РГУ нефтии газа им И М Губкина Геология

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Геология Обзорный курс Доцент Л. Ф. Горюнова

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина При подготовке обзорного курса были использованы материалы : проф. В. П. Гаврилова проф. В. Е. Копылова проф. О. К. Баженовой доц. М. И. Бурцева доц. А. П. Шафранова и др.

Рекомендуемая литература • а) • 1. Добровольский В. В. Геология. -М. : Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 2001. – 320 с. : • 2. Короновский Н. В. Общая геология. М. : Изд-во МГУ, 2002. -448 с. • 3. Короновский Н. В. , Ясаманов Н. А. Геология-М. : Издательский центр «Академия» , 2003. -448 с. • 4. Павлинов В. Н. и др. Пособие к лабораторным занятиям по общей геологии, 4 -е изд. переработанное и дополненное, М. , Недра, 1988 г. , 21 с. • б) • 1. Мильничук B. C. , Арабаджи М. С. Общая геология. М, Недра, 1 изд. , 1979, с. 404; II изд. - М, Недра, 1989 г. , с. 332. • 2. Гаврилов В. П. Общая и историческая геология и геология СССР, Учебник, - М. , Недра, 1989 г. , 496 с. основная: дополнительная:

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина 1. Современное состояние нефтегазовой отрасли

Страны с крупнейшими запасами нефти • • • • • Страна Запасы, млрд. бар. % Сауд. Аравия 264, 1 Иран 137, 6 Ирак 115, 0 Кувейт 101, 5 Венесуэла 99, 4 ОАЭ 97, 8 Россия 79, 0 Ливия 43, 7 Казахстан 39, 8 Нигерия 36, 2 США 30, 5 Канада 28, 6 Катар 27, 3 Китай 15, 5 Ангола 13, 5 Члены ОПЕК 955, 8 Весь мир 1258, 0 от мировых запасов 21, 0 10, 9 9, 1 8, 1 7, 9 7, 8 6, 3 3, 5 3, 2 2, 9 2, 4 2, 3 2, 2 1, 1 76, 0 100, 0

Запасы нефти • Нефть относится к невозобновляемым ресурсам. • Мировые разведанные запасы нефти оценивались к началу 1973 года в 100 млрд. т (570 млрд. баррелей). До середины 1970 -х мировая добыча нефти удваивалась примерно каждое десятилетие, потом темпы её роста замедлились. В 1973 году мировая добыча нефти превысила 2, 8 млрд. т. , в 2005 году составила около 3, 6 млрд. т. • Нефть занимает ведущее место в мировом топливноэнергетическом хозяйстве. Её доля в общем потреблении энергоресурсов непрерывно растет: • 3 % в 1900, 5 % перед 1 -й мировой войной 1914— 1918, 17, 5 % накануне 2 -й мировой войны 1939— 45, 24 % в 1950, 41, 5 % в 1972, 48 % в 2004. • В настоящее время (2006) составляет около 3, 8 млрд. т в год или 30 млрд. баррелей в год. Таким образом, при нынешних темпах потребления, разведанной нефти хватит примерно на 40 лет, неразведанной — ещё на 10— 50 лет. Также растёт и потребление нефти — за последние 35 лет оно выросло с 20 до 30 млрд. баррелей в год.

Запасы нефти • • • • Доказанные запасы на 2007 год Страна Запасы 1 Добыча ² На сколько лет хватит ³ Сауд. Аравия 262 8. 8 82 Канада 179 2. 7 182 Иран 136 3. 7 101 Ирак 115 2. 2 143 Кувейт 102 2. 5 111 ОАЭ 98 2. 5 107 Венесуэла 80 2. 4 91 Россия 60 9. 5 17 Ливия 41. 5 1. 8 63 Нигерия 36. 2 2. 3 43 США 21. 8 8. 45 6 Мексика 12. 4 3. 2 11 1. Оценочные запасы в миллиардах бареллей. (Баррель – это мера объема, которую в международном сообществе принято применять для нефти. Нефтяной баррель равен 158, 988 куб. дм. ) 2. Добыча в миллионах баррелей в день

Добыча нефти и природного газа в мире Добыча нефти млн. т. 15 крупнейших нефтедобывающих 2009 г. стран Добыча природного газа 15 крупнейших газодобывающих Таблица № 1 млрд. м 3 2009 г. стран 1. Россия 490, 5 1. Россия 612, 4 2. Саудовская Аравия 421, 3 2. США 527, 4 3. США 263, 1 3. Канада 206, 4 4. Иран 193, 6 4. Великобритания 99, 5 5. Китай 170, 4 5. Алжир 83, 2 6. Мексика 164, 3 6. Нидерланды 77, 8 7. Норвегия 144, 0 7. Иран 73, 0 8. Венесуэла 114, 7 8. Норвегия 72, 5 9. ОАЭ 111, 7 9. Индонезия 62, 2 10. Канада 111, 1 10. Узбекистан 59, 5 11. Нигерия 103, 3 11. Туркменистан 56, 6 12. Кувейт 101, 7 12. Саудовская Аравия 54, 4 13. Ирак 95, 5 13. Мексика 47, 3 14. Великобритания 90, 1 14. Малайзия 43, 2 15. Бразилия 78, 0 15. ОАЭ 42, 2 Итого: 2653, 3 Итого 2117, 6 Итого в мире 3435, 2 Итого в мире 2420, 4 В том числе ОПЕК 1380, 0 Доля ОПЕК 40, 2%

Таблица 2 Мировое потребление нефти, млн тн/год 2005 г. 2015 г. 2030 г. Ежегодный рост в 2005 -2030 гг. , % Страны ОЭСР (Организация экономического сотрудничества и развития 29 стран ) Северная Америка В том числе США 2012, 9 2211, 3 2325, 2 0, 6 1050, 8 869, 3 1190 974, 8 1299, 8 1055 0, 9 0, 8 Европа 607, 7 649, 9 0, 2 Азиатско-Тихоокеанский регион 350, 3 371, 4 375, 6 0, 3 Страны с переходной экономикой В том числе Россия 181, 5 105, 5 211 122, 4 240, 5 135 1, 1 1, 0 Развивающиеся страны 1181, 6 1599, 4 2164, 9 2, 5 Азия В том числе Китай 616, 1 278, 5 869, 3 422 1253, 3 645, 7 2, 9 3, 4 Индия 109, 7 156, 1 227, 9 3, 0 Ближний Восток 244, 8 341, 8 409, 3 2, 0 Африка 113, 9 147, 7 206, 8 2, 4 Латинская Америка 206, 8 236, 3 295, 4 1, 5 Мир, всего 3527, 9 4190, 5 4907, 9 1, 3

Основные этапы и виды нефтегазовой деятельности • • • • В современной нефтегазовой отрасли определяются ряд основных этапов научно-технической и экономической деятельности: - научно-исследовательское прогнозирование скоплений углеводородоа; - геолого-геофизические исследования поисков нефтегазовых месторождений; - поисково-разведочные работы на нефтегазовых месторождениях; - разработка нефтегазовых месторождений; - бурение эксплуатационных скважин; - добыча нефти и газа; - транспорт и хранение нефти и газа; - переработка нефти и газа; - сбыт продуктов нефтегазопереработки; - экономика нефтегазовой отрасли.

Схема размещения мировых месторождений нефти и газа Газ Нефть

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Схема распределения основных объемов проведения поисков и разведки нефтегазовых месторождений по регионам мира

Перспективы мировых энергетических поставок 100 80 100 BILLION BARRELS Геотерм. ист. Ядерная электроэн. Уголь Нефть 20 1940 1960 1980 2000 2020 Смоляные пески/ Нефтяные сланцы 2040 2060 2080 3000 after Edwards, AAPG 8/97 Снижение запасов Природный газ 40 1900 Энергия солнца, ветра, Мировое потребление энергии Миллиарды нефтяного эквивалента Гидроэлектроэнергия Новые технологии горючих ископаемых Спрос на специалистов 1993 нефтегазовой отрасли

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

Распределение перспективных и прогнозных ресурсов нефти по регионам России

Экспорт российской нефти и газа РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина В настоящее время в России открыто 2325 нефтяных, нефтеконденсатных и нефтегазовых месторождений, 1223 из которых находятся в разработке. Среди этих месторождений 11 являются уникальными, 140 крупными. Кроме нефтяных месторождений, открыто 770 газовых, газоконденсатных и газонефтяных месторождений, из которых 340 вовлечены в разработку.

Пояса нефтегазонакопления России ( по В. П. Гаврилову, 2006 ) РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина 2. Основные особенности строения и формирования Земли

Гипотезы происхождения Земли 1. Эммануил Кассет (1755 г. ) происхождение Вселенной из первичной материи. 2. Эммануил Кант и Пьер Лаплас (1796 г. ) происхождение Солнечной системы из «первичной туманности» . 3. О. Ю. Шмидт (1943 г. ) планетная система образовалась из пылевой и метеорной материи при попадании ее в сферу Солнца. 4. В. Г. Фесенков в 50 -е годы, образование Солнца и планет из общей среды, возникшей в результате уплотнения газопылевой материи. 5. По современным представлениям, тела Солнечной системы формировались из первично холодной космической твердой и газообразной материи путем уплотнения и сгущения до образования Солнца и протопланет. 6. Самая передовая гипотеза – это объяснение возникновения Вселенной теорией Большого взрыва. Самый ранний этап развития Вселенной называется инфляционным. В результате возникают пространство и время. Следующий этап – горячий. Выброс тела связан с высвободившейся энергией при Большом взрыве. Излучение нагрело Вселенную до 1027 К. Затем наступил период остывания Вселенной в течение ~500 тысяч лет. В результате возникла однородная Вселенная. Переход от однородной к структурной происходил от 1 до 3 млрд. лет.

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

Основные этапы геологической истории Земли Образование Протоземли 4, 7 млрд. лет наз

Основные этапы геологической истории Земли Начальные этапы формирования геосфер Земли

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

Солнечная система

3. Строение Земли •

Строение Земли • • • Земля относится к планетам земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), а значит она, в отличие от газовых гигантов, таких как Юпитер, имеет твёрдую поверхность. Это крупнейшая из четырёх планет земной группы в солнечной системе, как по размеру, так и по массе. Имеет наибольшую плотность, самую сильную поверхностную гравитацию и сильнейшее магнитное поле. Кроме твердых оболочек Земля обладает гидросферой, атмосферой и биосферой. Сейчас на ней активно формируется техносфера (ноосфера). Земля еще не завершила своего развития. В ней продолжается радиоактивный распад и гравитационная дифференциация. Тепло из недр поступает к поверхности, давая энергию для тектонических процессов и вещество для создания земной коры Форма Земли (геоид) близка к сплюснутому эллипсоиду — шарообразная форма с утолщениями на экваторе — и отличается от него на величину до 100 метров. Средний диаметр планеты примерно равен 12 742 км.

Внутреннее строение • Земля, как и другие планеты земной группы, имеет слоистое внутреннее строение. • Геологические слои Земли по глубине от поверхности: • Земная кора, Мантия, Ядро. • Земная кора — это верхняя часть твёрдой земли. • Толщина коры колеблется от 6 км под океаном, до 30— 50 км на континентах. • Мантия — это силикатная оболочка Земли. • От глубин 5 — 70 километров ниже границы с земной корой, до границы с ядром на глубине 2900 км. • Земное ядро разделяется на 2 отдельные области: жидкую (ВНЕШНЕЕ ЯДРО) и твердую (BHУTPEHHEE), переход между ними лежит на глубине 5156 км.

Геоид - тело неправильной формы, которую имела бы Земля, если вся её поверхность была покрыта океаном. Радиус Земли - 6371 км. Земля состоит из оболочек – геосфер – ядра, мантии и земной коры. Плотность ядра – 11 -8 г/см. куб. Предполагается, что его состав - железо-никелевый. Плотность мантии 3 -5 г/см куб. Считается, что она состоит из железноникелевых силикатов.

Геоид • Это понятие, означающее «вид Земли» . • Эта поверхность совпадает с уровнем воды в Мировом океане, который мысленно проводится под континентами. • Геоид - некоторая воображаемая уровенная поверхность, которая определяется тем, что направление силы тяжести к ней всюду перпендикулярно. • Это та поверхность, от которой производится отсчет высот рельефа. Поверхность геоида приближается к поверхности трехосного эллипсоида, отклоняясь от него местами на величину 100 - 150 м (повышаясь на материках и понижаясь на океанах), что, по-видимому, связано с плотностными неоднородностями масс в Земле и появляющимися из-за этого аномалиями силы тяжести. • От геоида отсчитываются нивелирные высоты. Когда говорят, что высота над уровнем моря такая-то, то это и есть высота от поверхности геоида в данной точке земного шара, хотя именно в этом месте никакого моря нет, а оно, это море, находится от этого места за несколько тысяч километров.

Геоид

Общая структура планеты Земля

Строение земной коры Под континентами и шельфом от 15 -20 км. (под равнинами) до 75 км. (под горными сооружениями). В ней выделяется 3 слоя «базальтовый» , «гранитный» и «осадочный» . Земная кора или литосфера (литос – камень) – каменная оболочка Земли имеет различное строение под океанами и континентами. Под океанами её толщина около 10 км. , в ней выделяется 2 слоя – «базальтовый» и маломощный осадочный слой (стратисфера). По Милосердовой Л. В.

Конвекционные ячеи в мантии и структуры земной коры

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ • Плотность. • • Средняя плотность Земли составляет 5, 52 г/см 3. В осадочных породах плотность около 2, 4 -2, 5 г/см 3 , в бол-ве метаморфических пород - 2, 7 -2, 8 г/см 3 , в магматических породах - 2, 9 -3, 0 г/см 3. Средняя плотность земной коры около 2, 8 г/см 3 В кровле верхней мантии, ниже границы Мохо, - 3, 3 -3, 4 г/см 3, у нижней границы нижней мантии (2900 км) - 5, 5 -5, 7 г/см 3, ниже границы Гутенберга (верхняя граница внешнего ядра) - 9, 7 -10, 0 г/см 3, затем повышается до 11, 0 -11, 5 г/см 3, увеличиваясь во внутреннем ядре до 12, 5 -13, 0 г/см 3. • Давление. • • • Глубина, км 40 Давление, м. Па 1* 103 Давление в глубинах Земли 100 3, l* l 03 400 1000 2900 14* l 03 35* l 03 137* l 03 5000 312* l 03 6371 361* l 03

Сводные кривые изменения скорости сейсмических волн, плотности, давления и температуры в оболочках Земли

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ • Ускорение силы тяжести. • • • На поверхности оно в среднем 982 см/с2 (при 983 см/с2 - на полюсе и 978 см/с2 - на экваторе), с глубиной сначала увеличивается, затем быстро падает. Max значение ускорения силы тяжести в основании нижней мантии у границы с внешним ядром 1037 см/с2. В пределах ядра Земли ускорение силы тяжести начинает значительно уменьшаться, доходя до 126 см/с2 на глубине 6000 км и в центре до 0. • Магнетизм. • • • Геомагнитное поле дипольное, магнитные полюсы Земли не совпадают с географическими, т. е. истинными - северным и южным. Между магнитным и географическим полюсами образуется некоторый угол (около 11, 5 o), называемый магнитным склонением. Различают также магнитное наклонение, определяемое как угол между магнитными силовыми линиями и горизонтальной плоскостью.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ • • Определяется излучением Солнца и теплом, выделяемым внутриземными источниками. Самое большое количество энергии Земля получает от Солнца. Ниже поверхности Земли влияние солнечного тепла резко снижается, на небольшой глубине располагается пояс постоянной температуры, равный среднегодовой температуре данной местности. Глубина расположения пояса постоянных температур в различных районах колеблется от первых метров до 20 -30 м. Ниже пояса постоянных температур важное значение приобретает внутренняя тепловая энергия Земли. Тепловой поток измеряется в калориях на квадратный сантиметр за секунду - мккал/см 2. с. Средняя величина теплового потока принимается равной 1, 4 -1, 5 мккал/см 2. с. • • Тепловой режим Земли Источники тепла внутри Земли 1. радиогенное тепло, связанное с распадом радиоактивных элементов 238 U, 235 U, 232 Th, 40 K, 87 Rb. 2. предполагается гравитационная дифференциация вещества, зарождающаяся после некоторого разогрева на уровне ядра и, возможно, в верхней мантии. 3. Дополнительным источником может быть приливное трение, возникающее при замедлении вращения Земли из-за приливного взаимодействия с Луной и в меньшей степени с Солнцем.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ • Температура внутри Земли. • • • Нарастание температуры в градусах Цельсия на единицу глубины называют геотермическим градиентом, а глубину в метрах, на протяжении которой температура увеличивается на 10 С - геотермической ступенью. Геотермический градиент и соответственно геотермическая ступень изменяются от места к месту в зависимости от геологических условий, эндогенной активности в различных районах, а также неоднородной теплопроводности горных пород. Геотермический градиент близ поверхности Земли оценивается в 20 o. С на 1 км. Средний геотермический градиент прослеживается лишь до некоторой относительно небольшой глубины от поверхности (20 -30 км), а дальше он должен уменьшаться. • Какова же температура в более глубоких зонах мантии и ядра Земли? • • • По данным детальных исследований удалось определить реперную температуру на глубине 400 км - около 1600 плюс-минус 50 o С. Земное ядро находится в расплавленном состоянии. Оно, в основном, состоит из железа, температура плавления которого при давлении 1, 4 млн. бар составляет 46000 К. Температуру в центре ядра Земли оценивают в 60000 К.

ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ЗЕМНОЙ КОРЫ Средний химический состав Земли. Масса Земли приблизительно равна 5, 98× 1024 кг. • Она состоит в основном из железа (32, 1 %), кислорода (30, 1 %), кремния (15, 1 %), магния (13, 9 %), серы (2, 9 %), никеля (1, 8 %), кальция (1, 5 %) и алюминия (1, 4 %); на остальные элементы приходится 1, 2 %. • Из-за сегрегации (явление изменения состава, структуры и свойств поверхностных слоёв атомов вещества в конденсированном, то есть в твёрдом или жидком состояниях) по массе внутреннее пространство, предположительно, состоит из железа(88, 8 %), небольшого количества никеля (5, 8 %), серы (4, 5 %). • Геохимик Франк Кларк вычислил, что земная кора чуть более чем на 47 % состоит из кислорода. Наиболее распространённые породосоставляющие минералы земной коры практически полностью состоят из оксидов; суммарное содержание хлора, серы и фтора в породах обычно составляет менее 1 %. Основными оксидами являются кремнезём (Si. O 2), глинозём (Al 2 O 3), оксид железа (Fe. O), окись кальция (Ca. O), окись магния (Mg. O), оксид калия (K 2 O) и оксид натрия (Na 2 O). Кремнезём служит главным образом кислотной средой, формирует силикаты; природа всех основных вулканических пород связана с ним. Из расчётов, основанных на анализе 1 672 видов пород, Кларк сделал вывод, что 99, 22 % из них содержат 11 оксидов (таблица). Все прочие компоненты встречаются в очень незначительном количестве.

Средний химический состав Земли. • Таблица оксидов земной коры Ф. У. Кларка • Соединение • • • Кремнезём Si. O 2 Глинозём Al 2 O 3 Оксид кальция Ca. O Оксид магния Mg. O Оксид натрия Na 2 O Оксид железа (II) Fe. O Оксид калия K 2 O Оксид железа (III) Fe 2 O 3 Вода H 2 O Диоксид титана Ti. O 2 Пентоксид фосфор P 2 O 5 Итого Формула Процентное содержание 59, 71 % 15, 41 % 4, 90 % 4, 36 % 3, 55 % 3, 52 % 2, 80 % 2, 63 % 1, 52 % 0, 60 % 0, 22 % 99, 22 %

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Горные породы

Минералы и горные породы Горные породы – это устойчивые парагенетические ассоциации минералов, возникающие в геологических процессах и образующие геологически самостоятельные тела в земной коре. Минералы это природные химические соединения, или элементы. Всего в природе известно более 2000 минералов. Одни встречаются редко, другие образуют горные породы Минералы могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Метан является газообразным минералом. Нефть – жидкой горной породой.

ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ЗЕМНОЙ КОРЫ • Земную кору - верхнюю твердую оболочку Земли слагают различные генетические типы горных пород, состоящие из определенного сочетания минералов, в состав которых входят различные химические элементы. • Горные породы представляют собой естественные минеральные • агрегаты, относительно постоянного состава, образовавшиеся при • определенных геологических процессах и условиях в недрах Земли или на ее поверхности. Они могут состоять преимущественно из одного породообразующего минерального вида ( мономинеральные) или из нескольких породообразующих минералов (полиминеральные ). • Горные породы по своему происхождению подразделяются на три основны группы: • магматические, осадочные и метаморфические. • •

ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ЗЕМНОЙ КОРЫ • Магматические породы образуются в процессе остывания и отвердения силикатных расплавов магмы в недрах Земли или на ее поверхности. • Магматические горные породы подразделяются на три основных типа: • интрузивные ( глубинные, внедрившиеся ), • эффузивные ( поверхностные, излившиеся ) • и промежуточные ( порфировые ). • Осадочные породы образуются в результате разрушения • (денудации) на поверхности Земли ранее существовавших горных пород, последующего отложения и накопления продуктов этого разрушения при участии физических, химических и биогенных процессов. Метаморфические породы образуются из исходных магматических, осадочных и первичных метаморфических пород, подвергшихся в недрах Земли метаморфизму, воздействию высоких температур, давлений и химически активных веществ. •

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ • Геологические процессы видоизменяют земную кору и ее поверхность, приводя к разрушению и одновременно созданию горных пород. • Эндогенные (внутренние или глубинные) процессы протекают в недрах земной коры за счет внутренней тепловой энергии Земли. Источником эндогенных образований является магма - это расплавленное вещество земной коры. • Экзогенные (внешние) процессы или гипергенные (поверхностные) происходят на поверхности земли при относительно низких температурах и давлении. Продукты экзогенных процессов являются вторичными, образовавшимися за счет разрушения ранее существовавших пород и минералов, при этом возникают осадочные минералы и породы. • Метаморфические процессы связаны с изменением ; ранее образовавшихся минералов и минеральных ассоциаций в результате изменения физико-химических условий. Главными факторами, влияющими на изменение минералов, являются давление и температура, а также газообразные и летучие вещества.

Эндогенные (тектонические) силы, процессы, явления

Формы залегания магматических горных пород • Формы залегания интрузивных пород • Внедрение магмы в различные горные породы, слагающие земную кору, приводит к образованию интрузивных тел (интрузивы) • В зависимости от того, как взаимодействуют интрузивные тела с вмещающими их горными породами выделяют: • Согласные интрузивные тела, внедрявшиеся между слоями вмещающих пород (лакколиты, факолиты, силлы). • Несогласные те, что прорывают и пересекают слоистые вмещающие толщи и имеют форму, не зависящую от структуры последней (батолиты, штоки, дайки)

Формы залегания магматических горных пород • • • Лакколит — интрузивный массив, имеющий в разрезе грибообразную или куполообразную форму кровли и относительно плоскую подошву. Факолит — интрузивное тело, имеющее линзовидную форму, залегающее обычно в ядрах складок. Силл (синонимы — пластовая интрузия, интрузивная залежь) — интрузивное тело имеющее форму слоя, контакты которого параллельны слоистости вмещающей толщи, типичны для трапповой формации. Несогласные те, что прорывают и пересекают слоистые вмещающие толщи и имеют форму, не зависящую от структуры последней (батолиты, штоки, дайки) Батолит — крупный интрузивный массив, имеющий площадь более 100 км². Форма в плане обычно удлиненная, иногда изометричная. Дайка — интрузивное тело, длина которого во много раз превышает ширину, а плоскости практически параллельны. По сути дайка представляет собой трещину, которая была заполнена магматическим расплавом. Дайки обладают длиной от десятков метров до сотен километров и шириной от нескольких cантиметров до 5— 10 км.

Медведь-гора (Южном берегу Крыма) — пример лакколита

Характерный рельеф трапповых провинций. Видны потоки базальтов, формирующие уступы (ступени) в рельефе. Река Снейк, Вашингтон, США

Небольшая дайка, Аляска

Залегание магматических горных пород

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ • Экзогенные (внешние) процессы или гипергенные (поверхностные) происходят на поверхности земли при относительно низких температурах и давлении. Продукты экзогенных процессов являются вторичными, образовавшимися за счет разрушения ранее существовавших пород и минералов, при этом возникают осадочные минералы и породы. • Метаморфические процессы связаны с изменением ; ранее образовавшихся минералов и минеральных ассоциаций в результате изменения физико-химических условий. Главными факторами, влияющими на изменение минералов, являются давление и температура, а также газообразные и летучие вещества.

Экзогенные процессы, движения, явления, Разрушение, перенос, отложение

ЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ • • ВЫВЕТРИВАНИЕ Под выветриванием понимается совокупность физических, химических и биохимических процессов преобразования горных пород и слагающих их минералов в приповерхностной части земной коры. Происходит за счет действия на литосферу гидросферы, атмосферы и биосферы. Выделяются : 1) физическое (механическое) (лёд, водопад и ветер) 2) химическое выветривание 3) биологическое выветривание

ФИЗИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ • Наибольшее значение имеет температурное выветривание, связанное с суточными и сезонными колебаниями температур, что вызывает то нагревание, то охлаждение поверхностной части горных пород. • Это привод к дезинтеграции горных пород, их распаду на отдельные обломки различной размерности (глыбы, щебень, песок и др. ). • На горных склонах наряду с выветриванием развиваются различные гравитационные процессы: обвалы, камнепад, осыпи, оползни; в основании склонов и их подножий продукты гравитационных процессов представляют своеобразный генетический тип континентальных отложений, называемых коллювием. • Морозное выветривание. • Чисто физическое выветривание приводит к раздроблению горных пород, к механическому разрушению без изменения их минералогического и химического состава.

ФИЗИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ

Химическое выветривание • Химическое выветривание — это совокупность различных химических процессов, в результате которых происходит дальнейшее разрушение горных пород и качественного изменения их химического состава с образованием новых минералов и соединений. Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. • Гидратация. Под воздействием воды происходит гидратация минералов, т. е. закрепление молекул воды на поверхности отдельных участков кристаллической структуры минерала. Примером гидратации является переход ангидрита в гипс: ангидрит-Ca. SO 4+2 H 2 O --- Ca. SO 4. 2 H 20 - гипс. • Окисление. Оособенно интенсивно протекает в минералах, содержащих железо. • Выветривание пирита: • Fe. S 2 + m. O 2 + n. Н 2 О - Fe. S 04 - Fе 2(SО 4) - Fе 2 O 3 хn. Н 2 О • лимонит (бурый железняк)

Химическое и биологическое выветривание • Растворение. Многие соединения характеризуются определенной степенью растворимости. • Из химических соединений наилучшей растворимостью обладают хлориды - галит (поваренная соль), сильвин и др. На втором месте - сульфаты - ангидрит и гипс. На третьем месте карбонаты - известняки и доломиты. • Гидролиз. Имеет важное значение при выветривании силикатов, при котором структура кристаллических минералов разрушается благодаря действию воды и растворенных в ней ионов, что к образованию новых гипергенных минералов. • Биологическое выветривание производят живые организмы (бактерии, грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения и т. д. )

КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ • В результате единого и сложного взаимосвязанного физического, химического и хемобиогенного процессов разрушения горных пород образуются различные продукты выветривания. • Продукты выветривания, остающиеся на месте разрушения материнских (коренных) горных пород, называют элювием. • Накопившиеся у оснований склонов и их подножий под действием силы тяжести - коллювием. • Перемещённые на небольшое расстояние пролювием (рыхлые образования, выносимые водными потоками к подножиям возвышенностей. ) и делювием (в результате переноса этих продуктов дождевыми потоками, талыми водами)

Осадочные горные породы • На поверхности Земли в результате действия различных экзогенных факторов образуются осадки, которые в дальнейшем уплотняются, претерпевают различные физикохимические изменения и превращаются в осадочные горные породы. • Процессы формирования осадочных пород: • седиментогенез, диагенез и катагенез • Седиментогенез – процесс первоначального отложения осадков. В водных бассейнах происходит накопление осадков, например, илов. • Диагенез – процесс преобразования осадков в горные породы. Первоначально отложенные слои перекрываются последующими осадками, нижележащие испытывают уплотнение и дегидратацию ( например, илы в процессе диагенеза образуют слои глины ). • Последующие преобразования пластов могут происходить под действием процессов катагенеза (воздействия геотермических, геогидротермических, геохимических и др. условий).

Осадочные горные породы • • • Среди осадочных пород выделяют следующие группы: 1. обломочные породы, возникающие в результате механического разрушения каких-либо пород и накопления образовавшихся обломков; грубообломочные (псефитовые) с частицами размером более 2 мм в диаметре, песчаные (псаммитовые) с размерами частиц от 2 до 0, 1 мм, алевритовые (пылеватые) с частицами размером от 0, 1 до 0, 01 мм пелитовые с размерами частиц менее 0, 01 мм. 2. химические (хемогенные) образуются на дне водоемов при химическом осаждении из растворов или при испарении воды. относятся: - растворимые соли: галит, сильвин и др. ; - гипсы, ангидриты, доломиты, яшмы, джеспилиты, некоторые известняки и др. • 3. органогенные породы, образующиеся из скопления продуктов жизнедеятельности и неразложившихся останков живых организмов: известняки и ракушечники, ископаемые угли. • 4. смешанного происхождения.

Метаморфические горные породы • Метаморфические горные породы - горные породы, образовавшиеся из магматических или осадочных пород в результате метаморфизма. • Главными факторами метаморфизма являются эндогенное тепло, всестороннее давление, химическое воздействие газов и флюидов. Метаморфические породы обладают полнокристаллической структурой. • Все метаморфические породы имеют плотную текстуру. • Породы регионального метаморфизма. Региональный метаморфизм происходит в диапазоне температур от 300 -400 o до 900 -1000 o. С, давление меняется в пределах от 200— 900 МПа. (сланцы, мрамор, яшма, гнейсы) • Контактный метаморфизм - изменение горных пород под воздействием внедрившихся в них интрузивных магматических тел. В результате образуются различные скарны и контактные роговики.

ЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ • 1. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАБОТА ВЕТРА • 2. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД • 3. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТЕКУЧИХ ВОД • 4. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАБОТА ЛЬДА

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАБОТА ВЕТРА • 1) дефляция (лат. "дефляцио" - выдувание и развевание); • 2) корразия (лат. "корразио" обтачивание, соскабливание); • 3) перенос • 4) аккумуляция (лат. "аккумуляцио" накопление).

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАБОТА ВЕТРА • ДЕФЛЯЦИЯ И КОРРАЗИЯ

АККУМУЛЯЦИЯ И ЭОЛОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД • • • ВИДЫ ВОДЫ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ I. Вода в форме пара. II. Физически связанная вода: 1) прочносвязанная (гигроскопическая) вода; 2) слабосвязанная (пленочная) вода. III. Свободная вода: 1) капиллярная вода; 2) гравитационная вода. IV. Вода в твердом состоянии. V. Кристаллизационная вода и химически связанная вода

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД • I. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД • По условиям образования выделяются несколько типов подземных вод: • 1) инфильтрационные; • 2) конденсационные; • 3) седиментогенные; • 4) магматогенные, или ювенильные; • 5) метаморфогенные, или возрожденные. • II. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД • 1) зона аэрации: почвенные воды и верховодку. • 2) зона насыщения: • а) грунтовые; • б) межпластовые безнапорные; • в) межпластовые напорные, или артезианские.

Схема грунтовых вод и верховодки: I- зона аэрации; II- зона насыщения;

Схема залегания и движения грунтовых вод в междуречном массиве и их режим: 1 -песок, 2 -суглинок, 3 -минимальный уровень грунтовых вод, 4 максимальный уровень грунтовых вод

НАПОРНЫЕ ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ Схематический гидрогеологический разрез части речной долины 1 - песок, 2 - песок водоносный, 3 - супеси, 4 - глины, 5 - известняки трещиноватые, 6 - уровень верховодки, 7 - уровень грунтовых вод, 8 - уровень межпластовых ненапорных вод, 9 - уровень артезианских вод, 10 - источники нисходящие, 11 направление движения безнапорных вод, 12 - разгрузка артезианских вод, 13 восходящий источник

КАРСТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ Схема связи карстовых пещер с речными террасами, отражающими направленность и цикличность развития речных долин, дренирующих подземные воды на разных уровнях

ОПОЛЗНЕВЫЕ ПРОЦЕССЫ Схема оползневого склона: 1 - первоначальное положение склона, 2 - ненарушенный склон, 3 - оползневое тело, 4 - поверхность скольжения, 5 - тыловой шов, 6 - надоползневой уступ, 7 - подошва оползня, 8 - источник

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТЕКУЧИХ ВОД • 1) разрушение, • 2) перенос • 3) отложение, или аккумуляция переносимого материала на путях переноса.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ РЕК • Речная эрозия • 1) донная, или глубинная, направленная на врезание речного потока в глубину; • 2) боковая, ведущая к подмыву берегов и в целом к расширению долины.

Схема последовательного смещения речных меандр по мере их развития: а-начальная стадия; б- последовательные положения в более поздних стадиях; в - узкие перешейки меандр, при прорыве которых образуются старицы

Выработка продольного профиля равновесия реки на различных стадиях регрессивной эрозии (б 0 - а 0 ; б 1 - a 1 , б 2 - а 2 ); А - истоки реки, Б - базис эрозии

ЦИКЛОВЫЕ ЭРОЗИОННЫЕ ВРЕЗЫ И НАДПОЙМЕННЫЕ РЕЧНЫЕ ТЕРРАСЫ Типы речных террас: А - эрозионные, или скульптурные; Б - аккумулятивные; В - цокольные; Р - русло; П - пойма, I, III- надпойменные террасы; H 1, H 2, H 3 - эрозионные циклы. Элементы террасы: а - тыловой шов; б - террасовидная площадка; в - бровка террасы; г - уступ террасы; 1 - аллювий; 2 - коренные породы

УСТЬЕВЫЕ ЧАСТИ РЕК Дельта р. Волги (по М. В. Кленовой): 1 - край дельты Волги в 1873 г. , 2 -тоже, в 1927 г. , 3 тоже, в 1945

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛЕДНИКОВ • • ТИПЫ ЛЕДНИКОВ 1) материковые, или покровные; 2) горные; 3) промежуточные, или смешанные. • Классическими примерами ныне существующих материковых ледников служат покровы Антарктиды и Гренландии.

Антарктический ледяной покров: 1 -выводные ледники, 2 -шельфовые ледники, 3 изогипсы (м), 4 -абсолютные отметки (м)

Материковый ледяной щит Гренландии и изогипсы поверхности

• Горный долинный ледник: • а - область питания; • б - область стока • с боковыми моренами • на поверхности льда

ЛЕДНИКОВОЕ РАЗРУШЕНИЕ И ОСАДКООБРАЗОВАНИЕ • 1) разрушение горных пород (экзарация) подледного ложа с образованием различного по форме и размеру обломочного материала (от тонких песчаных частиц до крупных валунов); • 2) перенос обломков пород на поверхности и внутри ледников, а также вмерзших в придонные части льда или перемещаемых волочением по дну; • 3) аккумуляция обломочного материала, имеющая место, как в процессе движения ледника, так и при дегляциации.

Курчавые скалы

ПЕРЕНОСНАЯ И АККУМУЛЯТИВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛЕДНИКОВ • 1. Отложенные морены. • а) основная (донная), • б) абляционная, • в) конечная (краевая). • 2. ФЛЮВИОГЛЯЦИАЛЬНЫЕ, ИЛИ ВОДНОЛЕДНИКОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ • А) внутриледниковый ( озы, камы и камовые террасы). • Б) приледниковый (зандры, озерноледниковые, лёсс)

Боковые и конечные морены, окаймляющие бассейн, выдолбленный ледником в коренных породах оз. Гарда у подножья Итальянских Альп

ОЗЕРА И БОЛОТА, ИХ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОКЕАНОВ И МОРЕЙ • 1. ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОДВОДНОГО РЕЛЬЕФА ОКЕАНОВ И МОРЕЙ • 2. ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОД ОКЕАНОВ И МОРЕЙ • 3. ОРГАНИЧЕСКИЙ МИР ОКЕАНОВ И МОРЕЙ • 4. РАЗРУШИТЕЛЬНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МОРЯ • 5. ОБРАЗОВАНИЕ ОСАДКОВ В ОКЕАНАХ И МОРЯХ И ИХ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Геологическое моделирование палеогеографических обстановок Для современных морей и океанов на батиметрической кривой выделяют основные области: континентальная отмель, континентальный склон, континентальное подножие и ложе Мирового океана. Последние океанологические исследования значительно детализировали геоморфологию донного рельефа Мирового океана. В пределах континентальной отмели определяются: литоральная зона, сублиторальная зона ( мелкий шельф ), эпибатиальная зона ( глубокий шельф ). Континентальный склон – суббатиальная зона и континентальное подножие составляют склоновую ( переходную ) область к абиссальной области. В пределах абиссальной области выделяются котловины окраинных морей, океанические котловины, глубоководные желоба, срединно – океанические хребты рифтового строения и океанические вулканические поднятия. Особую разновидность представляют гийоты и денсали. Данные по геоморфологии земной поверхности в пределах континентов и океанов определяют в известной мере геоморфологические уровни осадконакопления и формирования осадочных пород, а также палеогеографические условия их образования.

Обобщенный профиль дна океана

Геоморфология осадкообразования РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОД ОКЕАНОВ И МОРЕЙ • 1. Общая соленость и солевой состав вод. • 2. Давление и плотность.

ОРГАНИЧЕСКИЙ МИР ОКЕАНОВ И МОРЕЙ

РАЗРУШИТЕЛЬНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МОРЯ • Разрушительная деятельность моря называется абразией. Она связана главным образом с волновыми движениями и в значительно меньшей степени с приливноотливными. • абразионные террасы, • аккумулятивные террасы

ОБРАЗОВАНИЕ ОСАДКОВ В ОКЕАНАХ И МОРЯХ И ИХ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ • • Баланс осадочного материала млд. т/год Твердый сток рек 18, 53 Сток растворенных веществ 3, 2 Ледниковый сток 1, 5 Эоловый привнос около 1, 6 Абразия берегов и дна около 0, 5 Итого около 25, 33

ОСНОВЫ ИСТОРИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ • 1. ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ И АБСОЛЮТНЫЙ ВОЗРАСТ ГОРНЫХ ПОРОД. • 2. МЕТОДЫ РЕКОНСТРУКЦИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ПРОШЛОГО • 3. ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ШКАЛА • Геохронология представляет собой одно из направлений историко-геологических исследований по установлению временной последовательности геологических событий исторического прошлого Земли. • Стратиграфия занимается изучением естественной исторической последовательности, взаимоотношений и распространения комплексов осадочных, эффузивно-осадочных и отчасти метаморфических пород, заключенных в них ископаемых органических остатков, отражающих эволюционные этапы развития Земли.

Основные стадии развития земли ( по В. П. Гаврилову, 2005 )

Геохронологические и стратиграфические подразделения Геохронологические – геохроны, и стратиграфические - стратоны, подразделения составляют основу геохронологической и стратиграфической школы. Геохронологическая шкала в единицах условного времени отражает длительность и последовательность основных этапов развития Земли. Стратиграфическая шкала показывает последовательность комплексов отложений, отражает их временной объем и соподчиненность. Критерии выделения геохронологических и стратиграфических единиц: - установление этапов в процессе эволюции органического мира; определение периодической осадоконакопления изменчивости процессов и денудации; - палеогеографические; - палеотектонические; - выявление геодинамических режимов развития земной коры и

Геохронологические и стратиграфические подразделения По данным Международного Стратиграфического Комитета (1992 год) Геохронологические (геохроны) 1. Эон 2. Эра 3. Период 4. Эпоха 5. Век 6. Фаза (момент) 7. Пора Стратиграфические (стратоны) 1. Эонотема 2. Эратема (группа) 3. Система 4. Отдел (серия) 5. Ярус 6. Зона 7. Звено

Международная геохронологическая шкала Прообразом современной геохронологической таблицы послужила единая стратиграфическая номенклатура, принятая в 1881 г. на II Международном геологическом конгрессе в г. Болонье. Ныне действующий вариант в 2002 году.

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

Основные этапы геологической истории Земля 3, 5 млрд лет назад. Появление первых организмов прокариот

Основные стадии развития земли ( по В. П. Гаврилову, 2005 )

Основные этапы геологической истории Земли 1) Катархейский - (4600± 100 - 4000± 100 млн. лет). Лунный (мондский) и хендский периоды, соответствующий лунной и нуклеарной стадиям развития Земли. 2) Архейско-ранне-протерозойский (карельский) - (4000± 100 -1650± 50 млн. лет. ). Саамийский (исуанский), свазийский, лопийский (рэндский), гуронский и карельский периоды. Этому этапу соответствуют самые древние «серогнейсовые» породы Акаста провинции Слейв на юго-западе Гренландии, возраст которых определен в 3, 96 млрд. лет. 3) Средне-позднепротерозойский (байкальский) - (1650± 50 - 570± 20 млн. лет). Бурзянский, юрматинский, каратавский и вендский периоды. 4) Раннепалеозойский (каледонский) - (570± 20 – 408 млн. лет). Кембрийский, ордовикский и силурский периоды. 5) Позднепалеозойский (герцинский) - (408 - 248 млн. лет). Девонский, каменноугольный и пермский периоды. 6) Мезозойский - (248 – 65 млн. лет). Триасовый, юрский и меловой периоды. 7) Кайнозойский - 65 млн. лет - ныне. Палеогеновый, неогеновый и четвертичный (антропогеновый) периоды.

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

Горные породы РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Горные породы представляют собой естественные минеральные агрегаты, относительно постоянного состава, образовавшиеся при определенных геологических процессах и условиях в недрах Земли или на ее поверхности. Они могут состоять преимущественно из одного породообразующего минерального вида ( мономинеральные ) или из нескольких породообразующих минералов ( полиминеральные ). Горные породы по своему происхождению подразделяются на три основные группы: магматические, осадочные и метаморфические. Магматические породы образуются в процессе остывания и отвердения силикатных расплавов магмы в недрах Земли или на ее поверхности.

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Осадочные породы образуются в результате разрушения ( денудации ) на поверхности Земли ранее существовавших горных пород, последующего отложения и накопления продуктов этого разрушения при участии физических, химических и биогенных процессов. Метаморфические породы образуются из исходных магматических, осадочных и первичных метаморфических пород, подвергшихся в недрах Земли метаморфизму, воздействию высоких температур, давлений и химически активных веществ. Магматические горные породы подразделяются на три осовных типа: интрузивные ( глубинные, внедрившиеся ), эффузивные ( поверхностные, излившиеся ) и промежуточные ( порфировые ).

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Основные виды интрузивных пород : граниты, сиениты, диориты, габбро, дуниты. Среди эффузивных пород различают палеотипные ( кварцевые порфиры, ортоклазовые порфиры, андезиты, диабазы ) и кайнотипные ( липариты, трахиты, базальты, пикриты ). Метаморфические горные породы, в зависимости от исходных пород подразделяются на два основных типа : изверженно-метаморфические и осадочно-метаморфические. К изверженно-метаморфическим породам относятся: сланцы ( зеленые, хлоритовые, тальковые и т. д. ) ; кристаллические сланцы; ортогнейсы ( эклогиты, гранулиты ); мигматиты; грейзены; серпентиниты. Среди осадочно-метаморфических пород различают: сланцы глинистые, филлиты; кристаллические сланцы ( слюдяные, серицитовые ); кварциты; мраморы; парагнейсы; роговики; скарны.

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Осадочные горные породы подразделяются на четыре основных типа: обломочного, биогенного, химического и смешанного происхождения. Обломочные породы делятся по величине обломков на виды: грубообломочные ( псефиты ), среднеобломочные ( псаммиты ), мелкообломочные ( алевриты ), тонкообломочные ( пелиты ). Каждый вид представлен рыхлыми и сцементированными разностями: псефиты ( галечники – конгломераты; гравий – гравелиты и др. ); псаммиты ( пески –песчаники ); алевриты ( алевриты – алевролиты ); пелиты ( глины – аргиллиты ).

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Осадочные породы биогенного происхождения подразделяются на несколько видов: карбонатные органогенные ( известняки ракушняки, коралловые, фораминиферовые, фузулиновые и др. ); кремнистые ( диатомит, трепел ); каустобиолиты ( торф. угли, нефть, асфальт, озокерит, горючие сланцы и др. ); Осадочные породы химического происхождения подразделяются на виды: карбонатные ( известняки пелитоморфные, оолитовые, натечные; известковый туф; доломит; сидерит ); кремнистые ( кремень ); железистые ( бурый железняк ); галоидные ( каменная соль, сильвин ); сульфатные ( ангидрит, гипс ); алюминиевые ( латерит, боксит ); фосфатные ( фосфорит ).

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Процессы формирования осадочных пород: седиментогенез, диагенез и катагенез Осадочные отложения и породы формируются в процессе седиментогенеза, диагенеза и катагенеза. Седиментогенез – процесс первоначального отложения осадков. В водных бассейнах происходит накопление осадков, например, илов. Диагенез – процесс преобразования осадков в горные породы. Первоначально отложенные слои прекрываются последующими осадками, нижележащие испытывают уплотнение и дегидратацию ( например, илы в процессе диагенеза образуют слои глины ). Последующие преобразования пластов могут происходить под действием процессов катагенеза ( воздействия геотермических, геогидротермических, геохимических и др. условий ).

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Формы залегания осадочных горных пород Основной первичной формой залегания осадочных образований является пласт ( слой ), представляющий собой геологической тело, сложенное в основном однородной осадочной породой, ограниченное двумя более или менее параллельными поверхностями напластования (верхней –кровлей, нижней – подошвой ), имеющее одинаковую толщину ( мощность ) и занимающее значительную площадь. Первоначально пласты осадочных горных пород в нормальных ( ненарушенных ) условиях залегают практически горизонтально. Всякое изменение ( нарушение ) первоначального горизонтального залегания пластов приводит к образованию дислокаций. Среди дислокаций различают: пликативные и дизъюнктивные. Пликативные, образуют дислокации без разрыва сплошности пластов (моноклинали, флексуры, складки антиклинальные, синклинальные и др. ). Дизъюнктивные дислокации – с разрывом сплошности пластов ( сбросы, взбросы, грабены, горсты, надвиги и др. ).

Основной способ залегания осадочных горных пород - слой – первично обособленный плитообразный осадок, или горная порода, ограниченный сверху и снизу поверхностями напластования, отделяющими один слой от другого

Слои могут изгибаться Коленообразный изгиб флексура

Волнообразный изгиб – складка (антиклинальная, или синклинальная)

Слои могут нарушаться разрывами, в результате чего возникают разломы – сбросы и взбросы

Дизъюнктивные дислокации а – сброс, б – взброс, в – надвиг, г – сдвиг, д – ступенчатый сброс, е – грабен, ж - горст

грабен Несогласное залегание пород параллельное и угловое горст сброс надвиг взброс

Согласное залегания горных пород • При согласном залегании пород (рис. 112) границы пластов практически параллельны. Такое положение границ сохраняется и при наклонном и складчатом залегании пластов. Характерной особенностью согласного залегания, также является последовательное залегание более молодых пластов на более древних. Формирование пород происходило в условиях последовательного погружения и непрерывного накопления осадков.

• При более сложном геологическом развитии породы могут оказаться в условиях несогласного залегания (рис. 113). Особенностью этого вида залегания является наличие в разрезе так называемой поверхности размыва (несогласия), свидетельствующей о наличии перерыва в осадконакоплении. По этой поверхности происходит контакт пород со значительной разницей в возрасте .

Коллекторы и флюидоупоры Порода – коллектор – горная порода, обладающая способностью вмещать жидкости и газы и пропускать их через себя при наличии перепада давления. Кроме того, коллектор – горная порода, способная аккумулировать и отдавать флюиды при определенных условиях. Основными свойствами породы – коллектора являются пористость и проницаемость. Поровые коллекторы – ( пески, песчаники, алевролиты, рифовые отложения и др. ), пустотное пространство которых образовано межгранулярными ( межзерновыми первичными) порами, обычно обладающие проницаемостью при пористости более 9 – 10% и относительной изотропностью фильтрации по поровым каналам. Среди пород – коллекторов с оптимальными показателями высокой пористости и проницаемости выделяются : терригенные породы – коллекторы ( пески, песчаники, алевролиты и др. ); карбонатные породы – коллекторы ( известняки органогенные, рифы, трещиноватые, кавернозные и др. )

Поровое пространство Основные характеристки: üКоэф. пористости üКоэф. проницаемости üПоровое и пластовое давления Состоит: üМатрица üЦемент üФлюидосодержащие поры

Извлекаемые углеводороды: Пористость есть часть пустотного пространства коллекторской породы, которая заполнена флюидами. Существует два типа пористости: первичная и вторичная. Первичная пористость сформировалась в процессе накопления осадочных пород пласта. Существует несколько видов первичной пористости, включая интергранулярную – от 2 -3% до 35 - 40%.

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Флюидоупоры ( покрышки, экранирующие пласты и т. д. ) – пласты горных пород , практически непроницаемые для флюидов, с низкой пористостью и проницаемостью, а также структурные элементы ( плоскости разрывных нарушений и др. ) и границы размывов между стратиграфическими подразделениями. К флюидоупорам относятся породы: глины, аргиллиты, каменная соль, известняки пелитоморфные и др.

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина 4. Методы поисково-разведочных работ: 4. 1. Геологические 4. 2. Геофизические; 4. 3. Бурение скважин; 4. 4. Дистанционное зондирование; 4. 5. Комплексирование методов поисково-разведочных работ.

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Геологические методы

Геологическое моделирование палеогеографических обстановок РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Поиски и разведка нефтегазовых месторождений ведутся с использованием комплекса многочисленных и разнообразных геологических, геохимических, геофизических и др. методов. Среди методов, применяемых для стратификации разрезов, вскрытых скважинами широко используются методы геолого-стратиграфические ( минералого – петрографический, структурно – тектонический, ритмостратиграфии, климатостратиграфический, магнитостратиграфический, ГИС, сейсмостратиграфический ) и методы биостратиграфические ( анализ органических комплексов, филогенетический, микропалеонтологический, палеоэкологический, количественной корреляции палеонтологических комплексов ). При геологическом моделировании палеогеографических обстановок применяются методы геоморфологии осадконакопления ( анализ геоморфологии земной поверхности, анализ гипсометрических уровней осадконакопления ) и методы фациальные ( анализ литофациальный, анализ биофациальный, анализ палеогеографический, с построением литолого – палеогеографических карт и профилей )

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина При геологическом моделировании палеотектонических обстановок , в зависимости от целевого направления изучения преимущественно вертикальных или горизонтальных тектонических движений, применяют соответствующие отдельные методы или комплексы методов. Изучение преимущественно выраженных вертикальных тектонических движений проводится с использованием методов мощностей, фаций, формаций, перерывов и несогласий, режимов тектонических движений. Горизонтальные тектонические движения изучаются методами формаций ( литогеодинамических комплексов ), палеомагнитными, геоморфологическими, геодезическими, дистанционного зондирования. Геологическое моделирование палеотектонических обстановок проводится также с привлечением материалов геологической интерпретации геофизических данных магниторазведки, гравиразведки, электроразведки и сейсморазведки. Используя основные принципы тектонического районирования составляют в зависимости от целевого направления исследований региональные, зональные и локальные тектонические карты основных структурных элементов изучаемой территории. В настоящее время разрабатываются принципы геологического моделирования геодинамических реконструкций нефтегазоносных областей на основе представлений плитной тектоники

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Геологическое моделирование палеогеографических обстановок проводится с применением метода геоморфологии осадконакопления и метода фациального. Метод геоморфологии осадконакопления включает два взаимодополняющих анализа : анализ геоморфологии земной поверхности и анализ геоморфологии осадкообразования.

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Геологическое моделирование палеогеографических обстановок Современные представления о геоморфологической зональности Земной поверхности иллюстрируют данные гипсографический кривой. В пределах континентов выделяются разнообразные геоморфологические области, которые можно объединить условно по гипсометрическим положительным уровням в области низменностей, равнин, возвышенностей, предгорий, межгорных депрессий ( котловин ) и горной суши. Эти данные используются для определения условий формирования континентальных отложений.

Геоморфология осадкообразования РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Геофизические методы

Магниторазведка РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Геофизические методы исследований широко применяются на всех этапах и стадиях поисков и разведки нефтегазовых месторождений. Геофизическая информация служит часто основой при изучении структурных элементов закрытых регионов, структуры земной коры, литосферы и внутреннего строения Земли. При этом наиболее эффективно достоверность и информативность материалов геофизических методов достигается только при их комплексировании. Основными геофизическими методами , с помощью которых наиболее эффективно изучаются недра Земли являются: магниторазведка, гравиразведка, электроразведка и сейсморазведка. Магниторазведка – геофизический метод разведки, основанный на изучении различных магнитных свойств горных пород и земных недр. Магниторазведку используют для изучения планетарной геотектоники ( палеомагнетизм ), при геологическом картировании ( аэромагнитная съемка ), поисках железорудных месторождений ( магнетитовые руды, джеспилиты ) и др. На планетарном уровне изучается характер распределения глобальных магнитных аномалий, который вероятно отражает сложные глубинные ( мантийные ) процессы в земных недрах. В региональном плане магниторазведка помогает уточнить границы крупных струтурных элементов, зоны разломов, глубину залегания и рельефа поверхности кристаллического фундамента докембрийских платформ ( Восточно – Европейская, Сибирская и др. ).

Метод магниторазведки РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

Схема аномалий магнитного поля Прикаспийской синеклизы РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

Гравиразведка РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Гравиразведка – геофизический метод разведки, основанный на изучении аномального гравитационного поля, обусловленного геологическим строением и разной плотностью пород земной коры и недр Земли. Основные геологические задачи и объекты гравиразведки: - исследования региональных территорий с целью оценки мощности земной коры и ее изостатической системы; - тектоническое районирование геосинклинальных и платформенных областей, с уточнением строения структурных элементов; - поиски и изучение структурных элементов в нефтегазоносных, угленосных, соленосных областях и артезианских бассейнах. Гравитационные аномалии широко используются при качественной геологической интерпретаци, особенно при тектоническом районировании, выявлении пликативных, дизъюнктивных и диапировых структур разного порядка. С этой целью проводится анализ и геологическая интерпретация как наблюденного гравитационного поля ( в редукции Буге ), представляющего суммарное поле региональной и локальной составляющей, так и исследования с разделением этих полей путем их трансформации.

Метод гравиразведки РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Локальная отрицательная аномалия над соляным диапиром

Электроразведка РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Электроразведка – геофизический метод разведки, основанный на изучении естественных и искусственно созданных в земной коре электрических ( электроиагнитных ) полей постоянного и переменного тока. Основой применения электроразведки является дифференциация горных пород по их электрическим свойствам ( электрическому сопротивлению, диэлектрической проницаемости и др. ) Существует несколько методов электроразведки, отличающиеся по роду используемого электрического тока, естественных или искусственных электрических полей, а также техники и методики проведения полевых работ. Методы искусственных полей – вертикальные электрозондирования ( ВЭЗ ), дипольные электро –зондирования ( ДЭЗ ), зондирования становлением поля ( ЗСП ), метод частотного зондирования ( ЧЗ ), требуют использования мощных источников постоянного или переменного тока. Методы естественных полей – метод теллурических токов ( МТТ ). магнитотеллурическое профилирование ( МТП ) и магнитотеллурическое зондирование ( МТЗ ) регистрируют напряжение коротко – периодных компонент земных ( магнитотеллурических ) токов. Методы электроразведки применяются для решения широкого круга задач геологического картирования и структурной геологии, поисков и разведки ряда полезных ископаемых, в том числе нефти и газа. Глубинность методов электроразведки повышается в последовательности применения – ВЭЗ. ДЭЗ, ТТ, МТП, ЗСП. ЧЗ, МТЗ, и достигает нередко многих километров. Наиболее производительными являются методы ЗСП и МТЗ, применяющиеся для изучения поверхности опорных горизонтов осадочного чехла и фундамента платформенных областей. Метод МТЗ достаточно успешно используется для установления положения кровли астеносферы.

Сейсморазведка РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Сейсморазведка – геофизический метод разведки, основанный на изучении распространения в земных недрах упругих волн, вызванных естественными ( землетрясения ) или искусственными ( взрывы, удары и др. ) источниками возбуждения упругих колебаний. Сейсмические методы широко применяются при изучении региональных, зональных и локальных структурных элементов земной коры, литосферы и глубинных недр Земли. Различают два основных метода сейсморазведки : метод отраженных волн ( МОВ ) и метод преломленных волн ( МПВ ). На их основе появились различные модификации: МОГТ, МСС, МРНП, КМПВ, ГСЗ, ГСП, ВЧС, ВСП идр. Сейсморазведка является ведущим геофизическим методом, применяемым как на континентальных, так и морских ( Шельфовых ) территориях. Она имеет широкий спектр применения ( региональный, зональный, локальный ) и уровни освещения глубинных недр Земли. Степень информативности сейсморазведки значительно возрасла с переходом на цифровую технику и компьютерную технологию обработки результатов полевых работ. ( 2 D, 3 D, 4 D ).

Сейсморазведка РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина Региональные сейсморазведочные работы по методам ГСЗ, ГСП, проведенные в пределах Восточно – Европейской, Сибирской, Западно – Сибирской платформ существенно уточнили их глубинное строение. Зональные ( рекогносцировочные ) и локальные ( площадные ) исследования сейсморазведкой КМПВ и МОГТ практически во всех нефтегазоносных регионах предшествуют постановке геолого – разведочных работ, включая опорное, параметрическое и разведочное бурение скважин. В последние годы опробывается новое направление – сейсмотомография. Этот метод, основанный на анализе компьютерной обработки обобщенных материалов регистрации сейсмических волн от многих тысяч землетрясений, позволяет сканировать поверхность геосфер, вплоть до ядра Земли. По данным сейсмотомографии были установлены уникальные области повышенных и пониженных скоростей сейсмических волн, которым соответствуют области уплотнения и разуплотнения мантии, ее охлаждения и разогрева, что подтверждает версию проявления конвекции в мантии. Также, впервые по данным сейсмотомографии были получены данные о рельефе поверхности ядра Земли.

Сейсморазведка 2 D Регистрирующая аппаратура Сейсмоприемники Western. Geco Источник Верхний пласт Падующая волна Отраженная волна Нижний пласт Нефтяная залежь

Сейсмовибратор на автогрузовике

Сейсмоприемники Методы геофизических исследований: Сейсмическая съемка На суше сейсмоприемники расстанавливаются по линиям или сеткам наблюдений. Эти чувствительные приборы регистрируют малейшие движения земной поверхности обусловленные энергией отраженных волн, и преобразуют вибрации в электрические сигналы, которые записываются в цифровом виде как сейсмические трассы.

Методы геофизических исследований: Новые технологии По мере развития сейсмических технологий, появляются новые сейсмические методы, например, сейсмическое моделирование коллекторов 3 D и даже 4 D. Трехмерные сейсмические изображения пластов-коллекторов пожно получить путем отработки и дальнейшей обработки сети пересекающихся сейсмических профилей. Можно построить куб сейсмических трасс и генерировать горизонтальные временные срезы такого куба.

Морская сейсморазведка РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

Методика сейсмической съемки 3 D – Конфигурация из 2 источников, 6 кабелей – За одно прохождение судна отстреливается 12 профилей Поверхность моря Дно моря

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

Сейсмостратиграфия опорных отражающих горизонтов по линии широтного профиля через Западно – Сибирскую платформу РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

Сейсморазведка 3 D Регистрирующая аппаратура Western. Geco

Интерпретация сейсмических данных

Сейсмика 4 D High quality data acquisition Noise removal / attenuation Perturbation control High quality processing Map relative changes in reservoir reflectivity to changes in Sw, P, T, GOR Saturation Distribution Early stage After long production Oil Saturation

РГУ нефтии газа им. И. М. Губкина

Типы сухопутных и морских буровых сооружений

Морские буровые сооружения

Кустовое бурение скважин Horizontal drilling maintains production and ROI with fewer wells Access to each reservoir pocket Objectives: - High Efficiency - Better Wells for Production Minimum number of wells Extended Reach Drilling

Метод дистанционного геологического зондирования Космические снимки получают в результате зондирования земной поверхности с разнообразных космических носителей ( ИСЗ, АМС, ПКК и ДОС ) при высоте орбит от 150 до 1000 км, разрешении изображения от 10 до 300 м. и ширине полосы захвата от 100 до 1000 км.

Метод дистанционного геологического зондирования Принципиальная схема дистанционного геологического зондирования (ДГЗ) состоит из ряда взаимосвязанных элементов (блоков): сцена, идентификация модели и сцены, высотный комплекс, наземный комплекс (прием, обработка, регистрация), пользователь, геологическая модель сцены.