляет более 10 %
в - содержат конденсат до 25-30 см3/м3
г - состоящие из метана на 95-99 %
-
Назовите характерную физическую особенность газоконденсатов:
а – при снижении пластового давления способны растворять жидкие УВ
б - при снижении пластового давления способны выделять жидкие УВ
г – при увеличении пластового давления образуют газовые гидраты
-
Залежи газогидратов находятся в следующем фазовом состоянии
а – жидком б – твердом в – газообразном
1.4.ПРОИСХОЖДЕНИЕ НЕФТИ И ГАЗА
Цель изучения – получить знание о сущности и основных положениях двух концепций происхождения нефти и газа: органической и неорганической, их модификациях, различиях в подходе к решению проблемы происхождения нефти и газа и о фактах на которые опираются обе концепции.
Задачи – изучить:
-
значение проблемы происхождения нефти и газа для науки, практики поисковоразведочных работ и мировой экономики; -
основные различия в подходе к решению проблемы нефтегазообразования и имеющиеся сходства в проблеме нефтегазонакопления; -
основные положения и факты органической теории и неорганических гипотез; -
основные модификации органической и неорганической концепции.
4.1. Развитие представлений о происхождении нефти и газа и их
значение для науки и практики
Представления о происхождении нефти развиваются более двух тысячелетий, начиная с версий античных ученых. Длительное время эти представления имели фантастический характер.
В начале ХVIII века немецкий ученый И. Генкель связал образование нефти с ОВ - остатками растений и животных. Несколько позже французский ученый Б. Де Молье за исходное вещество горючих ископаемых также принял ОВ, содержащиеся в морских отложениях. При этом вулканические процессы он объяснил их горением.
Русский исследователь М.В. Ломоносов в работе «О слоях земных» (1763) предположил, что нефть выгоняется подземным жаром из каменных углей в виде маслянистой жидкости и поступает в трещины и полости горных пород.
В начале XIX века известный немецкий ученый А. Гумбольдт (1805) предложил гипотезу о неорганическом происхождении нефти, основанную на фактах присутствия УВ в продуктах извержения вулканов. Во второй половине XIX века немецкий химик Ганн (1864), французские химики М. Бертло (1865), М. Биассон (1873), С. Клоэц (1878) в результате лабораторных экспериментов получили широкую гамму УВ при обработке высокоуглеродистого чугуна минеральными кислотами, а также хлоридами в присутствии углекислого газа. Затем в рамках неорганической концепции происхождения нефти появились карбидная гипотеза Д.И Менделеева (1877), обоснованная им лабораторными экспериментами и геологическими наблюдениями, космическая гипотеза В.Д Соколова (1889) и другие гипотезы.
Таким образом, в начале XIX века чётко обозначились два направления решения проблемы происхождения нефти: органическое и неорганическое.
Сложность проблемы происхождения нефти и газа связана с их специфическим свойством – способностью мигрировать в земной коре вместе с пластовыми водами, поэтому о месте рождения нефти и газа можно судить только по косвенным признакам.
Отдавая должное сложности рассматриваемой проблемы, английский геолог С. Пауэрс в первой четверти ХХ века сказал: «Ко времени, когда из земли будет извлечен последний баррель нефти, еще не будет создана гипотеза её образования, в равной мере удовлетворяющая всех заинтересованных, и согласующаяся со всеми мыслимыми геологическими условиями».
Интенсивное развитие нефтяной промышленности в первой половине ХХ века показало, что проблема происхождения нефти имеет не только научное, но и большое практическое значение. Знание геологических и геохимических условий образования нефти и газа необходимо для определения направлений, методологии и методики поисков их месторождений, а также для оценки ресурсов нефти и газа на Земле.
Оценивая итоги разработки проблемы происхождения нефти и газа Ю.И. Пиковский (2000) отметил, что весь ХХ век геологи вели интенсивные исследования в этой области, но в конце столетия, как и на его пороге, существуют две различные концепции – органическая и неорганическая. При этом сторонники этих концепций убеждены в том, что проблема решена однозначно.
4.2 Различия органических и неорганических концепций.
Основные гипотезы и факты неорганической концепции
Главные отличия в решении проблемы происхождения УВ связаны в основном с источником углерода, лежащем в основе соединений нефти и газа - биогенным, исходящим от живых организмов, или абиогенным, поступающим из мантии Земли. Отличия касаются также условий и энергетических источников процессов нефтегазообразования.
В органической теории, источниками УВ считаются биолипиды, или жиры и жироподобные вещества, и биополимеры: аминокислоты, углеводы и лигнин живого вещества (ЖВ), преобразуемые в процессе литогенеза в геолипиды, или битумоиды и геополимеры. К геополимерам относятся различные гуминовые вещества.
Энергетическим источником преобразования ОВ на стадии диагенеза является деятельность анаэробных бактерий, а на стадии катагенеза – температура недр. При этом образование нефти и газа происходит низкотемпературных условиях - нефти до 170 °С, а максимум образования термокаталитических газов от 180 до 250 °С.
Неорганические концепции отличаются большим разнообразием представлений об образовании нефти и газа. Источниками УВ считаются: окись углерода, углекислый газ, вода, карбонаты, карбиды и гидриды металлов, а также метан, простейшие углеводородные радикалы (СН, СН2, СН3) и другие УВ глубинного происхождения. Неорганические концепции исходят из жестких термобарических условий образования нефти и газа, характерных для верхней мантии и низов земной коры. Считается также, что образованию УВ могут способствовать резкие перепады давления, электромагнитных и акустических полей, которые вызываются землетрясениями.
В настоящее время среди гипотез неорганического происхождения нефти выделяются:
1) глубинная магматическая гипотеза Н.А. Кудрявцева (1951-1973);
2) баровакуумная гипотеза И.В. Гринберга (1965, 1982);
3) гипотеза дегазации мантии Земли П.Н. Кропоткина, Б.М. Валяева (1965);
4) космические гипотезы Ф. Хойла (1956) и В.П. Порфирьева (1957, 1967);
5) экзогенная космическая гипотеза Ю.Р. Каграманова и А.Е. Егикяна (2003);
6) газогеодинамические и флюидогеодинамические гипотезы К.А. Аникиева (1989), Т. Голда и С. Сотера (1985), В.И. Дюнина и А.В. Корзун (2001, 2003) и другие.
Неорганические гипотезы обоснованы термодинамическими расчётами, показывающими возможность существования УВ в условиях мантии Земли при температурах до 1500-1700 °С и давлениях до 6500 МПа, лабораторными экспериментами и фактическими данными. В настоящее время установлено, что более 15 % мировых запасов нефти и газа связаны с магматическими породами и корой выветривания фундамента осадочных бассейнов.
Основные факты неорганической концепции.
Неорганические концепции опираются на следующие факты.
-
Установленное наличие радикалов, углеродистых соединений и УВ в газопылевых облаках межзвёздной среды, в атмосферах Юпитера и спутника Сатурна Титана. Наличие метана в атмосферах планет-гигантов Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. -
Наличие битумоподобных веществ в метеоритах, в составе которых присутствуют н-алканы, изопреноиды (пристан и фитан), порфирины, а также углеводы, аминокислоты, жирные кислоты, и даже оптически активные вещества. Среднее содержание ОВ в углистых хондритах достигает 5 %. -
Присутствие углеродистых соединений, а также водорода, окиси углерода, спиртов, метана и некоторых, более сложных УВ в продуктах магматизма мантийного происхождения, в гидротермальных системах современного и древнего вулканизма. -
Результаты термодинамических теоретических расчётов, указывающие на возможность существования метана и тяжелых УВ в условиях мантии Земли. -
Результаты лабораторных экспериментов по синтезу УВ из неорганических компонентов (мрамора, кальцита, вюстита FеО и дистиллированной воды) при давлениях и температурах, соответствующих условиям верхней мантии. -
Восполнение запасов УВ во многих залежах в процессе их разработки, то есть существование месторождений с самовоспроизводящимися запасами. -
Установленные в разных регионах увеличения дебитов скважин, вплоть до фонтанирования после их различных простоев и землетрясений. -
Молодой кайнозойский возраст многих залежей природного газа и нефти древних платформ, не согласующийся с возрастом вмещающих пород -
Наличие уникальных и крупных по запасам месторождений нефти и газа в кристаллических породах фундамента, а также следы присутствия УВ в изверженных, метаморфических и метасоматических породах.
4.3 Основные положения и факты органической теории
Согласно органической теории процесс нефте- и газообразования развивается периодично, стадийно, длительно и непрерывно, имеет региональный характер и прямо связан с тектогенезом и литогенезом.
Формирование месторождений происходит в течение двух следующих этапов: нефтегазообразования и