- •1 Предмет и задачи геохимии нефти и газа.
- •2 Гипотезы образования Земли и зарождения жизни.
- •3 Изотопия углерода, серы, водорода.
- •4 Круговорот углерода в природе.
- •5 Каустобиолиты и их роль как источника энергии.
- •6 Углеводородный состав нефтей.
- •7 Неуглеводородные компоненты нефтей.
- •9 Основные варианты переработки нефти.
- •10 Основные варианты использования газа.
- •11 Использование бензиновых фракций (влияние состава бензина на октановое число, способы повышения октанового числа, бензин как сырье пиролиза)
- •12 Керосиновый дистиллят.
- •13 Дизельное топливо. Цетановое число.
- •14 Тяжелые остатки (мазут, гудрон). Вторичные процессы переработки нефти. Глубина переработке.
- •15 Гипотезы происхождения нефти.
- •16 Источники органического вещества. Влияние различных факторов на биопродуктивность.
- •17 Состав биопродуцентов. Хемофоссилии. Какие биопроуценты и какие составляющие наиболее подходят для формирования нефтематеринского органического вещества.
- •19 Нефтематеринская порода. Оценка качества нефтематеринской породы. Отражательная способность витринита. Главная фаза нефтеобразования (oil window). Роль температуры.
- •20 Оценка нефтематеринских свойств пород по методу Rock-Eval.
- •21 Понятие коллектора, покрышки иловушки.
- •22 Миграция и аккумуляция нефти. Движущие силы и причины первичной, вторичной и третичной миграции.
- •23 Типы залежей по фазовому состоянию. Причины существования различных типов залежей.
- •24 Нефтяные залежи. Внк, газовый фактор, объемный коэффициент, давление насыщения, глубинные и устьевые пробы.
- •25 Газовые и газоконденсатные залежи. Потенциальное содержание конденсата и газовый фактор.
- •26 Процессы преобразования нефтей в залежах (термическое созревание, биодеградация, водная и газовая промывки).
- •28 Нефтегазоносные комплексы Западной Сибири (доюрский, нижнесреднеюрский, верхнеюрский, меловой)
- •29 Природа нефтей Томской области
1 Предмет и задачи геохимии нефти и газа.
Геохимия — наука, которая, используя законы химии, объясняет течение геологических процессов
Важнейшие задачи геохимии:
-
Определение относительной и абсолютной распространённости элементов и изотопов в Земле и на её поверхности.
-
Изучение распределения и перемещения элементов в различных частях Земли (коре, мантии, гидросфере и т. д.) для выяснения законов и причин неравномерного распределения элементов.
-
Анализ распределения элементов и изотопов в космосе и на планетах Солнечной системы (космохимия).
-
Изучение геологических процессов и веществ, производимых живыми или вымершими организмами (биогеохимия).
2 Гипотезы образования Земли и зарождения жизни.
Возраст Земли 4.6 млрд. лет.
В первый миллиард лет своего существования Земля представляла собой раскаленную каплю.
Состав атмосферы: Н2, NH4, N2, CH4. В первичной атмосфере Земли кислорода не было.
За счет вулканической деятельности, водород в атмосфере окислился с образованием воды.
Биогенный этап развития Земли начался с образованием кислорода в атмосфере в результате фотосинтеза. Современное содержание кислорода в атмосфере (21%) было достигнуто 80 млн. лет назад.
Прокариоты — 3.3 млрд. лет назад
эукариоты — 1.5 млрд. лет назад
разнополые организмы — 0.8 млрд. лет назад
S3-D1 — первые примитивные растения на суше
теории Панспермии
Согласно теории Панспермии, предложенной в 1865 году немецким ученым Г. Рихтером и окончательно сформулированной шведским ученым Аррениусом в 1895 году, жизнь могла быть занесена на Землю из космоса. Наиболее вероятно попадание живых организмов внеземного происхождения с метеоритами и космической пылью. Это предположение основывается на данных о высокой устойчивости некоторых организмов и их спор к радиации, глубокому вакууму, низким температурам и другим воздействиям.
Теория стационарного состояния
Согласно теории стационарного состояния, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой версии, виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности — либо изменение численности, либо вымирание.
3 Изотопия углерода, серы, водорода.
Изото́пы углеро́да — разновидности атомов (и ядер) химического элемента углерода, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. Известны 15 радиоактивных изотопов углерода (от 8C до 22C), из которых один — 14C — встречается в природе (его содержание в атмосферном углероде около 10−12). Углерод — лёгкий элемент, и его изотопы значительно различаются по массе, а значит и по физическим свойствам, поэтому во многих природных процессах происходит их разделение (фракционирование).
Изотоп 14C образуется при облучении 14N нейтронами по следующей реакции:
И зотоп углерода 14C образуется в атмосфере из атмосферного азота под действием космического излучения. С небольшой скоростью 14С образуется и в земной коре.
Измерение радиоактивности органических веществ растительного и животного происхождения, обусловленной изотопом 14C, применяется для радиоуглеродного анализа возраста старинных предметов и природных
образцов. В живом организме 14C находится в равновесии с окружающей средой. После гибели организма он перестаёт обмениваться углеродом со средой, и содержание 14C начинает медленно уменьшаться (его период полураспада равен 5,70±0,03 тыс. лет). Измеренная удельная активность 14C в образце может быть однозначно связана с временем, прошедшим с момента гибели организма.
Углерод имеет два стабильных изотопа — 12C и 13C, которые представляют собой первичные формы жизни на земле. Содержание этих изотопов в природном углероде равно соответственно 98,93 % и 1,07 %. В ходе различных биологических процессов происходит фракционирование изотопов углерода, поэт ому разные геологические объекты имеют различное соотношение изотопов 13C/12C.
Отношение 13C/12C выражается градиентом отношения (δ) в частях на 1 000 (промилле ‰).
В качестве стандарта используется 13C/12C белемнита из формации Reedee юж. Калифорния.
Общей закономерностью является то, что углерод в восстановленной форме (метан, нефть, органические вещества, уголь) легкий, содержание изотопа 13С в нем ниже, чем в стандарте. Углерод в окисленной форме (углерод карбонатов) гораздо тяжелее и содержит столько же 13С, сколько стандарт и больше.
Сера (S) имеет 25 хорошо известных изотопов , четыре из которых являются стабильными: 32 S (95,02%), 33 S (0,75%), 34 S (4,21%), и 36 S (0,02%). Преобладание серы-32 объясняется его производство из углерода-12
Водород встречается в виде трёх изотопов, которые имеют индивидуальные названия: 1H — протий (Н), 2Н — дейтерий (D), 3Н — тритий (радиоактивный) (T).
Протий и дейтерий являются стабильными изотопами с массовыми числами 1 и 2. Содержание их в природе соответственно составляет 99,9885 ± 0,0070 % и 0,0115 ± 0,0070 %. Это соотношение может незначительно меняться в зависимости от источника и способа получения водорода.
Изотоп водорода 3Н (тритий) нестабилен. Его период полураспада составляет 12,32 лет. Тритий содержится в природе в очень малых количествах.