- •Общие сведения о горючих ископаемых – каустобиолитах
- •Классификации каустобиолитов
- •Элементный и компонентный состав нефтей
- •Физические свойства и фракционный состав нефтей
- •Геохимическая эволюция и физическая дифференциация нефтей
- •Классификации нефтей
- •Основные физические свойства природных газов
- •Характеристика компонентов природных газов
- •Классификации природных газов
- •Классификации природных газов по условиям (формам) нахождения в природе.
- •Классификации природных газов по химическому составу
- •Химический состав газов газовых залежей
- •Формирование газоконденсатных систем, их состав и свойства
- •Химический состав газов газонефтяных и нефтяных залежей
- •Газовые гидраты
- •Круговорот углерода в природе, его энергетические источники и значение для образования нефти и газа
- •Исходное органическое вещество осадочных пород
- •Седиментогенез и диагенез органического вещества
- •Состав преобразованного органического вещества
- •2. В классификации ов по фациально-генетическим признакам выделяется: сапропелевое, гумусовое, смешанное (сапропелево-гумусовое или гумусово-сапропелевое) и липтобиолитовое ов.
- •Вертикальная зональность процесса нефте- и газообразования
- •Нефтегазоматеринские и нефтегазопроизводящие толщи, принципы их диагностики. Понятие о нефтегазоматеринском потенциале ов
Общие сведения о горючих ископаемых – каустобиолитах
Понятие о каустобиолитах. В зависимости от агрегатного, или фазового, состояния горючие ископаемые подразделяются на твёрдые, жидкие и газообразные. Главное их свойство – способность гореть определяется сходством элементного состава, в котором преобладают углерод и водород, а также присутствуют три основных гетероэлемента: кислород, азот и сера. Соотношение данных элементов определяет свойства и фазовое состояние полезных ископаемых, от которых в свою очередь зависят способы их добычи и использования в качестве источника энергии и сырья для химической промышленности. Начало классификации твёрдых горючих ископаемых - углей и горючих сланцев положил немецкий учёный Г. Потонье (1908), для которых он ввёл термин «каустобиолиты». В переводе с греческого этот термин означает: горючий (каустос) камень (литос) биогенного (биос) происхождения.
Позже основатель теории органического происхождения нефти и газа Иван Михайлович Губкин распространил понятие «каустобиолиты» на все горные породы и минералы, богатые органическим веществом (ОВ) и обладающие способностью гореть, включая нефти и другие природные битумы – производные от нефти: мальты, асфальты, асфальтиты, кериты, антраксолиты и другие.
Классификации каустобиолитов
Среди различных классификаций каустобиолитов широкое распространение получила генетическая классификация каустобиолитов В.А.Успенского и О.А. Радченко (1964, 1979), в которой каустобиолиты по условиям образования разделяются на два генетических ряда:угольный или гумусовый и нефтяной или битумный (рис. 1).
Рисунок 1.
Каустобиолиты угольного рядапредставлены концентрированными формами горючего ископаемого вещества сингенетичного осадкам и осадочным породам – это: торфы, сапропелиты, разнообразные угли и горючие сланцы.
Каустобиолиты нефтяного рядапредставлены залежами горючих углеводородных газов, нефтей и её производных – природных битумов, а также их аналогов. Залежи каустобиолитов нефтяного ряда имеют миграционную природу, то есть являютсяэпигенетичными по отношению к вмещающим горным породам и по генезису разделяются на три линии:окислительную, или гипергенную, термическую, или термально-метаморфическую и фазово-миграционную. В зависимости от степени метаморфизма или окисления природные битумы могут иметь вязкую, вязкопластичную и твёрдую консистенцию, быть растворимыми или не растворимыми в органических растворителях и нефтях (таблица 1).
М.К. Калинко все природные органические вещества нефтяного ряда, включая углеводородные газы и газовые гидраты, объединил термином «нафтиды», который получил широкое распространение.
Существует также особая генетическая ветвь природных битумов, которая не связана своим происхождением с нефтью и представлена продуктами локального воздействия на концентрированное ОВ высоких температур или тектонических напряжений. Природные битумы этой генетической ветви называются нафтоидами,то есть нефтеподобными.
Общие и отличительные признаки и свойства каустобиолитов: 1) горючесть; 2) биогенное происхождение; 3) образование в процессе литогенеза в осадках и осадочных породах из ОВ высших растений или планктона, сапрофитов и бентоса; 4) эволюция или преобразование в результате изменения геохимических условий, температуры и давления; 5) преобладание в элементном составе углерода, который образует различные по сложности и молекулярной массе соединения с водородом; 6) присутствие кислород- серо- и азотсодержащих органических соединений.
При погружении горных пород с ростом литостатического давления и пластовой температуры происходят катагенетические преобразования горных пород и содержащихся в них каустобиолитов. Катагенез каустобиолитов заключается в карбонизации или углефикации ОВ, при этом в каустобиолитах растет содержание углерода за счёт уменьшения количества водорода и других гетероатомов. При температурах выше 300°С, соответствующих региональному метаморфизму, все каустобиолиты превращаются в органический графит.
Таблица 1. Свойства природных битумов
Класс |
Консистенция |
Плотность, г/см3 |
Раствори-мость в хлорофор-ме, % |
Содержание масел, % |
Температура плавления (размягчения), °С |
Нефти |
От жидкой до вязкой |
0,73-1,04 |
100 |
65-100 |
От 40-24 и ниже |
Мальты |
От вязкой до твердой |
0,96-1,05 |
100 |
65-40 |
35-40 |
Асфальты |
То же |
1,03-1,10 |
100 |
40-25 |
До 100 |
Асфальтиты |
Твердая |
1,10-1,20 |
100 или 100 |
Меньше 25 |
100-300 |
Кериты |
То же |
1,07-1,30 |
20-10 и меньше |
Меньше 5 |
Не плавятся |
Антраксолиты |
Очень твердая |
1,3-2,0 |
Нерастворимы |
- |
То же |
Озокериты |
От вязкой до твердой |
0,85-0,97 |
100 |
45-95 |
от 35-40 до 85-100 |
Отличительные признаки и свойства каустобиолитов: 1) отношение залежей к вмещающей породе: каустобиолиты угольного ряда сингенетичны, а каустобиолиты битумного ряда эпигенетичны; 2) генетический тип исходного органического вещества: для каустобиолитов угольного ряда исходным в основном является ОВ высших растений, а для каустобиолитов битумного ряда – ОВ низших организмов (планктона, бентоса, сапрофитов); 3) концентрация исходного ОВ в осадках и осадочных породах: каустобиолиты угольного ряда связаны с концентрированным ОВ, а каустобиолиты битумного или нефтяного ряда – с рассеянным ОВ.
СОСТАВ, СВОЙСТВА И КЛАССИФИКАЦИИ НЕФТЕЙ