Министерство образования и науки РФ Томский политехнический университет Институт природных ресурсов Геология и методика поисков и разведки месторождений нефти и газа Курс лекций Раздел 1 2012 1
Лекция № 2 1. Природные горючие ископаемые. Место и роль каустобиолитов среди горных пород. 2. Состав и физико-химические свойства нефти и газа. 3. Обзор современных взглядов на проблему происхождения нефти и газа. 2
Природные горючие ископаемые В настоящее время нефть, природный газ и их природные производные являются важнейшими горючими ископаемыми или каустобиолитами. Каустобиолиты - (от греч. kaustós — горючий, bíos — жизнь и líthos — камень), горючие ископаемые органического происхождения, представляющие собой продукты преобразования остатков растительных, реже животных, организмов под воздействием геологических факторов. Термин «каустобиолиты» предложен в 1888 г. немецким учёным Г. Потонье 3
Классификация каустобиолитов Г. Потонье разделил каустобиолиты на 3 группы: • сапропелиты, возникающие в результате захоронения на дне водоёмов низших организмов, в основном планктонных водорослей (кероген горючих сланцев) • гумиты, образующиеся из остатков высших, преимущественно болотных, растений (бурый уголь, каменный уголь) • липтобиолиты угли, обогащенные наиболее стойкими к разложению компонентами растительного вещества — смолами, восками, кутикулой и др. 4
По условиям образования каустобиолиты разделяются на два ряда: угольный (гумусовый) и нефтяной (битумный) Каустобиолиты угольного ряда охватывают образования сингенетичные осадкам и породам (торфы, угли, горючие сланцы, липтобиолиты и пр. ) Каустобиолиты нефтяного ряда горючие углеводородные газы, нефть, мальта, асфальтовые битумы, озокериты и другие вещества, образованные из рассеянного органического материала (залежи формируются в результате миграции и аккумуляции углеводородов) 5
Положение каустобиолитов среди горных пород (по И. О. Броду и Н. А. Еременко) Осадочные горные породы Органогенные Хемогенные Акаустобиолиты Терригенные (обломочные) Каустобиолиты 6
Форма нахождения органического вещества в осадочных породах Органическое вещество (ОВ) является важнейшим генератором флюидов в осадочных бассейнах. Форма нахождения и морфология ОВ в осадочных породах различна: 1) морфологически оформленный растительный детрит 2) бесструктурные включения гидрофобного ОВ в виде капель или комочков; 3) сорбированное на поверхности минеральных частиц породы 4) растворенное, содержащее ОВ в форме солей 5) ОВ, входящее в состав кристаллической решетки минералов 7
Источники органического вещества в природе 1. Остатки отмерших растительных (фитопланктон, фитобентос) и животных (зоопланктон, зообентос) организмов и продукты их жизнедеятельности; 2. Абиогенные реакции, протекающие в литосфере и дающие продукты органического состава; 3. Магматический синтез. 8
Условия накопления органического вещества в природе Осадочная толща непременно содержит какоето количество органического вещества, а его количество зависит от условий существования фито- и биоценозов. Наиболее благоприятны для активного размножения фито- и зоопланктона зоны с теплым и влажным климатам. Для накопления и сохранения ОВ благоприятно морское мелководье и умеренно глубоководные условия, расположенные вблизи морских бассейнов (лиманы, лагуны, эстуарии, периодически затопляемые прибрежные болота). 9
К областям континентальной седиментации относятся преимущественно фации озер, болот и отчасти аллювиальных равнин, т. е. та восстановительная среда, в которой растительные остатки не разрушаются 10
Состав и физико-химические свойства нефти и газа Сырая нефть – природная легко воспламеняющаяся жидкость, которая находится в глубоких осадочных отложениях и хорошо известна благодаря ее использованию в качестве топлива и сырья для химического производства. Химически нефть – это сложная смесь углеводородов с различным числом атомов углерода в молекулах; в их составе могут присутствовать сера, азот, кислород и незначительные количества некоторых металлов. 11
По химическому составу нефти из различных залежей отличаются друг от друга, следовательно, и их практическое значение неравнозначно. Изучение состава нефти крайне важно для решения вопросов ее происхождения, образования скоплений и т. д. Элементный состав нефтей характеризуется обязательным наличием пяти химических элементов – углерода, водорода, кислорода, серы и азота. Содержание углерода в нефтях различных месторождений составляет 84– 87 %, а водорода 12– 14 %, серы, кислорода и азота содержится 1– 2 % и лишь в редких случаях до 3– 5 % (в основном за счет серы). 12
Природные углеводороды чрезвычайно разнообразны. Они охватывают широкий круг минералов от черных битумных асфальтов, таких, какие находятся в асфальтовом озере Пич-Лейк на о. Тринидад и битуминозных песчаниках Атабаски в Канаде, до светлых летучих нефтей (последние обнаружены, например, в районе Кетлмен-Хиллс в Калифорнии), которые могут быть непосредственно использованы как бензин в качестве моторного топлива. 13
Запасы асфальта озера Пич-Лейк оцениваются в более чем 6 млн тонн, десятки тысяч из которых добываются аждый од. к г При текущем уровне добычи озеро будет являться возобновляемым источником асфальта на протяжении 400 лет. 14
Нефтеносные пески Атабаски — большие месторождения битуминозных и нефтеносных песков расположены на севере провинции Альберта в Канаде, которые содержат в себе сырую нефть, кварцевый песок, глинозем и воду. Из трех месторождений в Альберте, месторождение Атабаски больше всего; есть также месторождения в Писривер и Колд-лейк. Общая площадь нефтеносных песков 141 000 кв. км. 15
• Содержание битума в песчаниках местами составляет 20 % массы породы. • Запасы жидкого топлива в битуминозных песках составляют по предварительной оценке 48 - 80 млрд. м 3 в песках Атабаски • Добычу проводят главным образом карьерным или шахтным способом. Этой нефти при нынешних темпах потребления хватит на 110 лет. • Существуют уникальные нефтяные месторождения битумов и на севере Сибирской платформы, с ресурсами битума по разным оценкам от 4 до 20 миллиардов тонн. 16
Одни нефти имеют приятный эфирный запах, другие – свежий, душистый; запах прочих напоминает скипидарный или камфорный, но многие имеют очень неприятный запах обычно из -за наличия сернистых соединений. По составу некоторые нефти приближаются к почти чистому бензину, другие вовсе не содержат бензиновых фракций. Аналогичным образом масляные фракции в некоторых нефтях составляют значительный процент, тогда как в других они отсутствуют. Встречаются залежи парафинового воска, и для таких твердых битумов имеется собственное название – горный воск (озокерит). 17
Поиски нефти идут непрерывно во всех частях света. Геологические исследования показали, что нефть обычно находится в пористых осадочных породах невулканического происхождения, хотя обнаружены исключения из этого общего правила: известны промышленные месторождения и в магматических породах (месторождение Белый Тигр во Вьетнаме) и ряд месторождений Якутии, где газоносны вулканические и вулкано-осадочные породы. Среди осадочных нефте- и газоносных пород ведущее место – порядка 50– 60% – занимают песчаники, 40– 45% – известняки и доломиты, а залежи в глинах скорее исключение. 18
В чем измеряют нефть В 1 барреле (в среднем) - 0, 1360 т Российская Urals-33 - 0, 1365 т Иранская Heavy-31 - 0, 1381 т Иранская Light-34 - 0, 1356 т Китайская Daqing-32 - 0, 1373 т Британская Brent Blend-38 - 0, 1324 т 1 баррель = 0, 136 т. нефти (в 1 т. нефти примерно 7, 3 барреля) 1 куб. м. = 35, 3 куб. фута = 6, 29 ам. барреля 1 ам. баррель = 5, 6 куб. фута = 0, 159 куб. м 19
Скачать презентацию Министерство образования и науки РФ Томский политехнический университет
NGM_2.ppt