Газовые скопления. Виды и особенности их формирования. Газогеохимические провинции

Югорский  государственный университет.

Институт  природопользования.

Кафедра геологии, нефти и газа.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа по геохимии

«Газовые  скопления. Виды и особенности их формирования. Газогеохимические провинции» 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент гр. 2290

Елдашев А.Ш

Проверил:  Коржов Ю. В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      г. Ханты-Мансийск

2011 г. 
 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДНИЕ………………………………………………………………………………………...3

I. Газовые скопления…………………………………………………………………………….4

1. Газы осадочной толщи……………………………………………………………………….7

1.1. Газы соленосных отложений……………………………………………………………….8

1.2. Углеводородные  газы………………...……………………………………………………..9

1.3. Газоносность угленосных отложений……………………………………………………..9

2. Газы, растворенные  в подземных водах……………………………………………………12

2.1. Физико-химические  параметры газонасыщения подземных вод в зависимости от температуры, давления и минерализации…………………………………………………….12

2.2. Газовые факторы вод, фактически наблюдаемые в зависимости от геологических и гидрогеологических условий…………………………………………………………………..13

2.3. Процессы газогидратообразования в недрах………………………………………….....14

2.4. Современные представления о гидрогеохимических и газогидрогеохимических показателях нефтегазоносности недр…………………………………………………………16

II. Виды и особенности их формирования……………………………………………………17

1. Классификация залежей газа………. ………………………………………………………18

2. Особенности формирования газовых скоплений…………………. ……………………...20

1. Основные понятия о миграции………………………………...………………………….20

2.2Формирование скоплений газа…………………………... ………………………………..22

2.3Разрушение скоплений газа………………………………………………………………...23

III. Газогеохимические провинции…………………………………………………………....23

1 Классификация  газоноснысных территорий…………………………………….................23

2 Общие закономерности в формировании и размещении скоплений газа………………..25

3О вертикальной и региональной зональности в размещении скоплений газа ….............26

IV Заключение………………………………………………………………………………....27

V Список использованной  Литература………………………….………………………….28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

     Нефть и газ - подвижные полезные ископаемые. Скопления их, являющиеся объектом поисков и разведки, образуются в результате миграции углеводородов в земной коре. Изучение закономерностей миграции и аккумуляций нефти и газа должно опираться на достижения физики, физической химии, подземной гидравлики и гидрогеологии. Нефть и газ в земной коре нередко претерпевают сложные физико-химические преобразования, которые необходимо знать, чтобы дать правильное направление поисково-разведочным работам на нефть и газ. Изучение закономерностей этих преобразований должно основываться ни знании органической химии, геохимии, биохимии и др.

     Скопления нефти и газа образуются в недрах в теснейшей генетической связи с развитием земной коры, поэтому изучение условий распространения их в разрезе и пространстве должно основываться прежде всего на положениях соответствующих отраслей наук о Земле: общей и исторической геологии; геоморфологии; геотектоники, палеотектоники; палеогеографии; литологии; полевой и структурной геологии и др.

       «Только тогда, когда мы будем иметь правильное представление о тех процессах, в результате которых, возникает нефть... каким образом в земной коре образуются ее залежи, будем знакомы со всеми структурными формами и литологическими особенностями пластов, благоприятными для скоплений нефти, получим из всей совокупности этих данных надежные указания, в каких местах нам искать нефть и как надлежит наиболее целесообразно организовать ее разведку» (И. М. Губкин).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Газовые скопления.

 

Химический  состав газов. Газы газовых скоплений пред¬ставлены в основном метаном (до 98,8 %) с примесью его гомо¬логов, а также неуглеводородных компонентов: углекислого газа, азота и сероводорода. Ввиду резкого преобладания ме¬тана и небольшого (до 0,2%) количества жидких его гомоло¬гов эти газы относят к так называемым сухим газам.

Газы, растворенные в нефтях, называются попутными нефтяными  газами. Состав нефтяных попутных газов  резко от¬личается от сухих значительным содержанием этана, пропана, бутана и высших углеводородов (в сумме  до 50 %). Поэтому они получили название жирных или богатых газов. Некоторые материалы по составу газов приводятся в таблице 1. 

Таблица 1.

 
 

В составе  газов, растворенных в подземных  водах, основ¬ное значение имеют  метан, азот и углекислый газ. Концентра¬ция  метана в растворенном газе может достигать 80—95 % и составлять тысячи кубических сантиметров на литр. Эта форма концентрации углеводородов имеет иногда промышленное зна¬чение.

Данные  по химическому составу газа используются не только при проектировании комплексной разработки газового местоскопления. Изучение химического состава газов, в том числе растворенных в подземных водах, проводится также с целью решения некоторых геологических задач, связанных с прогнозированием нефтегазоносности.

Физические  свойства природных газов. Химический состав природного газа определяет его физические свойства. Основ¬ными параметрами, характеризующими физические свойства газов, являются плотность, вязкость, критические давления и температура, диффузия, растворимость и др. Сведения о неко¬торых физических свойствах газообразных углеводородов при¬ведены в таблице 2. 

Таблица 2.

 
 
 

Плотность газа - масса 1 м3 газа при температуре 0°С и давлении 760 мм рт. ст. Единица  плотности газа в системе СИ —  кг/м3. На практике часто пользуются относительной плот¬ностью газа (по отношению к воздуху).

Вязкость  газов очень мала и не превышает 0,01 сП. С по¬вышением давления она  увеличивается.

Для каждого  газа существует температура, выше которой  он не переходит в жидкое состояние, как бы велико ни было давление.   Эта температура  называется   критической.   Для метана критическая температура равна - 82,1 °С. В недрах зем¬ной коры уже на небольшой глубине температура выше 0°С. Поэтому в земной коре метан не может находиться в жидком состоянии. Гомологи же метана (этан, пропан) в условиях зем¬ной коры могут находиться в жидком состоянии при давлении выше критического, т. е. ниже которого как бы ни низка была температура, газ не переходит в жидкое состояние.

Диффузия  газа - это явление взаимного проникновения одного вещества в другое (при их соприкосновении), обуслов¬ленное движением молекул. Диффузия газов в осадочных тол¬щах в естественных условиях осуществляется преимущественно через водонасыщенные поры и трещины пород. Диффузия вы¬зывается в основном разностью концентраций газа в смежных частях горных пород и протекает в направлении от большей кон¬центрации к меньшей. Коэффициенты диффузии D зависят как от состава диффундирующего газа, так и от свойств среды, че¬рез которую происходит диффузия, и от термодинамических условий (коэффициенты диффузии увеличиваются с температу¬рой). Можно предполагать, что порядок величин коэффициен¬тов диффузии n*10-6 отвечает породам с сообщающимися по¬рами или трещинами, заполненными водой.

Явления диффузии газов имеют существенное значение в процессах, формирования и разрушения залежей газа.

Растворимость газов при небольших давлениях (при¬близительно до 50 кгс/см2) подчиняется  закону Генри, со¬гласно которому количество растворенного газа прямо пропор¬ционально давлению и коэффициенту растворимости. Коэффи¬циенты растворимости газа в воде зависят от температуры и минерализации воды. Зависимость растворимости от темпера¬туры при невысоких температурах (примерно до 90°С) обратная, при более высоких температурах прямая.

Физические свойства природных газов, которые были рас¬смотрены выше, играют заметную роль в процессах формиро¬вания залежей нефти и газа и в размещении их в земной коре. Например, нефть сама по себе практически не может мигриро¬вать через труднопроницаемые породы, в то время как в рас¬творенном состоянии в газе для нее эти породы не являются та¬кой преградой на пути, миграции. Эти свойства имеют большое значение и должны учитываться и при разработке нефтяных и газовых местоскоплений.

Условия аккумуляции углеводородов.

Если  на пути движущегося по природному резервуару флюи¬да встречается  преграда (какой-либо экран или барьер), то начи¬нается формирование скопления  УВ — залежи, которая занимает определенную часть геологического пространства и является пер¬вым (низшим) членом системы нефтегеологического районирова¬ния. В качестве простейшего элемента районирования по генети¬ческому принципу В.Б. Оленин рассматривал минимальный по размеру участок земной коры, который при этом в силу структур¬но-генетической характеристики способен заключать единичную залежь нефти и(или) газа. Большинство отечественных исследо¬вателей называют такие участки «ловушками». Ловушка, содержа¬щая залежь УВ, является простейшим элементом системы нефте-геологического районирования.

Понятие «ловушка» использовали многие отечественные и зару¬бежные ученые (А.А. Бакиров, И.О. Брод, Н.Б. Вассоевич, ВТ. Виль¬сон, Н.А. Еремеко, М.К. Калинко, А.И. Леворсен, К.К. Лэйндс и др.). По И.О. Броду, под ловушкой понимается часть природно¬го резервуара, в которой создаются условия для улавливания флюидов и формирования нефтегазового скопления, в ней уста¬навливается относительное равновесие подвижных веществ. На¬личие ловушки — первое условие формирования залежи.

Залежь - это скопление углеводородов  в ловушке, все части которого гидродинамически связаны. В залежах разделение флю¬идов происходит по гравитационному признаку, и если присут¬ствуют нефть и газ, то залежь разделяется на газовую и нефтяную части. Залежи в основном подстилаются подошвенной водой. Со-ответственно выделяются и границы раздела: водонефтяной кон¬такт (ВНК), газонефтяной контакт (ГНК), газоводяной контакт (ГВК).

В земной коре вместилищем для нефти, газа и воды слу¬жат породы-коллекторы, заключенные в плохо проницаемые  по¬род. И. О. Брод предложил называть их природ¬ными резервуарами, понимая под ними естественные вместилища для нефти, газа и воды, внутри которых они могут циркулировать, и форма которых обусловлена соотношением коллектора с вмещающими его (коллектор) плохо проницае¬мыми породами.

Часть природного резервуара, в котором  может экранироваться нефть и  газ и образоваться их скопление, называется   ловушкой.

По  происхождению  различают следующие  ловушки:

1) Структурные  - образованные в результате изгиба  слоев и (или) разрыва их  сплошности;

2) Стратиграфические  - сформированные в результате  эрозии пластов-коллекторов во  время перерыва в накоплении  осадков (в эпоху восходящих  движений) и пере¬крытия их затем  непроницаемыми породами (в эпоху  нисхо¬дящих движений). Как правило,  толщи пород, образовавшиеся после перерыва в осадконакоплении, характеризуются более простыми структурными формами залегания. Поверхность, от¬деляющая эти толщи от толщ, возникших ранее, называется поверхностью стратиграфического несогласия;

3) Литологические - образованные в результате литологического замещения пористых проницаемых пород непрони¬цаемыми.

4) Рифогенные - сформированные в результате  отмирания ортанизмов-рифостроителей (кораллов, мшанок), накопле¬ния их  скелетных остатков в форме  рифового тела и последующего их перекрытия непроницаемыми породами.