Технологические основы нефтегазового комплекса

Северо-Европейский газопровод (СЕГ)

Газпром имеет подписанные контракты, по которым обязан осуществить поставки в Европу не менее 30 млрд. м. куб. в год дополнительно. При этом существующие через Украину и Белоруссию транзитные пути стареют и не обеспечивают требуемой пропускной способности, за исключением нового трубопровода Ямал – Европа. Срок эксплуатации этих систем приближается к своему предельному значению.

В 2003 году Газпром принял решение о строительстве СЕГ. «Эволюция» технического решения о прокладке началась с объема 19,2 млрд. м. куб. в год по одной нитке диаметром 1000 мм. Но выяснилось, что этого недостаточно. Затем был рассмотрен вариант ежегодной прокачки 30 млрд.м. куб. на сегодняшний день окончательно утверждена цифра в 55 млрд.м. куб.

Для обеспечения транспортировки такого объема необходимо не только построить сам газопровод, но и развить транспортные системы на северо-западе России и севере Германии, так как кратчайшая трасса между странами оказалась вне зон прокладки основных газовых магистралей (сборным, питающим и приемным, распределительным). Для того чтобы подключится к ним, необходимо построить 917 км трассы в России и 450 – в Германии.

Исходя из этих соображений, были выбраны участники проекта (в составе совместного российско-германского предприятия ENGP Company, которая будет строить и эксплуатировать морскую часть газопровода): «Газпром», группа компаний BASF AG и концерн E.ON AG.

Сложность проекта заключается в особом статусе Балтийского моря. Техническая сторона реализации проекта не вызывает вопросов, так как участники располагают возможностями по использованию самых современных исследовательских и строительных средств. Поэтому основным вопросом становится обеспечение экологической безопасности, как при строительстве, так и при его эксплуатации.

Северо-Европейский газопровод — принципиально новый маршрут экспорта российского газа в Европу. Целевыми рынками поставок по СЕГ являются Германия, Великобритания, Нидерланды, Франция, Дания. Новый газопровод имеет большое значение для удовлетворения растущих потребностей в газе европейского рынка. Особое значение СЕГ будет иметь для обеспечения бездефицитного газоснабжения Калининградской области.

Строительство СЕГ ускорит разработку Южно-Русского и Штокмановского месторождений, предоставит Газпрому возможность заключить новые долгосрочные выгодные контракты с Европейскими государствами, с США в том числе и на поставку сжиженного природного газа (СПГ) и альтернативного варианта сжатого природного газа.

Так, освоение Штокмановского газоконденсатного месторождения, расположенного на шельфе Баренцева моря, в качестве стратегической задачи для Правительства и Газпрома была обозначена Президентом РФ В.В. Путиным на встрече с Президентом США Дж. Бушем в Братиславе весной 2005 года.

Кроме того, получив мощную политическую поддержку, обрел качественно новые перспективы магистральный газопровод Россия-Турция («Голубой поток»).

Говоря о масштабах предстоящих работ в газовой отрасли нельзя не отметить, что в России 98% зарегистрированных месторождений нефти и газа вовлечены в разработку. Поэтому необходимо срочно изменить ситуацию в нефтегазовой отрасли в направлении восполнения минерально-сырьевой базы. Воспроизводство должно строиться на федеральной программе геологического изучения регионов с привлечением как государственного, так и частного сектора. В 2005-2006 г г. прирост запасов Газпрома впервые превысил показатели добычи газа.

Одним из важнейших направлений деятельности газовой отрасли является социальных программы газификации регионов страны.

Сложилась парадоксальная ситуация, при которой, Россия обладая третей частью общемировых запасов газа, занимая первое место в мире по его добыче, имеет средний уровень газификации страны природным газом 53%, в том числе в городах - 60%, в сельской местности - 34%.

В то же время Финляндия, Польша, страны Балтии газифицированы российским газом на 95 процентов.

Восточная Сибирь и Дальний Восток оказались практически лишены возможности пользоваться природным газом.

Газпрома принял решение создать собственную масштабную программу газификации регионов. В 2005-2007 гг. Газпром направит на газификацию регионов РФ 35 млрд. руб. Аналогичная социальная программа по газификации Свердловской и Омской областей намечена в планах НГК «ИТЕРА» и ТНК-ВР.

В соответствии с намеченной Программой уровень газификации в среднем по России должен повыситься до 60%, а на селе -до 42%. Будет газифицировано дополнительно около 20 тыс. коммунально" бытовых предприятий (больницы, детские сады, школы и т.д.), более 5 тыс. сельских и поселковых отопительных котельных, более 500 сельскохозяйственных предприятий.

С реализацией указанных проектов уровень качества жизни в целом по России должны возрасти у11 млн. граждан.

Газификация Росси это крупный социальный проект, который органично связан с приоритетными национальными проектами.

Наша страна впервые заняла кресло председателя «большой восьмёрки». Центральной для российского председательства выбрана тема энергетической безопасности. Россия является одним из самых активных игроков международного энергетического рынка и не без оснований рассчитывает укрепить на нём своё влияние. Кроме того, очевидна актуальность энергетического вопроса именно сейчас, когда высокие цены на углеводороды ставят под угрозу экономическое процветание в глобальном масштабе. Сегодня Россия заявила о намерении стать энергетической сверхдержавой - такова стратегия, провозглашённая Президентом РФ.

Нефтяной Восток и Нефтяной Запад не являются соперниками. На Ближнем Востоке стоимость в расчете на 1 бар настолько ниже, а производительность в расчете 1 скважину настолько выше, чем в Западном полушарии, что конкуренции практически нет. Например, в США пробурено в 100 раз больше продуктивных скважин, чем на Ближнем Востоке, но добыча в 3 раза ниже. Известно 400 скважин в Кувейте дают в сутки четверть от общей суточной выработки, получаемой от сотен тысяч скважин в США. Средняя производительность в США упала до 12 бар /сутки.

В настоящее время США наращивают стратегические резервы нефти. Принято решение об увеличении стратегических нефтяных резервов страны с 687,5 млн. баррелей. до 727 млн. баррелей.

По экспертной оценке экономика США потребляет в среднем более 20 млн. баррелей нефти в сутки.

Мировые запасы.

Динамика роста мировой нефтегазодобычи.

В начале ХХ в. Промышленную нефть добывали в 19 странах, 1940 г. – 39, 1972 – 62, 1989 г. – 79. Нынче во всех странах и континентах, кроме Антарктиды (теория минерального происхождения).

В середине прошлого века лидеры Россия (Баку), США (Пенсильвания). В 1970 г в мире был добыто около - 2 млрд. тонн нефти, в 1995 - 3,1 млрд. По данным 1996 г. Лидер – Саудовская Аравия, США, Страны СНГ, Иран, Мексика, Китай, Венесуэла. Ожидается в 2005 г. 3,9 млрд. т. Объем газа за этот же отрезок времени возрос более чем в 5 раз и достиг 2,5 млрд. м. куб.

Потребность в энергоносителях растет в геометрической прогрессии. Вопрос насколько хватит ли не возобновляемых ресурсов. (гипотеза возобновляемости)

Иерархия мировых доказанных запасов.

Лидер (66,5% мирового запаса) – страны Ближнего и Среднего Востока. По убывающей Саудовская Аравия, Ирак, Кувейт, Абу-Даби, Тиран. При существующих темпах добычи этих запасов хватит на в среднем на 87 лет.

2-е место – Северная и Латинская Америка, 14,57% мировых запасов, расчетный период – 24 года. Венесуэла, Мексика. США.

3-е место - Африка, 10, 26%, расчетный срок – 30 лет. Ливия, Алжир.

4 – е место - Восточная Европа и страны СНГ, 5,7%. Россия, Казахстан.

АЗИЯ И Океания – 4,3%, из них половина приходится на Китай.

Наименьший запас – Западная Европа - 2%. Норвегия, Великобритания (морские шельфы). Усредненный мировой прогноз – 42 года.

Доказанные запасы все время уточняются и пока сохраняют тенденцию к росту. (Мрачные прогнозы). ВЕРОЯТНЫЕ запасы постепенно переходят в разряд ДОКАЗАННЫХ. (востребованость, технический и технологический прогресс)

ГАЗ - Лидеры по доказанным запасам – Восточная Европа и СНГ, Ближний и Средний восток. Самыми крупными док запасами располагает Россия (48 трл м. куб. или 31% мировых запасов. Расчетный срок – 80 лет.

Далее Ближний и Средний Восток - расчетный срок 400 лет (относительно невысокая добыча). Далее Африка 7%, Азия и Океания 6,7%.

Всего в мире – доказанные запасы – 155 трлн. м куб. расчетный период – 63 года. Крупнейший источник метана - газовые гидраты, его соединение с водой. В 1 м куб - 200 м куб газа. Запасы гидратов оцениваются в 21000 трлн. м куб. – НЕИСЧЕРПАЕМЫЙ источник углеводородного сырья.

Геохронология земной коры.

Поскольку основные известные месторождения нефти и газа сосредоточены в осадочных породах, им необходимо уделить дополнительное внимание.

Осадочные породы встречаются в пониженных местах континентов и в морских бассейнах. В них часто сохраняются останки животных и растительных организмов, населявших Землю в различные времена в виде отпечатков и окаменелостей. Поскольку определенные виды организмов существовали только в течение определенных промежутков времени, тои возраст пород стало возможным увязать с наличием тех или иных останков.

Время формирования земной коры 3-3,5 млрд. лет делится на эры , которые подразделяются на периоды, периоды –на эпохи, эпохи – на века.

Толща горных пород, образовавшаяся в течение эры, называется группой, в течение периода – системой, в течение эпохи - отделом, в течение века - ярусом. Толщина горн пород образованная в эру – группа, в течении периода – системой, в течение эпохи – отделом, в течение века – ярусом.

Древнейшая эра – археозойская - «эра начала жизни». В породах этого возраста останки растительности и животных встречаются очень редко.

Следующая эра - протерозойская - «заря жизни». В породах этой эры встречаются окаменелости беспозвоночных животных и водорослей.

Палеозойская эра, т.е. «эра древней жизни», характеризуется бурным развитием животного и растительного мира, интенсивными горообразовательными процессами. В этих породах найдены больше запасы угля, нефти, газа, сланцев.

В этих породах найдены большие залежи угля, нефти, газа и сланца.

Мезозойская, т.е. «эра средней жизни», также характеризуется благоприятными условиями для образования углеводородов и угля.

Кайнозойская эра, т.е. «эра новой жизни», самая близкая к нам, с максимально благоприятными условиями для образования месторождений полезных ископаемых. К этому периоду относятся наиболее мощные месторождения углеводородов.

Происхождение нефти и газа

.

2.2 Органическая и неорганическая гипотезы образования нефти и газа.

Проблема происхождении: нефти и газа является одной из сложных и до конца не ре­шенных в естествознании, несмотря на 150­ летний период изучении: этого вопроса. Сей­час продолжают оставаться равновероятны­ми две альтернативные гипотезы о проис­хождении Нефти и газа.

Согласно гипотезе органического происхождения,источником углеводоро­дов считается рассеянное органическое ве­щество (РОВ) в осадочных породах, именуе­мых нефтематеринскими. Оно откладывает­ся в субаквальных условиях без доступа кис­лорода и затем преобразовывается при дли­тельном воздействии повышающихся давле­ний и температур вследствие погружения этого бассейна за счет осадконакопления. Количество РОВ должно превышать 1-2%.

Не менее известной является гипотеза неорганического происхождения неф­тегазовых углеводородов, в пользу которой свидетельствуют известные случаи скопле­ний нефти, газа и битумов в магматических породах. Путем подсчетов показана воз­можность синтеза углеводородов из распро­страненного в породах углекислого газа СО2 и воды в верхней мантии Земли на глубинах 40 - 160 км.

К настоящему времени обе рассмот­ренные гипотезы достаточно научно обосно­ваны и экспериментально подтверждены. Вопрос состоит лишь в том, в какой мере проявляется их относительная роль в фор­мировании конкретных месторождений.

Образование материнского пласта. Миграция флюидов углеводорода.

Нефть и газ могут перемещаться в пус­тотном пространстве геологической толщи в водорастворенном состоянии, в виде истин­ных и флюидов или эмульсий, в газовом состоянии в виде отдельных моле­кул или групп молекул (явления диффузии). Перемещение (миграция) происходит под действием силы тяжести, за счет течения вытесняемого из пор вещества при уплотнении пород, в условиях проявления капиллярных сил, сил трения, сил от температур­ного расширения, химических преобразова­ний и др.

Миграция бывает вертикальной и лате­ральной (боковой). С точки зрения масштаба, выделяют миграцию локальную (мест­ную) и региональную. Миграция нефти и га­за всегда идет от зон с высоким давлением к зонам с более низким ее уровнем и, особенно в направле­нии разгружения подземных вод, которые должны освобождать исходно занимаемое ими пустотное пространство.

Процессы миграции практически завершаются в ловушках, где начинается форми­рование скоплений нефти и газа одновремен­но с оттоком из них воды.

Нефть и газ обычно проникают в природный резервуар, ранее заплоненный пластовыми водами. Они поднимаются в верхнюю часть природного резервуара вследствие разности в величинах плотности – в этом заключается сегрегация. Если данное перемещение останавливается покрышкой (непроницаемые горные породы), то природный резервуар становится ловушкой нефти и газа. В рамках ловушки в течение некоторого геологического времени устанавливается равновесие между нефтью, газом и водой под действием преимущественно гравитационных сил.

Ловушка – часть природного резервуара, в котором со временем устанавливается равновесное состояние воды, нефти и газа. Ловушка больших размеров называется залежью.

Ловушки по способу удержания в них нефти и газа делят на антиклинальные, экранирование, стратиграфические, эрозионные, рифогенные, литологические и комбинированные.

Рис. 2 Типы природных ловушек

а) антиклинальная б) литологически экранированная

в) технически экранированная г) статиграфически экранированная

1 – песчаник; 2 – гипс; 3 – известняк.

Продуктивный пласт.

Пласт – массив какой-либо породы, заключённого между двумя слоями других пород. Верхняя поверхность пласта называется кровлей, нижняя – подошвой. Расстояние между кровлей и подошвой называют мощностью пласта.

По проницаемости горные породы делятся на проницаемые (коллекторы) непроницаемые (покрышки). Согласно общепринятой теории образования нефти- необходимы остатки растений и животных, а так же определенное давление и температура.

По мере накопления слоев органического вещества, песка. глины, ила и извести. с течением времени масса покрывающих отложений оказывала огромное давление на лежащие ниже осадочные слои. С увеличением массы отложений они постепенно опускались. огромное давление в сочетании с высокой температурой, действием бактерий и химическими реакциями и привели к образованию сырой нефти и природного газа.

В результате постоянного сжигания материнского пласта, по мере трансформации биоостатков углеводородов (нефть и газ в виде флюидов) постепенно выдавливаются вверх пористые проницаемые породы (это первичная миграция флюидов), такие как: песчаник, карбонатные породы, известняк и доломиты. Именно эти породы являются хранилищем мигрировавших углеводородов и такие породы называются коллекторы.

Коллекторы - это горные породы, способные содержать в своем пустотном пространстве нефть, газ, воду и другие веще­ства, а также способное пропускать их через себя. Породы-коллекторы по типу пустотного пространства разделяются на поровые (грану­лярные), трещиноватые, кавернозные и смешанные. Они характеризуются двумя параметрами – пористостью и проницаемостью, удельной поверхностью пористой среды.

Покрышки - это практически непроницаемые горные породы. Обычно ими бывают породы химического или смешенного происхождения, не нарушаемые трещинами. Чаще всего роль покрышек выполняют глины: смачиваясь водой, они разбухают и закрывают все поры и трещины в породе. Кроме того, покрышками могут быть каменная соль и известняки.

Термобарические условия (пластовые давления и температура) являются важной характеристикой условий залегания скопле­ний нефти и газа в земной коре.

Пористость- объем породы-коллекто­ра, не заполненный твердым веществом. К пористым породам принадлежат такие, как песчаник, карбонатные породы, известняк и доломиты.

По признаку раскрытия (ширины) пустоты, образуемые порами, условно делятся на крупные (сверхкапиллярные) – диаметром более 0,5 мм, капиллярные – от 0,5 до 0,0002 мм, субкапиллярные –менее 0,0002 мм.

Различают общую, открытую и эффективную пористость. Общая (полная, абсолютная) пористость - это объем всех пор в породе. Соответственно коэффициент общей пористости пред­ставляет собой отношение объема всех пор к объему породы.

При промышленной оценке залежей нефти и газа прини­мается во внимание открытая пористость. Открытая пористость - объем только тех пор, которые связаны между собой.

В нефтяной геологии, наряду с понятиями общая и откры­тая пористость, существует понятие эффективная пористость. Она определяется наличием таких пор, из которых нефть может быть извлечена при разработке. Неэффективными считают субкапиллярные и изолированные поры.

Коэффициент эффективной пористости:

k_эфф =

где V_отн – объём открытых пор данной породы; V – общий объём породы.

Проницаемостьхарактеризует спо­собность горных пород-коллекторов пропус­кать через себя жидкости и газы. Различают абсолютную проницаемость, когда порода насыщена только одним флюидом, фазо­вую, когда в порах породы присутствует так­же другой флюид. А также существует относительная проницаемость - отношение фазовой проницаемости этой среды к абсолютной её проницаемости.

Проницаемость зависит от размера и конфи­гурации пор (величины зерен), от плотности укладки и взаим­ного расположения частиц, от трещиноватости пород.

Коэффициент проницаемости равен:

k= .

где Q – объёмный расход жидкости через породу за 1 с; F – площадь фильтрации; k – коэффициент пропорциональности, называемый иначе коэффициентом проницаемости породы; μ – динамическая вязкость жидкости; Δp – перепад давления на длине образца породы; L – длина пути, на котором происходит фильтрация жидкости.

Удельная поверхностьпороды – суммарная площадь поверхности частиц, приходящаяся на единицу объема образца. От величины удельной поверхности нефтеносных пород зависят их проницаемость, содержание остаточной (реликтовой или связанной) воды и нефти. При этом чем меньше удельная поверхность, тем больше проницаемость. Породы с удельной поверхностью более 230000 м2/м3.

Температу­ра существенно влияет на свойства нефти и газа в пластовых условиях. С повышением темперы уменьшаются плотность, вяз­кость нефти и увеличивается подвиж­ность, происходят изменения в углеводород­ном составе нефти (метанизация), а при тем­пературах более 300 ºС начинается деструк­ция нефтей (газификации).

Для газов характерно увеличение вяз­кости с увеличением температуры. При низ­ких температурах (0 ºС и ниже) возможно об­разование кристаллогидратов.

Выявленные скопления нефти и газа залегают в интервале глубин от нескольких десятков до 8000 м, которым соответствуют температуры от -5 ºС (для районов вечной мерзлоты) до 250 ºС .

Пластовое давление- важный фак­тор, влияющий на свойства и условия залегания углеводородов (в первую очередь на фильтрационно-емкостные свойства коллекторов) в недрах. Давление в недрах склады­вается из двух составляющих - давления по­роды и давления насыщающего флюида. Давление породы (геостатическое давление) создается весом пород и определяется плот­ностью пород и их мощностью, средний градиент гeocтaтического давления составляет 0.023 МПa на 1 м мощности (при плотности пород 2,3 г/см3). Давление насыщающего по­роду флюида (гидростатическое давление) создается весом воды, заключенной в систе­ме. При средней плотности пластовой воды 1,23 г/см3 градиент давлений составляет 0,01-0.0133 МПа/м.

Физика промыслового пласта

ПРОИСХОЖДЕНИЕ НЕФТИ

За всю историю добыто -85 млрд тонн нефти, оставлено в недрах отработанных пластов 80-90 млрд тонн, залегает в доказанных запасах около – 140 млрд. тонн, итого 300 млрд тонн. КТО ПРОИЗВЕЛ ТАКОЕ ГИГАНТСКОЕ КОЛИЧЕСТВО ПРОДУКТА?

До середины XIX в. нефть добывалась в небольших количествах, в основном из неглубоких колодцев вблизи естественных выходов ее на дневную поверхность.

Основоположник отечественной нефтяной геологии академик И. М. Губкин в 1932 г. писал: «Только тогда, когда мы будем иметь правильное представление о тех процессах, в результате которых возникла нефть, мы будем знать, каким образом в земной коре образуются ее залежи,…и получим... надежные указания, в каких местах надо искать нефть и как надлежит наиболее целесообразно организовать ее разведку».

В объяснении происхождения нефти и газа противоборствуют две основные концепции. Органическая– утверждает, что нефть и природный газ образовались в осадочном слое земной коры в результате глубокого преобразования остатков животных и растительных организмов, населявших древние моря и озера. Неорганическая – утверждает, что нефть и газ образовались в мантии Земли в результате синтеза углерода и водорода в условиях высокой температуры и давления.

Французский химик Бартло – нефть образовалась при воздействии углекислоты на щелочные металлы.

Химик Биассон - взаимодействие воды, углекислого газа, сероводорода, раскаленное железо.

Все указанные гипотезы подтверждаются химическими реакциями – в результате дают нефтеподобное вещество близкое по химическому составу. Это течение НЕОРГАНИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ.

Наиболее последовательной концепцией неорганического происхождения нефти является минеральная - карбидная- гипотеза, предложенная великим русским ученым Д. И. Менделеевым (1837). Согласно его представлениям, нефть возникает в результате взаимодействия паров воды и карбидов металлов ядра Земли. Образующиеся при этом газообразные продукты, в том числе и углеводороды, поднимаются по трещинам вверх в осадочные породы, конденсируются и образуют скопления нефти. Д. И. Менделеев обосновал это и геологическими данными, указав на линейность расположения нефтяных месторождений, приуроченность их к предгорным районам, связь с вулканами и др.

В 1950 г. профессор Н. А. Кудрявцев выдвинул магматическуюгипотезу образования нефти. По его мнению, на больших глубинах - в мантии Земли – в условиях очень высокой температуры углерод и водород образуют углеводородные радикалы - СН, СН2 и СНз. Вследствие перепада давления они перемещаются по веществу мантии в зоны глубинных разломов и вдоль этих разломов поднимаются вверх, ближе к земной поверхности. По мере понижения температуры в верхних слоях эти радикалы соединяются друг с другом и с водородом. В результате образуются более сложные нефтяные углеводороды. Дальнейшее движение углеводородных газов и нефти приводит их или на поверхность Земли, или в ловушки, возникающие в проницаемых осадочных породах, а иногда и в кристаллических на границе с первыми. Передвижение углеводородов происходит по заполненным водой трещинам и вызывается огромным перепадом давления на пути миграции и в местах образования нефти в осадочной толще, а также разностью плотности воды и нефти.

Имеется и космическаягипотеза неорганического происхождения нефти и газа, базирующаяся на крупных достижениях науки в области планетарной космогонии. Исследования спектров небесных тел показали, что в атмосфере Юпитера и других больших планет, а также в газовых оболочках комет встречаются соединения углерода и водорода. Во всех без исключения метеоритах выявлены простейшие органические соединения, путем экстрагирования извлечены битумы, в которых обнаружены углеводороды алифатического и ароматического происхождения, аминокислоты и глюкоза. Опираясь на эти данные, русский геолог В. Д. Соколов выдвинул гипотезу, согласно которой углеводороды образовались на ранних высокотемпературных стадиях существования Земли, на этапе ее «горячего развития» путем синтеза углерода и водорода. В 1957 г. академик АН УССР В. Б. Порфирьев предложил обновленный вариант космической гипотезы. По его представлениям, углеводороды, существовавшие в первозданном веществе Земли, при ее остывании и формировании как планеты, поглощались остывающей магмой и позднее, поднимаясь по трещинам, внедрялись в осадочные породы.

Все гипотезы неорганического происхождения нефти и газа базируются на следующих основных положениях:

• Синтез углеводородов возможен неорганическим путем (например, синтез Фишера-Тропша).

Однако это не соответствует условиям, которые существовали на Земле. Термодинамический анализ параметров магматического расплава, внедряющегося в осадочную оболочку, свидетельствует о том, что возникновение и существование более сложных углеводородов, чем метан, невозможно.

• Температура образования углеводородов нефти, рассчитанная из соотношения содержания ряда изомеров углеводородов в предположении, что нефть представляет собой равновесную систему углеводородов, очень высока (свыше 600°С).

• Нефть или ее признаки присутствуют в изверженных и метаморфических породах, в продуктах деятельности современных вулканов, в трубках взрыва и в космических телах.

Действительно, известно около 30 промышленных или полупромышленных залежей нефти, приуроченных к изверженным и метаморфическим породам; кроме того, имеется упоминание более чем о 200 случаях минералогических включений углеводородов в изверженных или метаморфических породах.

• Скопления нефти и газа приурочены к зонам разломов в земной коре.

• Гипотеза биогенного происхождения нефти и газа не объясняет: а) существования огромных концентраций нефти в гигантских месторождениях, а также уникальных скоплений битумов (Атабаска, Мелекесская впадина, Оленекское поднятие); б) причин отрыва рассеянных углеводородов от материнской толщи и их дальней миграции.

Критике концепции неорганического происхождения нефти и газа посвящено значительное количество работ. Возможность неорганического происхождения нефти и газа показана лишь лабораторными экспериментами, подтверждающими возможность синтезирования углеводородов в условиях высоких температур и давлений. Однако в опытах нельзя точно моделировать весь сложный неразрывный процесс образования углеводородов, условия их миграции и скопления. Что касается остальных аргументов в пользу неорганического происхождения нефти (нефтепроявления в кристаллических породах, высокая температура образования нефти, связь месторождений нефти с разломами и др.), то они или находят объяснение с позиции органического происхождения нефти, или же сами по себе недостаточно убедительны (определение температуры образования нефти по ее составу, связь месторождений с разломами). Неорганическая теория не объясняет ряда важных закономерностей в размещении месторождений нефти и газа, в частности вертикальной зональности образования углеводородов различного состава и фазового состояния их скоплений, связи времени образования ловушки с ее нефтегазоносностью и т. п.

Хотя в настоящее время проблема образования нефти и газа остается открытой, большинство ученых поддерживает гипотезу органического происхождения нефти.

Рис.1 Залегание нефти

Согласно органической концепции, глинистые и известковые илы считаются нефтематеринскими породами. По мере их погружения и уплотнения рассеянная микронефть вместе с газообразными углеводородами и водой начинает выжиматься из илов в залегающие выше пористые породы (песчаники). Этот процесс получил название первичной миграции.

Свойства настоящей нефти микронефть приобретает уже в пористой среде. В моменты тектонических перестроек под влиянием гравитационных и других сил микронефть начинает медленное перемещение вверх вдоль пластов. Так начинается вторичная миграция нефти и газа (рис.2).

По мнению И. М. Губкина, этот момент нужно считать уже началом образования самого нефтяного месторождения. Формирование залежей нефти и газа является сложным процессом, включающим в себя три основных составляющих: генерация углеводородов нефтематеринскими отложениями, миграция их в зоны более низкого давления и ловушки, аккумуляция в скопления нефти и газа.

Уровень моря

Рис.2 Миграция нефти и газа

Анализ распределения нефтегазоносных бассейнов мира показал, что приблизительно 80% мировых залежей нефти и газа действительно тяготеют к современным, особенно к существовавшим в прошлые геологические периоды фанерозоя зонам подвига плит. Сюда относятся и уникальные углеводородные бассейны Персидского залива, Венесуэлы, Среднего Запада США, Канады, Аляски, Индонезии, классические месторождения Аппалачей, Предуральского прогиба, Кавказа, Карпат и других регионов мира. Открытие крупных месторождений нефти и газа в поднадвиговых зонах горных сооружений Северной

Немецкий химик Энглер нагревая жир морских животных под давлением до температуры 320 – 400 гр получил нефтепродукты. Родилась вторая гипотеза ОРГАНИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ.

В основе современных взглядов на происхождение нефти лежат положения, сформированные академиком Губкиным. Исходным является органическое вещество морских илов, состоящих из растительных и животных организмов. Скорость накопления ила – 150 г на 1 м кв площади в год. Старые слои быстро перекрываются новыми. Это предохраняет органику от окисления. Первоначальное разложение органики происходит без доступа кислорода под действием анаэробных бактерий. Далее пласт, образовавшийся на морском дне, опускается в результате общего пригибания земной коры характерного для морских бассейнов. По мере погружения растут давление и температура. Это приводит к преобразованию рассеянной органики в диффузно рассеянную нефть. Наиболее благоприятные параметры среды – 15- 45 МПа и температура 60 – 150 гр., которые существуют на глубинах 1,5 – 6 км.. Далее под действием возрастающего давления нефть вытесняется в проницаемые породы, по которым она мигрирует к месту образования залежей.

Таким образом процесс образования нефти делится на три этапе: 1. накопление органики, преобразование ее в диффузно рассеянную нефть; 2. выжимание рассеянной нефти из материнских пород в коллекторы; 3. движение нефти (в виде флюидов) по коллекторам, попаданиев ловушки, накопление в залежах.

Практика подтвердила взгляды Губкина – в нефти, асфальтах и ископаемых углях были найдены порфирины, входящие в молекулу хлорофилла. В 50 –е годы в СССР И в США были открыты нефтяные углеводороды в осадках водоемов различных типов (в озерах, заливах, морях, океанах).

Открытие крупнейших нефтяных месторождений в осадочных бассейнах сначала между Волгой и Уралом. А затем в западной Сибири. В настоящее время большинство крупных месторождений в мире находятся в районах залегания осадочных пород (бывшие моря).

Вместе с тем, весьма трудно объяснить такой факт. Что существуют гигантские скопления нефти там, где органических веществ в осадочных породах относительно мало (бассейн реки Ориноко). Значительное скопление нефти в Марокко, Венесуэле, США встречаются в метаморфических и изверженных породах, в которых органических веществ просто не может быть.

До недавнего времени подтверждением органического происхождения нефти считалось наличие соединения «порфирина). Но в настоящее время порфирин смогли получить и неорганическим путем.

Глубина залегания – поверхность (Бакинское месторождение, Мексика), скважина 16 -18 м. до 7756 метров (Техас). Разведочная скважина – 9560 м (Оклахома).

Физические свойства нефти.

Основные физические свойства: удельный вес, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, температура кипения, застывания и испарения, теплота сгорания, растворимость, электрические и оптические свойства.

Природные газы делятся на три группы:

· Газы, добываемые из чисто газовых месторождений

· Газы, добываемые из газоконденсатных месторождений

· Газы, добываемые из нефтяных месторождений.

Геологический метод.

Предшествует всем остальным видам поисковых работ, включает в себя:

· Геологические полевые работы– изучениепластов горных пород, выходящих на дневную поверхность, их состав и углы наклона

· Изучение коренных пород скрытых наносными породами методом закладки шурфов глубиной до 3-х метров

· Исследование глубоко залегающих пород. Бурение картировочных скважин глубиной до 600 метров

· Камеральные работы -обработка материалов полученных в результате плевых работ. Создание геологической карты и геологического разреза местности. См. рис 1.

Геологическая съемка местности дает представление о строении верхней части горных пород.

Для исследования строения глубинных пород применяются методы, основанные на физико-химических свойствах пород.

Геофизический метод.

Геофизические методы – сейсморазведка, электроразведка, гравитационная разведка магниторазведка.

Сейсмическая разведка– использует закономерности распространения в земной коре искусственно создаваемых упругих волн.

Упругие волнысоздаются следующими способами:

· взрыв заряда в скважине на глубине до 30 метров,

· механическим вибратором на поверхности,

· преобразованием энергии взрыва в механическую вибрацию

Скорость распространения сейсмических волн в породах различна и зависит от их плотности.

Чем выше плотность - тем выше скорость распространения упругих волн.

На границе раздела сред с различной плотностью наблюдается эффект частичного отражения.

Отраженные волны регистрируются датчиками (сейсмоприемниками). См. рис. 2

График отраженных сигналов дает представление о глубине залегания пласта породы, его плотности, угла наклона к поверхности.

Трехмерная сейсморазведка– основана на распространении упругих волн в трех измерениях (объемное распространение).

При трехмерном сборе и обработке данных получаются многослойные и мигрированные трассы, размещающиеся на прямоугольной решетке с малы