геологии нефти и газа ответы

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1.Метановые Углеводороды.

Углеводороды в молекулах, которых атомы углерода соединены простыми связями называются метановыми углеводородами (алканы, алифатические, парафиновые, насыщенные или предельные углеводороды). Все они имеют общую формулу СnH2n+2. Они образуют гомологический ряд, в котором каждый следующий углеводород имеет на 1 атом углерода и 2 атома водорода больше, чем предыдущий. Ув,обладающие линейными цепями – алканы, с разветвленными цепями - изоалканы. При обычных условиях метановые углеводороды нормального строения находятся в разных фазовых состояниях, от метана до бутана – газы, начиная с нормального пентана (n С5Н12) и до нормального пентадекана (n С15Н32) - жидкости и начиная с нормального гексадекана (n С15Н34) - твердые. Алканы находятся практически во всех нефтях и если их концентрация превышает 50%, то такие нефти называются метановыми. Особое место в геохимических исследованиях занимают так называемые коэффициенты нечетности, которые используются не только как коррелятивный признак нефтей, но и как показатель «зрелости нефтей», показатель состава исходного орг. вещ-ва. Высокие концентрации алканов норм строения С15-С23 с преобладание нечетных членов характерно для нефтей, генерированных органич веществом, в составе которого большая часть принадлежит низшим организмам (бактерии, водоросли). Высокое содерж-е алканов нормального строения С23-С31 и преобладание в них нечетных членов наблюдается в нефтях, в составе которых участвуют липиды высших наземных растений.

2.Физические свойства нефти.

1) Плотность – количество массы, заключенной в единице объема. В поверхностных условиях плотность нефти во многом зависит от того сколько содержится в ней относительно легких бензиновых, керосиновых фракций и тяжелых асфальтовых, смолистых. А в пластовых условиях плотность нефти зависит не только от ее состава, но и от температуры, давления, содержании газа в нефти и ряда других условий. У нас в России нефти подразделяются по плотности на следующие типы:

-очень легкие нефти (до 0,8 г/см3) -легкие нефти (от 0,8 до 0,84 г/см3)

-средние нефти (от 0,840 до 0,880 г/см3)

-тяжелые нефти (от 0,880 до 0,920 г/см3)

-очень тяжелые (более 0,920 г/см3)

2)Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению ее частиц относительно друг друга. Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость. На практике часто используют динамическую вязкость.

Динамическая вязкость (единица измерения в системе СИ – паскаль-секунда) – это сопротивление, оказываемое жидкостью при перемещении относительно друг друга двух ее слоев, площадью 1 м2 каждый, находящихся на расстоянии 1 м, со скоростью 1 м/с под действием приложенной

силы в 1 Ньютон (динамическая вязкость воды = 1 мПа·с).

Величина, обратная динамической вязкости, называется текучестью. Вязкость нефти зависит от

еесостава и температуры. Среди углеводородов наименьшей вязкостью обладают алканы, наибольшей – циклоалканы.

Кинематическая вязкость равна отношению динамической вязкости к плотности жидкости при температуре определения; единица ее измерения – кв. м на секунду (м2/с).

Вязкость нефти колеблется в широких пределах, что видно из табл. 2.1. Таблица 2.1

	Нефть	Вя
п/п		зкость, мПа · с
	С низкой	< 1
	вязкостью

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

	Маловязкая	1-5
	С	5-
	повышенной вязкостью	25
	Высоковяз	>
	кая	25

В пластовых условиях при температуре десятки градусов и давлении десятки мегапаскалей, когда в нефти растворен газ, вязкость ее значительно снижается, иногда в десятки раз по сравнению с поверхностными условиями после сепарации растворенного газа.

3) Поверхностное натяжение – это сила, с которой нефть сопротивляется изменению своей поверхности. Обусловлено тем, какие молекулярно-поверхностные свойства нефти на различных границах фаз: нефти и газа нефти и пластовых вод, нефти и поверхности твердого тела. Физико-химические свойства поверхностей раздела твердой (породы) и жидких фаз (нефть, пластовая вода) и их взаимодействие характеризуется рядом показателей, в том числе гидрофильность (способность вещества смачиваться водой) и гидрофобность (неспособность вещества смачиваться водой).

Капля воды или нефти, например на поверхности стекла стремится приобрести форму шара, капля нефти на поверхности воды растекается в виде пленки.

4) Сжимаемость нефти зависит от давления, температуры, самого состава нефти и содержания в нефти газа. Чем больше содержание растворенного газа в нефти, тем выше коэффициент сжимаемости. Температура кипения нефти зависит от содержания в ней тех или иных компонентов и их строение. Чем выше % легких углеводородов, тем меньше температура кипения.

5) Температура застывания нефти. За температуру застывания принимают температуру, при которой уровень нефти, помещенной в пробирку, при наклоне этой пробирки на 450 не изменяется. Встречаются нефти с положительной температурой застывания. Как правило, это нефти, содержащие в своем составе парафинистые соединения, а безпарафинистые имеют отрицательную температуру застывания. Например, большинство нефтей ВолгоУральской области имеют температуру застывания 0 0С, а нефти Аха на Сахалине не застывают даже при температуре ниже 30 0С.

6) В среднем температура сгорания нефти составляет 10400-11000 кКал/кг [Дж/кг]; природный газ 46 Дж/кг; нефть – 45 Дж/кг; антрацит – 35 Дж/кг; каменный уголь – 34 Дж/кг; бурый угль – 28 Дж/кг; торф – 14 Дж/кг; горючий сланец – 9 Дж/кг.

7) Растворимость и растворяющая способность нефти. Если пластовое давление <, то в ней меньше растворенного газа. Если пластовое давление >, то и растворенного газа больше. Нефть обладает способностью растворять углеводородные газы.

Теоретически в 1м3 нефти может раствориться до 400 м3 газа. На практике до 100 м3 газа. Это соотношение объема газа растворенного в единице S нефти называется газовым фактором. Газ находится в растворенном состоянии в нефти до достижения давления насыщения газом – это давление при котором из нефти начинают выделяться пузырьки газа. Существуют специальные установки, которые это определяют.

Если объем газа в залежи намного превышает объем нефти, то при температуре пласта 90-100 0С и давлении 200-250 атмосфер часть жидких углеводородов нефти переходит а парообразное состояние и растворяется в газе. Этот процесс называется ретроградным (обратным) испарением. При снижении пластового давления эта часть жидких углеводородов растворившихся в газе начинает выпадать снова в жидкую фазу, и этот процесс называется обратной или ретроградной конденсацией. В природе существует обратное испарение и прямая конденсация.

8) Электрические свойства нефти – способность проводить или не проводить электрический ток. Например, удельное электрическое сопротивление пластовых вод составляет в среднем от 0,05 до 1 Ом/м, в дистиллированной воде 10-3 Ом/м, а нефть обладает высоким

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

удельным сопротивлением от 1010 до 1014 Ом/м и следовательно нефть является диэлектриком, нефть не проводит электрический ток. На этих свойствах нефти пластовых вод и вмещающих пород базируется такой важный метод исследования скважин, который называют каротаж. Базируются некоторые другие пылевые геофизические исследования, в частности электроразведка.

9) Оптические свойства нефти. Нефть оптически активна, обладает свойством вращать плоскость поляризации света, люминесцировать, преломлять проходящие световые лучи. Нефть и ее компоненты обычно вращают плоскость поляризации вправо, хотя встречаются и левовращающие нефти. Считается, что эта способность вращать плоскость поляризации – неоспоримое доказательство происхождения нефти из органических веществ.

10) Люминесценция. Под люминесценцией понимают свечение, вызванное различными причинами и испускаемое холодным веществом. Нефть и большая часть нефтепродуктов флюоресцируют в ультрафиолетовом свете как сами по себе, так и в большинстве органических растворителей при облучении их даже дневным светом.

3.Значение геологии и геохимии в развитии нефтяной и газовой пром-ти и повышении эффективности поисково-разведочных работ на нефть и газ.

В настоящее время на основании изучения материала, установлен ряд региональных закономерностей размещения крупных скоплений н и г, что позволило повысить эффективность поисково-разведочных работ.

Одно из главнейших направлений увеличения добычи нефти и газа - освоение в ближайшее время ископаемых богатств больших глубин. Другая важная задача современной нефтегазовой геологии - разработка эффективных методов поисков скоплений н и г неструктурного типа. Необходимо значительно расширить и углубить исследования изотопного состава ОВ, нефтей, конденсатов и газов. В последние десятилетия при поисках н и г приобретают все большее значение геохимические исследования. Наметились три основных направления дальнейшего развития геологии и геохимии:

выявление основных очагов генерации УВ в осадочной толще, использование геохимич данных при прогнозной оценке ресурсов применение прямых геохимич методов при поисках н и г.

Оптимизация поисково-разведочных работ на нефть и газ будет способствовать повышению их результативности при меньших материальных затратах, т. е. повышению конечной геолого-экономической эффективности этих работ.

На региональном этапе: опережающее проведение и соблюдение стадийности региональных геолого-геофизических работ с целью выбора уже на начальной стадии изучения нефтегазоносности регионов главных направлений поисков и концентрации на них необходимых капиталовложений, не допуская при этом постановки дорогостоящего бурения в малоперспективных районах; широкое использование аэрокосмических методов изучения перспективных территорий (особенно труднодоступных таежных и горных районов) и акваторий; дальнейшее повышение информативности опорных и параметрических скважин за счет улучшения качества их бурения, опробования и исследования, а также за счет повышения геологической эффективности геофизических работ путем применения новых методов исследований.

На стадии поиска месторождений и разведочном этапе: повышение научной обоснованности введения в поиски геологических объектов с одновременным ростом достоверности количественной оценки перспективных или прогнозных ресурсов нефти и газа на этих объектах, что особенно актуально при проведении работ во все более усложняющихся геологических условиях и значительном увеличении глубин скважин в большинстве регионов страны; ввод в поисковое бурение только кондиционно подготовленных локальных объектов, что позволит открывать и предварительно оценивать месторождение (или давать отрицательное заключение) оптимальным числом скважин, не допуская перебуренности площади на данных

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

стадиях работ; разработка научно-методических основ оптимизации поисков и разведки месторождений, дающая возможность для определенной типовой геологической ситуации иметь адекватный ей выбор вариантов систем разбуривания объектов (число скважин, очередность и темпы их бурения, расстояния между скважинами и т. д.); обязательное проведение после бурения одной-двух поисковых скважин скважинной сейсморазведки, позволяющей получить объемную модель изучаемого объекта и на этой основе решать вопрос о целесообразности продолжения поискового бурения (если первые скважины не выявили залежь) или об оптимальном размещении последующих разведочных скважин для более детального изучения открытого месторождения и подсчета на нем запасов нефти и газа; повышение информативности поисково-разведочных скважин за счет применения новых более эффективных методов и технических средств изучения нефтегазоносности их разрезов, существенного улучшения качества проводимых исследований, снижения аварийности при бурении и опробовании, особенно в скважинах значительной глубины (более 4,5 — 5 км).

4.Основные черты геохимии углерода.

Углерод – порядковый номер 6. Углерод занимает 13 место по распространенности. Содержание углерода в земной коре примерно 0,14 %, а в осадочном чехле примерно 1,4%. Содержание углерода в осадочных породах примерно 80%, а в органическом веществе в среднем 20%. Углерод горит при температуре 300-5000С. Углерод при сгорании образует двуокись углерода – СО2 (углекислый газ) и окись углерода СО (угарный газ).

Углекислый газ входит в состав атмосферы Земли. Содержание его в воздухе 0,03 по объему. В природе встречается как в свободном состоянии, так и в различных соединениях. Содержание в живом веществе – 18%, в древесине – 50%, в каменном угле – 80%, в нефти – 85%, в антраците – 96%.

Углерод был известен в 3 видах: уголь, графит и алмаз. Графит и алмаз содержат практически чистый углерод. Структура кристаллической решетки углерода у графита совсем иная, чем у алмаза.

В графите атомы углерода располагаются слоями, внутри которых атомы углерода напоминают пчелиные соты, внутри атомы углерода связаны прочнее, чем между слоями. У алмаза трехмерное расположение атома углерода и они размещаются очень прочно из-за того, что каждый атом связан с 4. В 1985 году группа химиков: Клер, Крото и др. тоже получили Нобелевскую премию по химии. Они при лазерном облучении образца графита получили новое вещество, которое было названо «фуллерен». Название было дано в честь архитектора Фуллера, который в Монреале построил знаменитое сооружение – геодезический купол. Углерод представлен в свободном состоянии в виде: угля, алмаза, графита, графена, фуллерена.

Уникальность углерода определяется и другими свойствами. Его атомы имеют прочные связи не только с атомами других химических элементов, но и между собой. Углерод образует 4 равнозначные валентные связи, что позволяет ему образовывать многочисленные разнообразные неразветвленные цепи и разветвленные кольца. В связи с этим углерод имеет возможность создавать огромное количество различных структур. Например, из 20 атомов С и 42 атомов Н (С20Н42). Теоретически можно получить 66 000 углеводородов этого состава.

СН3 – СН2 – СН2 – СН2 – СН3 – н-пентан (нормальный пентан) СН3

СН3 – СН – СН2 – СН3 - изопентан СН3

Н3С – С – СН3 - неопентан

СН3

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Важно и то, что связь атомов углерода между собой, а также с атомами H, O, N и других элементов таблицы Менделеева может разрушаться под действием природных факторов, ферментов, входящих в состав живых организмов, образуя более простые соединения. C, O, H составляют 98% от общей массы живых организмов. Наблюдается постоянный круговорот углерода в природе. В результате процессов фотосинтеза с помощью зеленых растений ежегодно ассимилируется около 100 млрд.тонн углекислого газа. Общее содержание органического углерода в Мировом океане в живой и неживой материи сегодня оценивается 4*109 т и 11*109 т соответственно. Скорость обновления биомассы в результате круговорота углерода. Подавляющая часть биомассы суши обновляется за 14 лет, а биомасса океана всего за 33 дня. Суммарная продукция живого вещества по данным Успенского за все время существования биосферы примерно в 30 раз превосходит суммарную массу осадочных пород на Земле. Более поздние исследования показали более впечатляющие результаты, то что превышение в 150 раз.

Изотопный состав углерода.

В природе существует 2 стабильных изотопа С12 преобладает и С13. С12 содержится почти 99%, а С13 чуть больше 1%, так же существует 1 радиоактивный С14. Концентрация этого радиоизотопа постоянна в любом живом организме. Когда живое погибает, переставая быть звеном круговорота углерода, благодаря радиоактивному распаду С14 (полураспад 5570+-30 лет), его содержание в этом организме уменьшится примерно вдвое. Замеряя сколько фактически содержится С в веществе взятом из любого отложения, измеряя фактическое содержание С14 легко определить возраст этого артефакта животного или растительного происхождения. Соотношение изотопов С определяют используя величину приращения:: δ13С= [ с13/с12 обр/ с13/с12 станд -1 ]*1000

Отношение 13С/12С белемнита мелового возраста, величина которого– стандарт.

5.Каустобиолиты, их классификация.

В 1888 г. Потонье, изучая отпечатки древних растений дал им такое название. Выделил 3 группы: сапропелиты, возникающие в результате захоронения на дне водоёмов низших организмов, в основном планктонных водорослей (кероген горючих сланцев, богхед); гумиды, образующиеся из остатков высших, преимущественно болотных, растений (бурый уголь, каменный уголь); липтобиолиты — угли, обогащённые наиболее стойкими к разложению компонентами растительные вещества (смолами, восками, кутикулой и др.). Сейчас все горючие полезные ископаемые так называются. Каустобиолиты – горючие полезные ископаемые . Ископаемые органического происхождения, представляющие собой продукты преобразования остатков растительных, реже животных организмов под действием геолог. факторов.

					Условия преобразования
Окислительные						Восстановительные
					Исходное вещество
Метаморфиз	Высшие			Низшие			Низшие
м	растения			организмы		Высшие	организмы
	(мох)				(ил,
						растения
					сапропель)		(ил,
							сапропель)
								Содержани
	Торф	50-			Сапропел	Окаменевши	Нефти 85-87	е углерода
		60			и

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

	Бурый	59-	Горючие	е деревья	Мальты,
	уголь		сланцы		асфальты 70,5
		80
					-90
	Каменны	70-	Углисты
	й уголь		е		Керит 77,5 -
		95
			сланцы		88
					Антраксолит
					ы,
	Антрацит 92-98				шунгиты 95-
					98
			Графит 100

Каустобиолиты делятся:

1)угольный ряд ( субаэральная, окислительная обстановка, высшие растения, низшие организмы) - торф – бурый уголь – каменный уголь-антрацит – сапропелит – горючие сланцы – углистые сланцы;

2)нефтяной ряд (субаквальная, восстановительная обстановка,низшие растения, высшие организмы – нефть – мальтаасфальт – озокерит.

6. Органическое вещество пород и его диагенетическое и катагенное преобразование.

На диагенетической стадии преобразования ОВ на химические и биологические процессы его преобразования влияют окислительно-восстановительные условия среды и их щелочно–кислотные условия. Изменение физико-химич условий в осадках на стадии диагенеза отражается на стадии образования ряда аутигенных минералов. Их различные формы возникают последовательно, отображая напряженность О-В состояния системы. (Лептохлорит (окисл.усл- я) – сидерит – пирит(восстан.усл-я)). Биохимические процессы на стадии диагенеза сопровождаются интенсивным образованием газов: углекислый, метан, сероводород.

На нач. стадии диагенеза теряется 26-27 проц.орг вещества. Расчеты показывают, что ежегодная генерация метана метанобразующими бактериями составляет 2,7 * 10 в 14 степени тонн. Как правило, со снижением с глубиной микробиальной активности постепенно затухает и процесс образования метана. Тем не менее, количества образовавшегося метана может быть достаточно для скопления газа. При низких температурах образуются скопления газовых гидратов. В диагенезе в процессе преобразования органического вещества образуется и незначительное количество жидких у/в.

Врезультате к концу диагенетического периода в органическом веществе накапливаются длинноцепочечные спирты, воски, растит масла, а также биологические структуры, унаследованные от исходного органического вещества: алканы, изопренадные структуры. Диагенез завершает первый этап подготовки орган вещества в горную породу. Окончательно завершится этот процесс на нач. этапе катагенеза.

Вэтот период образуется относительно легкая часть, так называемая битумоидная фракция (куда входят унаследованные от живого ве-а кераген – осн поставщик ув на след стадии катагенеза). Битумоиды и кероген - важнейшие компоненты органического вещества. Главный элемент в составе орг вещ-ва – углерод. Содержание ОВ в породе определяется именно по содержанию в них Сорг.

Пристан и фитан – изопреноидные у/в(С19Н40 и С20Н42). Их содержание является показателем О-В условий на стадии диагенеза осадков. В восстанов усл-ях образуется преимущественно фитан, а в окислительных – пристан. Анализ соотношения пристана к фитану

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

позволяет проводить корреляцию в системах нефть-нефть и нефть-орг.ве-о, что позволяет решать вопросы нефтепромысловой газохимии Соотношение пристана к фитану стандартно для определенной среды и явл критерием для сравнения нефтей.

Катагенез – наиболее длительная стадия преобразования органического вещества. На этапах раннего катагенеза с увеличением t и р благодаря процессам слабого термолиза и термокатализа в орг вещ-ве происходит образ-е новых и преобразование имеющихся у/в. На ранних стадиях этот процесс имеет вялотекущий характер. Здесь образуются в основн. метан , углек. газ, а на завершающих этапах раннего катагенеза образуются высокомолекулярные у/в. В нач. стадии среднего катагенеза( мезакатагенез) t достигнут величины, достаточной для активизации процессов термолиза и термокатализа(около и более 50). Процессы новообраз-я у/в резко возрастают и в этот период интенсивно образуются как газообразные у/в, так и жидкие. Постепенно, с накоплением глубины осадочной толщи и накоплением толщи перекрывающих отложений пластовые t достигают 80-150. В этот период наиболее интенсивное образование новых у/в. Одноврменно с этими процессами происходит изменение самой породы, ее уплотнение и преобразование глинистых материалов, в том числе дегидрослюдизация монтмориллонита. Этот процесс сопровождается выделением значительного объема воды. В результате возникают условия, когда под влиянием относительно t происходит резкое увеличение генерации у/в, концентрация которых приводит к образованию микронефти. Возникают условия, когда содержание нефти в породе достигает критического уровня, что приводит к десорбции у/в и их отрыву и от материнской органики, и от минеральных компонентов самой породы. Происходит прорыв жидких и газообразных у/в из минеральной основы. Возникают аномально высокие p и интенсивная иммиграция их путем растворения жидких у/в в образующихся сжатых газах и в образующейся свободной воде. Это и есть главная фаза нефтеобразования.

7.Накопление и преобразование органического вещества при литогенезе.

Осадконакопление – диагенез – катагенез (главн.фактор - температура) – метаморфизм (осадочн.породы в метаморф.)

Живое вещество : белки, жиры( липиды и липоиды),углеводы +лигнин. Органич вещество: гумусовое, сапропелевое, смешанное.

Растительное органич вещество: битумоиды, гуминовые кислоты, нерастворимые орган. вещества.

В геохимической истории преобразования ОВ можно выделить 3 важнейших этапа: 1)потребление мельчайшими организмами различных химических веществ и выработка

химических соединений, в том числе углерода и водорода.

2)геохимическое образование ОВ в период седиментации, которая заканчивается на стадии диагенеза.

3)термокаталитическое преобразование ОВ на стадии катагенеза при погружении осадочных пород и содержащихся в них органических веществ.

8.Битумоиды. Их состав и свойства.

Битумоиды – та часть ОВ, которая растворяется в нейтральных растворителях. (до 1012 %). Битумоиды извлекаются из породы такими нейтральными растворителями, как петролейный эфир, бензол, хлороформ, ацетон, спиртобензол. Выделяют следующие главные фракции битумоидов:

1)масла – растворяются в петролейном эфире,главным образом, нейтр орг соединения 2)смолы – раствор-ся в спиртобензоле, нейтральные и кислые соед-я.

3)асфальтены – растворяются в хлороформе, это кислые азотистые и сернокислые соединения.

Главным источником битумоидов является липидная фракция организмов, населяющих бассейн. Оснавная составная часть липидов-ув. Б.ч. ов планктонных орг-в (углеводы и белки) после их гибели легко подвергается биоокислению. Развивающиеся на базе подобных

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

легоусваивающихся ве-в орг-мы, в частности микрофлора, трансформируют часть их в свои клетки, т.о. преобразуя их в липиды. В процессе усвоения в животных организмах из ув образуются жиры и жирные кислоты, а при разложении белков бактериями синтезируются жирные кислоты. В свою очередь, жк биогенным путем могут преобразовываться в ув. Следовательно, при биопреобразовании ов осуществляется не только распад его, но и частично синтез, при котором часть небитумных компоентов может трансформироваться в битумоиды.

Преобладающим компонентом группового состава битумоидов современных осадков обычно являются асфальтены (60-70%), на долю смол приходится 20-30%, а концентрация масел не превышает 12%.Битумоиды как и нефти люминесцируют под у/ф светом. Хим состав аналогичен хим составу нефти. Битумоиды состоят в основном из 5 химических элементов: С,О,Н,S,N. Присутствие битумоидов как в современных донных отложениях, так и в ископаемых породах обусловлено прежде всего наличием битумоподобных веществ – липидов – в телах исходных живых организмов. Важным количественным показателем генерации у/в является не столько абсолютная концентрация битуминозных веществ в породе¸ сколько длинноволновой части уф света.

9. Зональность нефтегазообразования.

В различных по геологич строению регионах гл.зона нефтеобразования может быть приурочена к разным интервалам глубин, т.к. процессы нефтеобразования зависят от совокупности различных факторов:1)особенности преобразования ОВ на стадии диагенеза.2)тип органич вещ-ва в породе и состав компонентов, входящих в него.(гумусовое или сапропелевое) 3)особенности строения и литологии вмещающих пород, которые определяют процессы эмиграции микронефти. 4) литохимический состав пород, контролирующий протекание термокаталитических реакций. 5) геохронотермические особенности окружающей обстановки, в том числе скорость, направленность и устойчивость колебательных движений ЗК. 6) особенности распространения теплового потока из недр. Нефтематеринская порода должна попадать в эту зону.

От 60-70градусов до 190 градусов для жидких ув.

«Нефтяное окно» - главная зона нефтеобразования (Вассоевич Н.Б.)

«Главная фаза нефтеобразования»-этап в геохимической истории погружающейся ос толщи, находящейся в условиях определенных температур и давлений, при которых в составе рассеянного ов пород наиболее энергично происходит новообразование битумоидов, в том числе ув.

Бактерии и их ферменты перерабатывают в верхних слоях (до 1км) все ве-а, на которые способны воздействовать. По мере погружения и перехда ос пород в термокаталитическую зоу с постоянно растущей скоростью идут хим процессы преобразования ов с продуцированием нефти, углеводородных и других газов. На следующей стадии с увеличением глубины происходит более полный распад углистых и других ов. Накапливаются углерод,метан и наиболее устойчивые полициклические соединения.

10.Элементный и групповой состав нефти.

Элементный состав нефти наиболее хорошо изучен. Обязательно наличие в нефти 5 хим элементов: С,О,Н,S,N. Эти же элементы входят в состав органического вещества пород. В нефти С – 83-87%, Н-12-14%,суммарное содержание всех остальных элементов – 5-6%(S-3%, О- 2%,N- 0,1 – 0,001%).

Основные компоненты нефти – метановые, ароматические и нафтеновые у/в. Они находятся в нефти в жидком, растворенном и твердом состояниях. Присутствуют также у/в смешанного строения. У/в, входящие в состав нефти, делятся на 2 группы:1)открытые,2)кольцевые. Алканы (метановые) находятся практически во всех нефтях и если их концентрация превышает 50%, то такие нефти называются метановыми. Циклоалканы в нефтях представлены у/в, содержащими 5-6 циклов. В геохимии их называют нафтены. Содержание нафтенов в нефтях колеблется от 25 до 35%.По своим свойствам нафтены

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

занимают промежуточное положение между метановыми и ароматическими у/в. Ароматические у/в – ненасыщенные, циклические, СnН2n-6.Общее содержание аренов в нефтях 10-20%, если доходит до 30% - ароматические нефти. Высокая концентрация ароматических у/в установлена в нефтях молодого возраста. Одной из закономерностей состава нефтей является то, что с увелич t кипения фракции в них повышается содержание аренов.

11.Классификация и основные типы природных газов.

Тип газа по усл.нахождения в	компоненты
природе
атмосферные	N2,O2,O3,Ar,CO2
Газы земной поверхности, почв и	СО2,N2,О2,СН4,N2O,Н2S
подпочв
Газы метаморфических пород,	Н2,N2,Н2S,СН4,НСI,HF+ инертные
гранитной и базальтовой оболочек	газы – Не,Ar,Ne,Xe,Kr
Газы вулканические	СО2,N2,SO2,H2S,HCI,HF,CH4	и
	благородные газы

Способностью гореть обладает метан и его газообразные гомологи, а также непредельные газы С2Н4,С3Н6 и некотор другие не у/в газы Н2,Н2S и СО. Негорючие газы – N2 и благородные инертные газы.

В осадочных отложениях природные газы находятся в свободном состоянии, растворенные в пластовых водах и нефтях, а также рассеянными в гп. Свободные газы в литосфере могут образовывать самостоятельные скопления, находиться в виде газовых шапок нефтяных месторождений.

Классификация газов по содержанию СН4 и его гомологов.

тип	Гомологи	Коэффициент
		жирности
сухой	0-5%	0,3-0,8
полужирные	6-15%	8-20
жирные	12-25%	20-30
высокожирные	>25%	>30

Коэф жирн.= С2+высшие/СН4, коэффициент сухости-наоборот. Природные газы, растворенные в нефтях – попутные или нефтяные газы.

12.Изотопный состав нефтей и газов. Изучается поведение соотношения в нефтях масс стабильных изотопов углерода С12-13, изотопов водорода – протия Н1 и дейтерияН2, изотопов S – S32 и S33 и азота – N14 -15. Нефти из одного источника имеют одинаковое соотношение изотопов. Анализ изотопного состава нефтей позволяет решать вопросы об их образовании в системах нефть-нефть и нефтьорг вещество. Изотопный состав позволяет проследить условия формирования залежей. По имеющимся данным, количественные соотношения различных изотопов в нефтях составляют: С12/С13 – 91-94, Н/D- 38954436,S32/S34от 22 до 22,5,N14/N15 от 273 до 277.Соотношения изотопов в нефтях выражаются при помощи величины приращения сигма какого либо одного из пары изотопов. сигмаС=(С13/С12обр-С13/С12ст )/ С13/с12ст .Стандартмеловой белемнит.Полученные величины могут быть как + так и -. Значения сигма С13 для у/в газа из отложений различного возраста колеблются от -2,92 до -5,76. С.Сильверманом было показано, что изотопом С13 наиболее обогащен метан, затем этан ,пропан. По мере усиления катагенеза сигмаС13 метана закономерно увеличивается. На нач.стадии катагенеза метан образуется за счет отщепления от крупных молекул ОВ групп СН3.Затем в газообр-е вовлекается группы СН2 и СН. Поэтому на заключ.стадиях метаморфического преобразования РОВ в нем может генерироваться метан даже с более тяжелым С, чем у исходного керогена в целом. Азот представлен изотопами N14 и N15, причем стандартом является атмосф азот. Причиной образования сероводорода является

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

бактериальное восстановление сульфатов(Панкина), с увеличением геологич возраста уменьшается доля тяжелого изотопа серы.

13.Геохимическая эволюция нефтей.

В отечеств. литературе используются 2 противоположные схемы образования и изменения нефти: по Успенскому – сначала образуется легкая нефть, потом она превращается в тяжелую,по Добрянскому – сначала тяжелая нефть, которая затем превращается в легкую.

Преобразование нефтей происходит в результате 2 основных процессов: катагенеза и гипергенеза. Гипергенез – окислительное воздействие микроорганизмов. На изменение состава нефти с глубиной указывали многочисленные авторы. Вниз по разрезу плотность уменьшается, с глубиной залегания уменьшается также количество смол и серы в нефтях, а выход легких фракций нефтей увеличивается. Нефти изменяются и с возрастом отложений: чем старше нефть, тем она более обогащена легкими фракциями. Термокаталитическое преобразование нефтей обусловлено действием температуры и давления. Попадая на большую глубину, нефти начинают обогащаться более мелкими фракциями, под действием t и p происходит глубокий метаморфизм нефтей и накапливаются более устойчивые соединения. Окисление нефтей – процесс, противоположный метаморфизму. Процессы окисления обычно характерны для тех территорий, которые испытывают положительные движения. Процессам окисления подвергаются далеко не все нефти. Оно может происходить как за счет свободного кислорода,т.е. аэробное окисление, так и за счет связанного кислорода сульфатов и некоторых др .Аэробное окисление возможно лишь в условиях залежей, расположенных близко к поверхности, где нефти контактируют с водами, обогащенными свободными кислородом. Микробиальное превращение нефтей или биодеградация и изменение нефтей вследствие вымывания водой т.е. удаление воднорастворимых компонентов отмечается в залежах, где происходит проникновение инфильтрационных вод в пласты. В общем,на окончательный состав нефти существенное влияние может оказать ее превращение, следующее за процессом аккумуляции. Процессы осернения нефтей еще недостаточно изучены.

14. Кристаллогидраты газов.

Газовые гидраты представляют собой твердые кристаллические вещества, напоминающие снег. Образуются при низких температурах и значительном давлении. Кристаллогидраты могут привести к закупорке газопровода, поэтому перед подачей газа в трубу его осушают. Сероводород образует кристаллогидраты при температуре 0-15оС и давлении 0,1- 0,5 мПа, более высокое давление необходимо для образования кристаллогидратов СО2, СH4 и N2. Природные газы в виде твердых гидратов встречаются в верхней зоне горных пород при наличии в них невысоких температур и достаточном давлении, глубже вследствие повышения температуры кристаллогидраты существовать уже не могут. Для образования кристаллогидратов требуется много воды.

Возможны три пути образования гидратов метана в естественных условиях:

1)На месте генерации метана. Как только при данных термобарических условиях концентрация газа становится достаточной, образуются кристаллы.

2)На выходах метана на дне бассейнов.

3)Сформировавшиеся газовые залежи вследствие охлаждения отдельных участков земной коры оказываются в условиях, благоприятных для образования кристаллогидратов. Такие залежи будут кристаллогидратными (периферия – гидраты, в центре – свободный газ), малейшие изменения термобарич условий приведут к переходу залежи в разряд простых газовых.

Газогидратные залежи – ок. 50% площади РФ, 30% - суши. В нашей стране: Север Сибири, Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция.