По курсу «геология нефти и газа»

(для студентов негеологических специальностей

Очного и заочного отделений)

Г. Тюмень, 2008.

УДК 553.982.23(571.3)

Кислухин В.И., Д.Г.-М.Н., ПРОФЕССОР КАФЕДРЫ ГНГ ИГиГ ТГНГУ

Кислухин И.В., АССИСТЕНТ КАФЕДРЫ ГНГ ИГиГ ТГНГУ

Бородкин В. Н., Д.Г.-М.Н., ПРОФЕССОР КАФЕДРЫ ГНГ ИГиГ ТГНГУ

 

 

Учебное пособие по курсу “Геология нефти и газа”. – Тюмень: ТГНГУ, 2008.-48с.

 

Учебное пособие представляет собой краткий курс лекций по геологии нефти и газа для студентов негеологических специальностей. Приводятся сведения об истории нефтяной промышленности, открытии нефтегазоносных провинций. Даются основные понятия и формулировки курса, основы поисково-разведочного процесса, структура запасов и ресурсов.

 

 

Рецензенты: Папин Ю.С., д.г.-м.н, профессор ТГНГУ.

Бочкарев В.С., к.г.-м.н., ОАО «СибНАЦ».

 

Оглавление

 

	Введение………………………………………………………………..
	Геология нефти и газа – цели и задачи исследований………………
	Каустобиолиты…………………………………………………………
	Физические свойства нефтей………………………………………….
	Физические свойства газов……………………………………………
	Накопление органического вещества в природе и пути его преобразования…………………………………………………………
	Классификация битумов нефтяного ряда…………………………….
	Формирование и разрушение залежей нефти и газа………………….
	Природные резервуары………………………………………………..
	Коллекторские свойства горных пород………………………………
9.1	Основные типы коллекторов………………………………………….
	Этапы поисково-разведочного процесса……………………………..
10.1	Поиски скоплений нефти и газа………………………………………
10.1.1	Региональные работы поискового этапа……………………………...
10.1.2	Детальные поисковые работы…………………………………………
10.2	Разведка скоплений нефти и газа……………………………………..
10.2.1	Предварительная разведка…………………………………………….
10.2.2	Детальная разведка…………………………………………………….
	Принципы размещения разведочных скважин………………………
	Комплекс исследований и документация при бурении скважин…...
	Методы сопоставления разрезов скважин……………………………
	Выделение эксплуатационных объектов……………………………..
	Полевые геофизические методы исследований……………………...
	Прямые геофизические и геохимические методы поисков…………
16.1	Геофизические методы исследований………………………………..
16.2	Геохимические методы исследований………………………………..
16.3	Гидрогеологические и гидрохимические методы исследований…...
16.4	Буровые работы…………………………………………………………
	Геологическая история формирования земной коры в связи с нефтегазоносностью…………………………………………………….
	Ресурсы и запасы нефти и газа…………………………………………
	Вопросы для 1 аттестации……………………………………………...
	Вопросы для 2 аттестации……………………………………………...

 

Введение

 

Настоящее учебное пособие предназначено для изучения дисциплины «Геология нефти и газа» для студентов негеологических специальностей. Оно позволит в доступной форме ознакомиться с целями и задачами нефтяной геологии, закономерностями строения и пространственного размещения месторождений нефти и газа. Пособие рассчитано на курс лекций в объеме 17 часов, а курс практических занятий в объёме 17 часов представлен в самостоятельной работе. Вопросы для закрепления курса и проведения аттестаций даются после основного текста.

Геология нефти и газа – цели и задачи исследований

 

Нефтяная промышленность является одной из основных отраслей народного хозяйства. Трудно переоценить значение нефти в нашей жизни: это бензин, керосин, различные масла, пластмассы и другие материалы без которых мы не мыслим современную жизнь.

Геология нефти и газа – это наука о закономерностях строения, формирования и пространственного размещения месторождений нефти и газа в земной коре.

Главная цель – установление закономерностей в размещении нефти и газа в земных недрах, районировании нефтегазоносных территорий по перспективам, разработка методов прогноза нефтегазоносности, проведение поисковых и разведочных работ на нефть и газ, подготовка запасов углеводородного сырья к разработке. В своих исследованиях нефтегазовая геология опирается на достижения таких наук как физика, химия, математика, механика и многих других. Наиболее тесная связь со всеми науками о земле – сейсморазведкой, комплексом гравиметрических, магнитометрических и электрических методов изучения земных недр.

Предметом изучения геологии нефти и газа являются залежи и месторождения нефти газа, нефтегазоносные районы, области, провинции.

Залежь – это единичное скопление нефти или газа в земной коре, имеющее промышленное значение.

Месторождение – это совокупность залежей нефти и газа в земной коре, контролируемая единым тектоническим элементом.

До середины XIX столетия нефть в промышленных масштабах не разрабатывалась, поскольку не было технических средств для её добычи. Нефть добывалась кустарным способом из колодцев вблизи её естественных выходов.

Решающую роль в развитии нефтяной промышленности сыграло бурение скважин. Первая скважина была пробурена в Бакинском районе в 1848 году. Но промышленная нефть получена только в 1871 году. Первый нефтеперегонный завод в России построен на Кавказе в 1821 году. Главным образом, он производил керосин. Первоначально нефть добывалась лишь в районе Баку и на Северном Кавказе. 1872 год – получен первый промышленный приток нефти в районе Ухты. В первые советские пятилетки была открыта Волго-Уральская нефтегазоносная провинция. На территории Западной Сибири первый промышленный приток природного газа был получен в 1953 году (Березовское месторождение), первое нефтяное месторождение (Шаимское) открыто в 1960 году. 1962 год – первое газовое месторождение в Заполярье – Тазовское. Самое крупное месторождение нефти в Западной Сибири – Самотлорское, газа – Уренгойское.

 

Каустобиолиты

 

Нефть, газ, угли, горючие сланцы и другие природные органические соединения составляют особую группу горючих ископаемых – каустобиолиты.

Перевод с латинского языка (kausto-горючий, bios-жизнь, litos-камень).

Каустобиолиты возникли в результате преобразований в недрах земли органического вещества, первоисточником которого являются остатки живых организмов и растений. Общая направленность этих преобразований начинается на земной поверхности или дне водоема и продолжается по мере погружения осадка в недра земной коры, при этом постепенно происходит обогащение органического вещество углеродом. Все горючие полезные ископаемые подразделяются на два больших ряда: угольный и нефтяной. К первому относятся: каменный уголь, торф, горючие сланцы. Нефтяной ряд включает в себя подвижные вещества – нефть, газ, конденсат.

Нефть – это жидкий горючий минерал, состоящий из органических соединений, основную часть которых составляют углеводороды. По внешнему виду, нефть – темная, маслянистая жидкость, флюоресцирующая на свету.

По химическому составу нефти отличаются друг от друга, поэтому практическое значение их неравнозначно. Элементарный состав нефти характеризуется обязательным наличием пяти химических элементов – углерода, водорода, кислорода, серы и азота, при значительном (до 98%)содержании первых двух. В золе нефти обнаружены: никель, ванадий, натрий, серебро, кальций, алюминий, медь и другие элементы таблицы Менделеева. Углеводородные соединения подразделяются: на парафиновые- CnH2n+2, нафтеновые-CnH2n, ароматические-CnH2n-6 и смешанные.

Физические свойства нефтей

 

Плотность – определяется количеством массы в единице объема. Единица плотности – кг/м3. На практике пользуются относительной плотностью. Это отношение плотности нефти при температуре +20градусов и давлении 1 атмосфера к плотности воды при температуре +4градуса и давлении 1 атмосфера. Чаще всего относительная плотность нефти колеблется от 0,8 до 0,9. Она зависит от соотношения легких и тяжелых фракций. Плотность нефтей в пластовых условиях меньше, чем на поверхности, за счет наличия растворенных в них природных газов.

Температура кипения. Зависит от состава нефти. От 30 до 600 градусов выкипают различные фракции. Бензин до 180 градусов, керосин 150-200 градусов, дизельное топливо 250-300 градусов, мазут свыше 300 градусов при вакуумной перегонке дает различные масла.

Застывание и плавление зависит от состава, но в большей степени от твердых парафинов. Больше парафинов, температура застывания выше и наоборот.

Вязкость. Это свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению ее частиц при движении. Относительную вязкость определяют с помощью приборов-вискозиметров.

Поверхностное натяжение. Это результат действия молекулярных сил. Силы сцепления молекул жидкости с молекулами твердого тела могут быть меньше или больше, чем между молекулами жидкости. Молекулярные силы сцепления между водой и породой больше, чем между нефтью и породой. Это может привести к вытеснению нефти из мелких пустот породы в более крупные, т.е. к миграции в горной породе и образованию крупных скоплений нефти промышленного значения.

Оптические свойства нефтей. Цвет нефти зависит, прежде всего, от состава: он изменяется от прозрачного до черного, встречаются желтые, зеленые, коричневые. Нефти отражают лишь часть света и начинают светиться-люминисцировать. Это явление можно использовать для обнаружения в породе небольшого количества нефти, что является важным признаком нефтегазоносности при поисках месторождений углеводородного сырья.

Энергетические и теплотворные свойства. Нефть не проводит электрический ток-диэлектрик. Это позволяет использовать для поисков нефти в разрезах скважин электрометрические методы. Теплота сгорания нефти 43-45 тыс. джоулей /кг.

 

Физические свойства газов

 

В осадочном чехле углеводородные газы встречаются в свободном, растворенном и твердом состояниях. В свободном состоянии они образуют газовые скопления и месторождения. Газы в подземных водах и нефтях хорошо растворимы, а в соединениях с водой образуют при резких охлаждениях – газогидратные соединения. Газогидраты это твердые состояния вещества, имеющего свою кристаллическую решетку. Внешне он напоминает лед чаще всего белого цвета. При повышении температуры разлагается на воду и природный газ. По оценке специалистов в районах с вечной мерзлотой содержится огромное количество газогидратов, запасы газа в которых на порядок превышают все выявленные запасы газа открытые в настоящее время.

Химический состав газа. 99% - это метан, этан, пропан, и бутан. В газах содержатся азот, углекислый газ, другие элементы в микроконцентрациях.

Плотность газа. Это масса одного кубического метра при температуре 0 градусов и давлении 760 мм ртутного столба.

Вязкость газов низкая – не превышает 0,01 сантипуаза.

Температура, при которой газ переходит в жидкое состояние, называется критической (например, для метана минус 162 градуса).

Диффузия газа – это передвижение или перемещение газа через породы – коллекторы, заполненные водой. Явление диффузии имеет существенное значение в процессах формирования и разрушения залежей.

Давление, при котором из жидкости начинает выделяться газ, называется давлением насыщения.