- •По дисциплине «Геология и геохимия нефти и газа»
- •Часть I. Геохимия нефти и газа
- •1.1 Общие сведения о горючих ископаемых – каустобиолитах 7
- •1.2 Состав, свойства и классификации нефтей 18
- •1.3. Состав, свойства и классификации природных газов 36
- •1.4 Происхождение нефти и газа 60
- •1.5 Литогенез и образование нефти и газа 69
- •Часть II. Геология нефти и газа
- •2.6. Природные резервуары и нефтегазоносные комплексы 94
- •2.7. Формирование и разрушение месторождений (залежей)
- •2.8. Залежи и месторождения нефти и газа, их классификации и
- •2.9. Нефтегазогеологическое районирование и закономерности
- •2.10.3. Контроль знаний модуля 2_10
- •Контроль знаний модуля Введение
- •Общие сведения о горючих ископаемых – каустобиолитах
- •Контроль знаний модуля 1.1.
- •Состав, свойства и классификации нефтей
- •2.1 Элементный и компонентный состав нефтей
- •2.2 Физические свойства и фракционный состав нефтей
- •2.3 Геохимическая эволюция и физическая дифференциация нефтей
- •1.2.4 Классификации нефтей
- •3.Состав, свойства и классификации природных газов
- •3.1 Основные физические свойства природных газов
- •3.2 Характеристика компонентов природных газов
- •3.3 Классификации природных газов
- •3.4 Химический состав газов газовых залежей
- •3.5 Формирование газоконденсатных систем, их состав и свойства
- •3.6 Химический состав газов газонефтяных и нефтяных залежей
- •3.7 Газовые гидраты
- •1.3.8. Контроль знаний модуля 1_3
- •1.4.Происхождение нефти и газа
- •4.1. Развитие представлений о происхождении нефти и газа и их значение для науки и практики
- •4.2 Различия органических и неорганических концепций. Основные гипотезы и факты неорганической концепции
- •4.3 Основные положения и факты органической теории
- •4.4 Варианты решения проблемы происхождения нефти и газа в органической теории. Гибридные представления о происхождении нефти газа
- •Контроль знаний модуля 1_4
- •5.Литогенез и образование нефти и газа
- •5.1 Круговорот углерода в природе, его энергетические источники и значение для образования нефти и газа
- •5.2 Исходное органическое вещество осадочных пород
- •5.3 Седиментогенез и диагенез органического вещества
- •5.4 Состав преобразованного органического вещества
- •5.5 Генетические и геохимические типы нерастворимого органического вещества
- •5.6 Концентрации органического вещества в осадочных породах разных формаций
- •5.7 Формы нахождения органического вещества, фациальные условия формирования и формационный состав основных нефте- и газообразующих осадочных пород
- •5.8 Катагенез органического вещества и его факторы
- •5.9 Шкала градаций катагенеза органического вещества
- •5.10 Вертикальная геохимическая или термобарическая зональность процесса нефте- и газообразования
- •5.11 Характеристика главных зон нефте- и газообразования
- •5.12 Нефте- и газоматеринский потенциал осадочных пород
- •5.13.Контроль знаний модуля 1_5
- •6.Природные резервуары и нефтегазоносные комплексы
- •6.1 Породы-коллекторы
- •2.6.1.1 Основные свойства пород-коллекторов
- •2.6.1.2 Классификации пород-коллекторов
- •2.6.1.3 Изменение коллекторских свойств пород с глубиной
- •2.6.2 Флюидоупоры и ложные покрышки
- •2.6.3 Природные резервуары
- •2.6.4 Ловушки нефти и газа
- •2.6.5 Нефтегазоносные комплексы
- •2.6.6 Термобарические условия в природных резервуарах и нефтегазоносных комплексах
- •2.6.6.1 Горное и пластовое давление
- •2.6.6.2 Причины образования аномальных пластовых давлений
- •2.6.6.3 Геотермические условия в природных резервуарах и нефтегазоносных комплексах
- •2.7. Формирование и разрушение месторождений (залежей) нефти и газа
- •2.7.1 Первичная миграция нефти и газа
- •2.7.2 Вторичная миграция. Классификация миграционных процессов
- •2.7.3 Факторы вторичной миграции нефти и газа
- •2.7.4 Масштабы и направление миграции нефти и газа
- •2.7.5 Аккумуляция нефти и газа в ловушке
- •2.7.6 Время, продолжительность и скорость формирования залежей нефти и газа
- •2.7.7 Методы определения времени формирования залежей нефти и газа
- •2.7.8 Факторы разрушения залежей нефти и газа
- •2.7.9. Контроль знаний модуля 1_7
- •2.8. Залежи и месторождения нефти и газа, их классификации и параметры
- •2.8.1 Масштабы проявления нефтегазоносности на Земле
- •2.8.2 Элементы залежей нефти и газа
- •2.8.3 Классификация и номенклатура залежей нефти и газа по фазовому состоянию
- •2.8.4 Понятие о запасах и ресурсах нефти и газа и их классификации
- •2.8.5 Разделение залежей (месторождений) по величине запасов
- •2.8.6 Классификации залежей нефти и газа по генетическому типу ловушек и по форме природных резервуаров
- •2.8.7. Контроль знаний модуля 1_8
- •2.9. Нефтегазогеологическое районирование и закономерности размещения скоплений нефти и газа в земной коре
- •2.9.1 Цели и основные задачи районирования
- •2.9.2 Принципы и систематические единицы нефтегазогеологического районирования
- •2.9.3 Классификации нефтегазоносных провинций и нефтегазоносных бассейнов
- •2.9.4. Закономерности размещения скоплений нефти и газа в земной коре
- •2.9.5. Контроль знаний модуля 1_9
- •10.Основы разработки нефтяных и газовых месторождений
- •10.1.Объект и система разработки
- •10.2.Классификация и характеристика систем разработки
- •10.3.Контроль знаний модуля 1_10
- •11.Основы технологии переработки углеводородного сырья
- •11.1.Производство бензинов с улучшенными экологическими характеристиками
- •11.2.Улучшение экологических характеристик моторных топлив
- •11.3. Технологические процессы переработки углеводородных систем, улучшающие экологические качества бензинов.
- •11.3.1.Реформулированные моторные топлива
- •11.3.2.Каталитический риформинг
- •11.4 Реактивное топливо
- •2.11.5.Дизельные топлива с улучшенными экологическими характеристиками
- •2.11.5.1.Загрязнение окружающей среды при использовании дизельных топлив
- •2.11.6 Котельные топлива с улучшенными экологическими характеристиками
- •2.11.7.Рациональные направления переработки углеводородных газообразных систем.
- •Контрольные вопросы 11.2:
- •Контрольные вопросы 11.6.1
- •Литература
5.10 Вертикальная геохимическая или термобарическая зональность процесса нефте- и газообразования
Смену фазового состояния УВ с глубиной предсказал в 1915 году Д. Уайт, связавший зависимость распределения нефти и углеводородных газов от величины углеродного коэффициента или степени метаморфизма углей.
В 1948 году В.А. Соколов установил, что интенсивность и направленность процессов образования УВ в разрезе осадочного чехла значительно меняется и подчиняется геохимической зональности, связанной с изменением давления и температуры в разрезе осадочного чехла (рис. 12).
В связи с этим он выделил четыре геохимические зоны: 1) биохимическую, 2) переходную, 3) термокаталитическую и 4) газовую.
1. Биохимическая зона располагается на глубине до 150 м и производит в основном углекислый газ и метан, а также другие газы (Н2, Н2S, NН3, N2) и некоторое количество битумоидов. Это зона диагенеза, где главным фактором преобразования ОВ является геохимическая деятельность микроорганизмов.
2. Переходная зона лежит на глубинах от 150 до 1000-1500 м и характеризуется минимумом интенсивности образования УВ. Это зона протокатагенеза. Минимумом нефтегазообразования здесь связан с тем, что первичное биогенное ОВ завершает свое преобразование под воздействием микроорганизмов и переходит в новую, нерастворимую форму. Главным фактором дальнейшего его преобразования является температура, которая в переходной зоне ещё недостаточно высокая.
Рисунок - 12. Принципиальная схема
вертикальной геохимической
зональности образования
углеводородов в стратисфере
(по В.А. Соколову)
3) Термокаталитическая зона располагается на глубинах от 1000-1500 до 6000 м и характеризуется образованием жидких УВ и жирных газов. Это зона мезокатагенеза.
4) Газовая зона находится на глубинах свыше 6000 м. В ней образуется только метан.
Положение и названия этих зон В.А. Соколов уточнил в 1966 году. Современные фактические данные в принципе подтверждают схему геохимической зональности, или стадийности процесса нефте- и газообразования В.А. Соколова.
Таким образом, под вертикальной зональностью, или стадийностью процесса нефте- и газообразования понимается закономерное изменение интенсивности и фазового состояния УВ в процессе их генерации, в зависимости от изменения геохимических и термобарических условий в нефтегазопроизводящих породах на разных глубинах разреза стратисферы.
В 60-х годах схема вертикальной геохимической зональности нефте- и газообразования уточнялась многими геологами (И.И. Аммосовым, Н.Б. Вассоевичем, В.С. Вышемирским, А.А. Геодекяном, А.Э. Конторовичем, Н.В Лопатиным, О.А. Радченко, В.А. Соколовым, К. Ландесом и другими). При этом изучалась зональность размещения УВ различного фазового состояния в разрезе осадочного чехла, различных НГБ.
В результате было установлено, что в мезокатагенезе проявляется этап резкого образования жидких УВ. В 1967 году Н.Б. Вассоевич назвал этот этап главной фазой нефтеобразования (ГФН). Это понятие в России стало популярным, а зарубежные исследователи назвали ГФН нефтяным окном.
По Н.Б. Вассоевичу (1967) ГФН - это этап в геохимической истории погружающейся осадочной толщи, находящейся на глубинах примерно 2-4 км и при температуре от 80 до 150 °С, на котором потенциально нефтематеринские породы реализуют свой нефтепроизводящий потенциал. Позже, интервал разреза осадочных пород, в котором проявляется главная фаза нефтеобразования, Н.Б. Вассоевич назвал главной зоной нефтеобразования (ГЗН).
Преобразование рассеянного ОВ начинается и завершается метанообразованием. Второй, после биохимического, и более значительный этап газообразования происходит на больших глубинах на границе мезо- и апокатагенеза (см. рис. 1). Этот этап превращения ОВ был назван С.Г. Неручевым (1973) главной фазой газообразования (ГФГ), а интервал разреза осадочных пород, в котором она проявляется, определена как главная зона газообразования (ГЗГ). Глубинам проявления ГФГ соответствуют более жёсткие термобарические условия.
Таким образом, ГФН и ГФГ подчёркивают временную составляющую, а ГЗН и ГЗГ пространственную составляющую процесса нефте- и газообразования.
По представлениям Н.А. Еременко, С.Г. Неручева, 1968; Н.А. Еременко, Г.В Чилингара, 1996 и др. ГЗН и ГЗГ соответствуют зонам наибольшей эмиграции нефти и газа из производящих пород, а не зонам образования нефти и газа, поскольку интервалы температур выше 100 °С являются наиболее благоприятными для десорбции УВ от производящего ОВ и минеральной части породы.
Ряд геологов-нефтяников вообще не поддержал идею выделения главных фаз и зон нефте- и газообразования, не видя в ней универсального характера (А.А. Бакиров и др., 1982). Всё это говорит о том, что процессы образования нефти и газа являются многофакторными и зависят от региональных условий. Поэтому они должны изучаться с учётом истории геологического развития каждого региона в отдельности.
В настоящее время известно, что особенности проявления вертикальной геохимической зональности нефте- и газообразования зависят от следующих факторов: геотектонических условий и проявления тектоно- и флюидодинамики, генетического типа ОВ, геотермического градиента и времени воздействия различных температур и давлений на нефтегазопроизводящие породы и других.