МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ІВАНО–ФРАНКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ

УНІВЕРСИТЕТ НАФТИ І ГАЗУ

Кафедра геології та розвідки нафтових і газових родовищ

О.Є. Лозинський

ГЕОЛОГІЯ НАФТИ І ГАЗУ

Конспект лекцій для студентів

негеологічних спеціальностей

Івано–Франківськ

2008

ПЕРЕДМОВА

Сучасні тенденції розвитку нафтової і газової промисловості вимагають від спеціалістів глибоких знань про джерела нафти і газу в надрах Землі. Основним об’єктом, на якому зосереджена увага промисловиків-розробників і буровиків, є поклад нафти і газу. Детальне пізнання покладів дозволяє науково обґрунтувати вибір оптимального комплексу заходів для раціонального вилучення цих корисних копалин. Тому фахівці, які задіяні в роботі при розбурюванні і розробці нафтових і газових родовищ, повинні мати чітке уявлення про умови залягання нафти і газу в надрах земної кори і володіти методикою аналізу різнобічної інформації в цих питаннях. Для досягнення цієї мети висувається вимога необхідної підготовки кадрів нафтовиків. Саме тому навчальними планами нафтогазових спеціальностей передбачається вивчення дисципліни “Геологія нафти і газу”, яка є базовою для вивчення подальших профілюючих дисциплін. Програма даної дисципліни включає зміст, як мінімум, трьох самостійних дисциплін, а саме “Геологія нафти і газу”, “Нафтогазоносні провінції” і “Пошуки та розвідка нафтових і газових родовищ”, які вивчаються студентами-геологами більш ґрунтовно.

Можливості якісного засвоєння знань з дисципліни вельми обмежені через відсутність систематизованого навчального посібника українською мовою, який би в стислій формі висвітлював найбільш важливі питання програми. Даний конспект лекцій підготовлений у відповідності з програмою дисципліни для студентів негеологічних спеціальностей. Матеріал викладений з врахуванням того, що студенти попередньо вивчали основні питання загальної геології. При цьому в конспекті розглядається той мінімально необхідний програмний теоретичний матеріал, який необхідно опанувати студентам негеологічних спеціальностей. Більш глибокі знання з окремих питань можна отримати з відповідних підручників, монографій, довідників і наукових журналів, які наведені в списку використаних джерел.

ВСТУП

Дисципліна “Геологія нафти і газу” — це галузь геологічної науки про склад, властивості, умови утворення, залягання і поширення нафти і газу в надрах Землі, пошуки та розвідку їх промислових скупчень. Вона складається з фундаментальних і прикладних розділів. До фундаментальних розділів належать: геологія родовищ і умови залягання в них нафти і газу, їх генезис, процеси формування і руйнування покладів; до прикладних — прогнозування і кількісна оцінка ресурсів і запасів нафти і газу, методи і методика пошуків та розвідки родовищ, підготовка родовищ до промислового освоєння. На основі геології нафти і газу створюється наукова база розробки родовищ нафти і газу. У свою чергу, геологія нафти і газу базується на науках геологічного, фізичного, хімічного і біологічного циклів.

Відповідно до сучасних кваліфікаційних вимог до фахівців за напрямом “Гірництво” студент після опанування дисципліни повинен знати:

– значення і сучасний стан нафтової і газової промисловості;

– склад і властивості нафти, газу і конденсату на поверхні та в надрах;

– характеристику середовища залягання нафти і газу в земній корі;

– типи і форми скупчень вуглеводнів в надрах;

– основні гіпотези походження нафти і газу;

– умови формування та руйнування покладів нафти і газу;

– характер і закономірності розподілу нафти і газу в межах окремих територій;

– основні риси геологічної будови і нафтогазоносності надр окремих країн і найважливіших родовищ світу та України;

– стадійність геологорозвідувальних робіт на нафту і газ;

– геологічні критерії, сприятливі для постановки пошукового буріння;

– основні методи пошуків та розвідки нафти і газу;

– методику розташування пошукових і розвідувальних свердловин.

Одержані при вивченні дисципліни знання, вміння і навички студенти зможуть реалізувати при подальшому вивченні професійно–орієнтованих дисциплін, при складанні дипломного проекту, а також у процесі виробничої діяльності.

Розділ 1. Нафта, газ і конденсат

1.1. Роль нафти і газу

Нафта і природний газ (надалі — газ) стали відомі людині за багато століть до нашої ери. В давнину вони використовувались для різноманітних цілей. Нафту вживали як мастило, ліки (при шкірних і ревматичних захворюваннях), для освітлення, як запалювальний засіб на війні, як цемент при будівництві, для осмолювання човнів, для бальзамування трупів тощо. Виділення природного горючого газу на поверхні називались “вічними вогнями” і вважались священними. До середини ХІХ століття нафту видобували з природних виходів і колодязів. Промисловий видобуток нафти розпочався після масового впровадження буріння свердловин, яке дозволило одержувати нафту з більших глибин. Перший у світі промисловий приплив нафти із свердловини одержаний в 1859р.(штат Пенсільванія, США), а в Україні — в 1893р. (Борислав).

Зараз нафту і газ використовують в основному за двома напрямами:

1) як енергоносії, тобто для одержання різних видів пального (бензину, керосину, дизельного палива, мазуту, побутового газу). При цьому частка нафти і газу в паливно–енергетичному балансі світу становить близько 70 (нафта — 48 , газ — 22);

2) як сировина для хімічної промисловості. З нафти і газу одержують більше, ніж 7000 видів продукції, а саме: мастила, синтетичні волокна, пластмаси, синтетичний каучук, фарби, ліки, хімікати, дорожні бітуми, ізоляційні матеріали, вибухові речовини, добрива, обгорткові матеріали, сажу, клей, миючі засоби, сірку, вуглекислоту та інші.

Без перебільшення можна сказати, що нафта і газ є джерелом речовин, які складають основу існування і науково–технічного прогресу людства. З кожним днем їх значення все розширюється і поглиблюється, вони охоплюють все нові області життя.

1.2. Сучасний стан нафтогазодобувної промисловості

Велике значення нафти і газу в світовій економіці обумовило бурхливе зростання їх споживання, особливо з середини ХХ століття. Це призвело до розширення пошуково-розвідувальних робіт і відкриття численних нафтових і газових родовищ в багатьох країнах світу. Розвідані запаси і відповідно видобуток нафти і газу в різних частинах світу неоднакові. В світі зафіксовано два суперцентри концентрації запасів і видобутку нафти і газу. Перший суперцентр — нафтовий — знаходиться на Близькому і Середньому Сході в районі Перської затоки. Другий суперцентр — газовий — розташований на півночі Західного Сибіру. Гігантські запаси нафти і газу виявлені також в Північній Америці (Мексиканська затока, Аляска, Мідконтинент, Каліфорнія), в Південній Америці (озеро Маракайбо), в Африці (Сахара і західне узбережжя), в Європі (Урало–Поволжжя, Прикаспійська низовина, Північне море), в Азії (Середня Азія, Південно–Східна Азія, Східний Сибір, Каспійське море) і в Австралії.

Зараз на територіях і в акваторіях понад 120 країн світу виявлено більше 30 тисяч нафтових і газових родовищ. Сумарні розвідані запаси вуглеводневої сировини в цих родовищах оцінюються: нафти — 130–140 млрд.т, газу — 120–130 трлн.м³.

Видобуток нафти і газу ведеться майже в 110 країнах світу і коливається в межах: нафти — 3–3.2 млрд.т в рік, газу —2–2.5 трлн.м³ в рік. Серед країн, в яких зосереджені основні світові ресурси вуглеводнів, за рівнем розвіданих запасів і видобутку нафти і газу можна умовно виділити 2 групи:

І група — країни, в надрах яких зосереджені супергігантські запаси нафти і газу (більше 10 млрд.т умовного палива). Щорічно видобуток нафти в цих країнах сягає, як правило, перших сотень мільйонів тон, а газу — перших сотень мільярдів кубометрів. До цієї групи відносяться Саудівська Аравія, Іран, Ірак, Об’єднані Арабські Емірати, Кувейт, Мексіка, США, Венесуела і Росія.

ІІ група — країни, в яких виявлені гігантські запаси нафти і газу (від 1 до 10 млрд.т умовного палива). Видобуток нафти в них, як правило, знаходиться на рівні 30–100 млн.т в рік. До цієї групи відносяться Нігерія, Лівія, Алжир, Єгипет, Оман, Канада, Норвегія, Великобританія, Нідерланди (газ), Казахстан, Азербайджан, Туркменія (газ), Індонезія, Китай, Малайзія, Індія, Австралія.

В багатьох країнах видобуток нафти лімітується жорсткими квотами, щоб не допустити падіння цін на нафту.

В Україні відкрито більш як 270 родовищ нафти і газу. Розвідані запаси нафти в Україні оцінюються в 150 млн.т, а газу — в 700 млрд.м³. В останні роки щорічний видобуток нафти в Україні становить близько 4 млн.т (при потребі 40–50 млн.т), а газу — 18–20 млрд.м³ (при потребі 80–100 млрд.м³). Витрати на пошуки, розвідку і випробування нафти і газу безперервно зростають. Причиною цього є освоєння великих глибин і віддалених районів, в т. ч. арктичних і морських. Зараз з акваторій видобувається близько 22 нафти. Незважаючи на великі витрати, нафтова і газова промисловість дає компаніям значні прибутки.