Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Марта 2013 в 20:05, курсовая работа
Проблема происхождения нефти и углеводородного газа давно привлекает внимание исследователей – геологов и геохимиков.
Происхождение нефти и газа является очень сложной проблемой, поскольку здесь тесно переплетаются вопросы химии, физики, геологии, геохимии и биохимии. Образование углеводородов и других веществ, входящих в состав нефти и газа, и их изменения представляют собой ряд химических, а образование нефтегазовых залежей – ряд физических и физико-химических процессов.
Экспериментальные исследования
генерационной способности
Первым, ещё на ранней стадии (протокатагенез), при температуре 40-60о С в процесс генерации инертинит и генерирует метан и лёгкие УВ. С переходом в каменноугольную стадию инертинит генерирует лишь газ. Группа витринита прекращает генерацию тяжёлых УВ при температуре 80-100о С (стадия МК1 –МК2). Замыкают этот ряд липоидные компоненты, которые дают максимум генерации тяжёлых УВ при температуре 110-140о С (МК3-МК4).
Практический интерес с точки зрения генерации жидких УВ, очевидно, имеют только угли, обогащённые водородом, каковыми, прежде всего, являются угли с повышенным содержанием лейптинитовых компонентов. При этом необходимо учитывать и повышенную сорбционную способность нефтей, затрудняющих эмиграцию УВ, и несравненно более низкие значения коэффициентов эмиграции жидких УВ. В то же время газы, генерируемые углём на разных этапах их преобразования, являются прекрасными агентами переноса флюидов в вышележащие толщи.
Современные представления об этапах и стадиях формирования нефтегазоносности
За последние 20 лет крупнейшее достижение органической геохимии и геологии нефти и газа – это выделение этапов и стадий формирования нефтегазоносности.
Выделено 7 этапов нефтегазообразования:
1. Формирование нефтегазоматеринских пород происходит в седиментогенезе и диагенезе. Благоприятными критериями для формирования таких пород являются
На сегодняшний день
такие условия имеются в
2. Генерация углеводородов
На стадии МК1-МК3 происходит генерация нефти, а МК3-АК2 – газа.
3. Фрагмент первичной миграции УВ – это миграция УВ в нефтегазоматеринских породах вплоть до ухода из них. Главный критерий оценки – коэффициент иммиграции Кэм=Qэм УВ/Qген УВ (где Qэм УВ – количество эмигрировавших углеводородов, а Qэм УВ – количество генерированных). Например Кэм в МК1=0,05-0,08, Кэм в МК3 =0,7-0,8.
4. Миграция УВ. Движение нефти в коллекторском пласте (вторичная миграция). Критерии: свойства и состав УВ. Максимальное расстояние, на которое может происходить вторичная миграция – 20-25 км.
5. Аккумуляция. Происходит в ловушках. В одной ловушке может быть 50-100 тысяч тонн нефти. Критерии: резко повышенное содержание хлороформенного битума более 0,1%, может быть до 5 и более %.
6. В процессе формирования залежей заполняется коллектор нефтью, сверху – водоупор, снизу – водонефтяной контакт
7. Главные причины разрушения залежей:
а) тектонические процессы
б) окислительно-
в) геологическое время
Участие УВ ранней – протокатагенетической – генерации в нефтеобразовании уже давно признаётся многими исследователями. Остаётся дискуссионным вопрос о масштабах ранней генерации или формирования незрелых нефтей и возможности образования ими собственных промышленных скоплений.
Установлены две группы незрелых нефтей. Первая группа включает нефти, генетически связанные с нормально-морскими, относительно глубоководными толщами, содержащими бактериально-фитогенное ОВ. Это нефти биогенных силицитов Камчатки, Сахалина, Калифорнии, некоторые нефти доманикового горизонта Волго-Уральской области. Вторая группа объединяет незрелые нефти и конденсаты, генетически связанные с нефтематеринскими толщами, накопленными в континентальных обстановках и содержащими ОВ, обогащённое резинитом и экзинитом. В обеих группах выделяются нефти с высоким содержанием серы. В первой группе – это некоторые нефти формаций Монтерей (бассейн Санта-Мария), генерированные морским ОВ, но чрезвычайно обогащённым серой. В группе континентальных нефтей – это нефти фаций гиперсолёных озёр.
Особенностью всех незрелых
нефтей является их обогащённость смолисто-
На примере многочисленных разрезов Сахалина и Камчатки было показано, что синбитумоиды кремнистых НМ толщ на ранних градациях катагенеза (до ПК3) обогащены смолисто-асфальтеновыми компонентами, резкое содержание которых происходит к концу протокатагенеза. Источником УВ в протокатагенезе, очевидно, является в основном смолисто-асфальтеновые компоненты синбитумоидов, т.е. компоненты, содержащие гетероэлементы – кислород, серу, азот.
Опыты по термолизу различных фракций ОВ НМ толщи Восточного Сахалина – пиленгской свиты - показали, что эти нефти, так же как УВ битумоидов пиленгской свиты, генетически не связаны с керогеном, точнее, с теми структурными элементами керогена, которые сформировались к среднему протокатагенезу. Образование этих флюидов происходило прежде всего за счёт растворимого смолисто-асфальтенового комплекса, обогащённого кислыми компонентами. Этот комплекс содержит в значительном количестве гетероэлементы. В диагенезе гетероэлементы частично, в зависимости от структуры молекулярного веса и способа упаковки, или попадают в растворимую часть ОВ – битумоиды, или по большей части участвуют в формировании керогена, при этом в значительной степени разрыхляют его структуру.
Количественный расчёт расхода продуктов, образовавшихся в протокатагенезе, проведённый с использованием результатов экспериментов Р. Исиватари, показал, что смолисто-асфальтеновый (липидный) комплекс на образование летучих расходует 15% и жидких, главным образом УВ – 70% своей массы; кероген на производство УВ на этом этапе расходует всего 5-6%, а летучих – 20% своей массы, т.е. количество образовавшейся в протокатагенезе нефти определяется долей липидов в исходном ОВ.
Уходу новообразованных жидких продуктов из непосредственного очага генерации, а также миграции внутри НМ толщи способствует огромное количество летучих компонентов (воды и двуокиси углерода), генерированных одновременно с жидкими УВ. Образование из твёрдых компонентов ОВ (керогена или асфальтена) идёт ступенчато с формированием жидкого гетероатомно-углеводородного продукта, который в свою очередь генерирует жидкие УВ и (или) остаётся неизменным, образуя залежи незрелых асфальтенов. По мнению ДЖ. Ханта, 40 % залежей нефти образовались в диагенезе (протокатагенезе).
Таким образом, образование УВ в протокатагенезе в ощутимых количествах или формирование незрелых нефтей происходит в толщах, содержащих ОВ, изначально обогащённое липидными (битуминозными) компонентами, содержащими в повышенных концентрациях гетероэлементы. В кайнозойских кремнистых толщах это бактериально-фитогеное ОВ со значительной долей битуминозных компонентов, образовавшихся из липидов запасных веществ фитопланктона и бактериальных липидов. «Ранние» нефти будут генерироваться в значительных количествах далеко не любым ОВ, а только тем, в структуре которого заложены предпосылки «ранней генерации». Формирование промышленных запасов собственной протокатагенетической нефти возможно при небольших миграционных потерях, т.е. при близости коллектора. Наиболее благоприятной ситуацией является совмещение нефтематеринских и коллекторских свойств, т.е. формирование залежей аутигенных нефтей.
Проведённый в работе анализ вопросов, касающихся теории органического происхождения нефти, показал, что проблема её происхождения значительно прояснилась, можно сказать, что она в принципе решена, остаются лишь некоторые расхождения во взглядах на пути преобразования исходного органического вещества.
В качестве доказательства органической теории происхождения нефти можно привести следующие факты:
1)Учёные установили, захоронённые остатки древних растительных и животных организмов имеют в своём составе все химические соединения, найденные нефти. Количество этих соединений в горных породах в рассеянном состоянии в десятки и сотни раз больше, чем их содержится во всех нефтяных месторождениях
2) Процесс созревания и изменения захоронённой в породах органической массы протекает при тех же глубинах и температурах, при которых зарождается, живёт и разрушается нефтяная залежь
3) Свойство нефти вращать плоскость поляризации света. Это свойство имеют только органические соединения. Все углеводороды, полученные синтезом из неорганических веществ, не обладают оптической активностью.
Окончательную победу органической теории принесла органическая геохимия, особенно биогеохимия, перешедшая на молекулярный уровень исследования. В составе как органического вещества пород, так и нефтей были обнаружены хемофоссилии – весьма характерные молекулы или их фрагменты, своеобразие которых не оставило сомнений в их биохимической природе. Они оказались в ряде случаев настолько информативными, что позволили судить о типах организмов, сыгравших ведущую роль в образовании нефтематеринского вещества и в конечном счёте явившихся источником нефти. Американские учёные даже называют их «отпечатками пальцев». Так же как по отпечаткам пальцев можно точно определить человека, так же по хемофоссилиям можно с уверенностью утверждать, что нефть образовалась из органического вещества.
Зародившись как гениальная
догадка в 1763 году, концепция об органическом
происхождении нефти
Таким образом, органическая теория имеет убедительные доказательства своей состоятельности и ещё долгое время будет оставаться «инструментом» геологов-нефтяников при поиске и разведке нефтяных месторождений.
Список литературы
Размещено на Allbest.ru