"KUBAN STATE TECHNOLOGICAL UNIVERSITY"
Heltidsfakultet ved Institutt for olje, gass og energi.
Institutt for olje- og gassproduksjon
FORelesningsnotater
Etter disiplin:
« Geologi av olje og gass»
for studenter i alle former for studiespesialiteter:
130501 Design, konstruksjon og drift av olje- og gassrørledninger og olje- og gasslagringsanlegg;
130503 Utbygging og drift av olje- og gassfelt;
130504 Boring av olje- og gassbrønner.
Bachelor i 131000 "Olje- og gassteknikk"
Satt sammen av: universitetslektor
Shostak A.V.
KRASNODAR 2012
FORelesning 1-INTRODUKSJON……………………………………………………………………………………… 3
FOREDRAG 2- NATURLIG BRENNLIG FOSSIL…………………………………………..12
FOREDRAG 3- FUNKSJONER VED AKKUMULERING OG TRANSFORMASJON AV ORGANISKE FORBINDELSER UNDER LITOGENESE………………………………….19
FOREDRAG 4 - SAMMENSETNING OG FYSISKE OG KJEMISKE EGENSKAPER TIL OLJE OG GASS….25
FOREDRAG 5 - ARTEN AV ENDRINGER I SAMMENSETNING OG FYSISKE OG KJEMISKE EGENSKAPER TIL OLJE OG GASS AVHENGIG AV PÅVIRKNINGEN AV ULIKE NATURLIGE FAKTORER………………………………………………………………………………… ………………….. 45
FOREDRAG 6 - PROBLEMER MED OLJE- OG GASS-OPPRINNELSE……………………….56
FOREDRAG 7 - HYDROCARBON MIGRASJON………………………………………………………………………………62
FOREDRAG 8 - DANNING AV INNSKUDD…………………………………………………………………………………75
FOREDRAG 9 - SONING AV OLJEDANNINGSPROSESSER………………….81
FOREDRAG 10- REGULARITETER FOR ROMLIG DISTRIBUSJON AV OLJE- OG GASSANKAMULERINGER I JORDSKORPEN…………………………………………………101
FORelesning 11 - OLJE- OG GASSFELTER OG DERES HOVEDKLASSIFIKASJONSFUNKSJONER………………………………………………………………….108
REFERANSER……………………………………………………………………………………………….112
Forelesning 1 introduksjon
Blant de viktigste typer industriprodukter er en av hovedplassene okkupert av olje, gass og deres produkter.
Helt til begynnelsen av 1700-tallet. Olje ble hovedsakelig utvunnet fra graver, som var foret med wattle-gjerde. Etter hvert som den hopet seg opp, ble oljen øset ut og fraktet til forbrukere i skinnvesker.
Brønnene ble sikret med en treramme, den endelige diameteren til den forede brønnen var vanligvis fra 0,6 til 0,9 m med en viss økning nedover for å forbedre oljestrømmen til bunnhullet.
Olje ble løftet fra brønnen ved hjelp av en håndvinsj (senere hestetrukket) og et tau som et vinskinn (en lærbøtte) ble bundet til.
På 70-tallet av XIX århundre. Hovedtyngden av oljen i Russland og i verden utvinnes fra oljebrønner. I 1878 var det således 301 av dem i Baku, hvis strømningshastighet var mange ganger høyere enn strømningshastigheten fra brønner. Olje ble utvunnet fra brønner ved hjelp av en bailer - et metallbeholder (rør) opp til 6 m høyt, i bunnen av hvilken det var montert en tilbakeslagsventil, som åpnet når baileren ble senket ned i væsken og lukket når den beveget seg oppover. Løftingen av baileren (tartan) ble utført manuelt, deretter ved hestetrekk (begynnelsen av 70-tallet av 1800-tallet) og ved hjelp av en dampmaskin (80-tallet).
De første dypbrønnpumpene ble brukt i Baku i 1876, og den første dypbrønnpumpen i Groznyj i 1895. Tannstensmetoden forble imidlertid den viktigste i lang tid. For eksempel, i 1913 i Russland ble 95% av oljen produsert ved gelering.
Formålet med å studere disiplinen "Geology of Oil and Gas" er å skape en base av begreper og definisjoner som danner grunnleggende vitenskap - grunnlaget for kunnskap om egenskaper og sammensetning av hydrokarboner, deres klassifisering, opprinnelsen til hydrokarboner, dannelsesprosessene og mønstre for lokalisering av olje- og gassfelt.
Geologi av olje og gass– en gren av geologi som studerer forholdene for dannelse, plassering og migrasjon av olje og gass i litosfæren. Dannelsen av olje- og gassgeologi som vitenskap skjedde på begynnelsen av det tjuende århundre. Grunnleggeren er Ivan Mikhailovich Gubkin.
Opprinnelsen til olje
Det er 4 stadier i utviklingen av syn på opprinnelsen til olje:
1) pre-vitenskapelig periode;
2) en periode med vitenskapelig spekulasjon;
3) perioden for dannelsen av vitenskapelige hypoteser;
4) moderne periode.
Levende førvitenskapelige ideer er synspunktene til den polske naturforskeren på 1700-tallet. Kanon K. Klyuk. Han trodde at olje ble dannet i paradis, og er en rest av den fruktbare jorda som paradisets hager blomstret på.
Et eksempel på synspunktene fra perioden med vitenskapelige spekulasjoner er ideen uttrykt av M.V. Lomonosov om at olje ble dannet av kull under påvirkning av høye temperaturer.
Med begynnelsen av utviklingen av oljeindustrien fikk spørsmålet om oljens opprinnelse viktig praktisk betydning. Dette ga en kraftig drivkraft til fremveksten av ulike vitenskapelige hypoteser.
Blant de mange hypotesene om opprinnelsen til olje er de viktigste: organisk og uorganisk.
For første gang en hypotese organisk opprinnelse uttrykt i 1759 av den store russiske vitenskapsmannen M.V. Lomonosov. Deretter ble hypotesen utviklet av akademiker I.M. Gubkin. Forskeren mente at utgangsmaterialet for dannelsen av olje var det organiske stoffet i sjøsilt, bestående av plante- og dyreorganismer. Eldre lag dekkes raskt av yngre, noe som beskytter organisk materiale mot oksidasjon. Den første nedbrytningen av plante- og dyrerester skjer uten oksygen under påvirkning av anaerobe bakterier. Videre synker laget som dannes på havbunnen som et resultat av den generelle innsynkningen av jordskorpen, karakteristisk for marine bassenger. Når sediment synker, øker trykket og temperaturen. Dette resulterer i transformasjon av dispergert organisk materiale til diffust dispergert olje. De mest gunstige trykkene for oljedannelse er 15...45 MPa og temperaturer 60...150°C, som eksisterer på dybder på 1,5...6 km. Videre, under påvirkning av økende trykk, blir olje tvunget inn i permeable bergarter, gjennom hvilke den migrerer til stedet for dannelse av avsetninger.
Ved uorganisk hypotese regnes som D.I. Han la merke til et fantastisk mønster: oljefeltene i Pennsylvania (USA) og Kaukasus ligger som regel i nærheten av store forkastninger i jordskorpen. Når han visste at jordens gjennomsnittlige tetthet overstiger tettheten til jordskorpen, konkluderte han med at metaller hovedsakelig ligger i dypet av planeten vår. Etter hans mening må det være jern. Under fjellbyggingsprosesser trenger vann dypt inn i jordskorpen langs sprekker og forkastninger. Når den møter jernkarbider på sin vei, reagerer den med dem, noe som resulterer i dannelse av jernoksider og hydrokarboner. Deretter stiger sistnevnte langs de samme forkastningene inn i de øvre lagene av jordskorpen og danner oljefelt.
I tillegg til disse to hypotesene fortjener den oppmerksomhet "kosmisk" hypotese. Den ble fremsatt i 1892 av professor V.D. Sokolov i Moskva. Etter hans mening var det opprinnelig hydrokarboner i gass- og støvskyen som jorden ble dannet av. Deretter begynte de å bli frigjort fra magmaen og stige i gassform gjennom sprekker inn i de øvre lagene av jordskorpen, hvor de kondenserte og dannet oljeavsetninger.
Hypoteser fra den moderne perioden inkluderer " magmatisk" hypotese Leningrad petroleumsgeolog, professor N.A. Kudryavtsev. Etter hans mening, på store dyp under forhold med svært høy temperatur, danner karbon og hydrogen karbonradikaler CH, CH 2 og CH 3. Så stiger de opp langs dype forkastninger, nærmere jordoverflaten. På grunn av nedgangen i temperatur, kombineres disse radikalene i de øvre lagene av jorden med hverandre og med hydrogen, noe som resulterer i dannelsen av forskjellige petroleumshydrokarboner.
N.A. Kudryavtsev og hans støttespillere mener at gjennombruddet av petroleumshydrokarboner nærmere overflaten skjer langs forkastninger i mantelen og jordskorpen. Realiteten av eksistensen av slike kanaler er bevist av den brede distribusjonen på jorden av klassiske og gjørmekanaler, samt kimberlitt-eksplosjonsrør. Spor av vertikal migrasjon av hydrokarboner fra den krystallinske kjelleren til lag av sedimentære bergarter ble funnet i alle brønner boret til store dyp - på Kolahalvøya, i Volga-Ural oljeprovinsen, i Sentral-Sverige, i delstaten Illinois (USA) . Vanligvis er dette inneslutninger og årer av bitumen som fyller sprekker i magmatiske bergarter; Flytende olje ble også oppdaget i to brønner.
Inntil nylig var hypotesen generelt akseptert organisk olje(dette ble forenklet av det faktum at de fleste oppdagede oljefelt er begrenset til sedimentære bergarter), ifølge hvilke "svart gull" ligger på en dybde på 1,5...6 km. Det er nesten ingen hvite flekker igjen i innvollene på jorden på disse dypet. Derfor gir teorien om organisk opprinnelse praktisk talt ingen utsikter for leting av nye store oljefelt.
Det er selvfølgelig fakta om oppdagelsen av store oljefelt som ikke er i sedimentære bergarter (for eksempel det gigantiske "White Tiger"-feltet, oppdaget på sokkelen i Vietnam, hvor olje ligger i granitt), en forklaring på dette faktum er gitt av hypotese om uorganisk opprinnelse til olje. I tillegg er det i dypet av planeten vår en tilstrekkelig mengde kildemateriale for dannelse av hydrokarboner. Kildene til karbon og hydrogen er vann og karbondioksid. Deres innhold i 1 m 3 materie i jordens øvre mantel er henholdsvis 180 og 15 kg. Et kjemisk miljø som er gunstig for reaksjonen er gitt av tilstedeværelsen av jernholdige metallforbindelser, hvis innhold i vulkanske bergarter når 20%. Dannelsen av olje vil fortsette så lenge det er vann, karbondioksid og reduksjonsmidler (hovedsakelig jernoksid) i jordens tarmer. I tillegg støttes hypotesen om den uorganiske opprinnelsen til olje, for eksempel av praksisen med å utvikle Romashkinskoye-feltet (på Tatarstans territorium). Den ble oppdaget for 60 år siden og ble ansett som 80 % oppbrukt. Ifølge statsrådgiveren til presidenten i Tatarstan R. Muslimov fylles oljereservene på feltet opp med 1,5-2 millioner tonn hvert år, og ifølge nye beregninger kan oljen. produseres opp til 2200 g. Dermed forklarer teorien om den uorganiske opprinnelsen til olje ikke bare fakta som forvirrer "organiske stoffer", men gir oss også håp om at oljereservene på jorden er mye større enn de som utforskes i dag, og viktigst av alt, de fortsetter å bli etterfylt .
Generelt kan vi konkludere med at de to hovedteoriene om opprinnelsen til olje ganske overbevisende forklarer denne prosessen, og gjensidig utfyller hverandre. Og sannheten ligger et sted i midten.
Opprinnelsen til gassen
Metan er utbredt i naturen. Det er alltid inkludert i reservoarolje. Mye metan er oppløst i formasjonsvann på 1,5...5 km dyp. Metangass danner avleiringer i porøse og oppsprukkede sedimentære bergarter. Det er tilstede i små konsentrasjoner i vannet i elver, innsjøer og hav, i jordluften og til og med i atmosfæren. Hovedtyngden av metan er spredt i sedimentære og magmatiske bergarter. La oss også huske at tilstedeværelsen av metan er registrert på en rekke planeter i solsystemet og i det dype rom.
Den utbredte forekomsten av metan i naturen tyder på at det ble dannet på en rekke måter.
I dag er det kjent flere prosesser som fører til dannelse av metan:
Biokjemiske;
termokatalytisk;
Stråling-kjemiske;
Mekanokjemiske;
Metamorfe;
Kosmogent.
Biokjemisk prosess Metandannelse skjer i silt, jord, sedimentære bergarter og hydrosfæren. Mer enn et dusin bakterier er kjent hvis vitale aktivitet produserer metan fra organiske forbindelser (proteiner, fiber, fettsyrer). Selv olje på store dyp, under påvirkning av bakterier som finnes i formasjonsvann, blir ødelagt til metan, nitrogen og karbondioksid.
Termokatalytisk prosess Metandannelse innebærer transformasjon av organisk materiale fra sedimentære bergarter til gass under påvirkning av forhøyet temperatur og trykk i nærvær av leirmineraler, som spiller rollen som katalysator. Denne prosessen ligner på dannelsen av olje. Til å begynne med gjennomgår organisk materiale som samler seg på bunnen av reservoarer og på land biokjemisk nedbrytning. Bakterier ødelegger de enkleste forbindelsene. Ettersom organisk materiale synker dypere ned i jorden og temperaturen stiger tilsvarende, blekner bakterieaktiviteten og stopper helt ved en temperatur på 100°C. Imidlertid har en annen mekanisme allerede slått på - ødeleggelsen av komplekse organiske forbindelser (rester av levende stoffer) til enklere hydrokarboner og spesielt metan, under påvirkning av økende temperatur og trykk. En viktig rolle i denne prosessen spilles av naturlige katalysatorer - aluminosilikater, som er en del av forskjellige, spesielt leirholdige bergarter, samt mikroelementer og deres forbindelser.
Hvordan skiller dannelsen av metan seg fra dannelsen av olje i dette tilfellet?
For det første dannes olje fra organisk materiale av typen sapropel - sedimenter fra havet og havhyllene, dannet av plante- og dyreplankton, anriket på fettstoffer. Kilden for dannelsen av metan er organisk materiale av humustypen, bestående av rester av planteorganismer. Dette stoffet produserer hovedsakelig metan under termokatalyse.
For det andre tilsvarer hovedoljedannelsessonen bergtemperaturer fra 60 til 150°C, som finnes på en dybde på 1,5...6 km. I hovedsonen for oljedannelse, sammen med olje, dannes det også metan (i relativt små mengder), så vel som dets tyngre homologer. En kraftig sone med intens gassdannelse tilsvarer temperaturer på 150...200°C og mer den ligger under hovedsonen for oljedannelse. I hovedsonen for gassdannelse, under alvorlige temperaturforhold, skjer dyp termisk ødeleggelse ikke bare av dispergert organisk materiale, men også av hydrokarboner fra oljeskifer og olje. Dette produserer store mengder metan.
Strålingskjemisk prosess Metandannelse skjer når ulike karbonforbindelser utsettes for radioaktiv stråling.
Det har blitt bemerket at svarte fine leirholdige sedimenter med høy konsentrasjon av organisk materiale som regel er anriket på uran. Dette skyldes det faktum at akkumulering av organisk materiale i sedimenter favoriserer utfelling av uransalter. Når det utsettes for radioaktiv stråling, forfaller organisk materiale og danner metan, hydrogen og karbonmonoksid. Sistnevnte brytes selv ned til karbon og oksygen, hvoretter karbonet kombineres med hydrogen, og danner også metan.
Mekanokjemisk prosess metandannelse er dannelse av hydrokarboner fra organisk materiale (kull) under påvirkning av konstante og variable mekaniske belastninger. I dette tilfellet dannes høye spenninger ved kontaktene til korn av mineralbergarter, hvis energi er involvert i transformasjonen av organisk materiale.
Metamorf prosess Metandannelse er assosiert med omdannelse av kull under påvirkning av høye temperaturer til karbon. Denne prosessen er en del av den generelle prosessen med transformasjon av stoffer ved temperaturer over 500 °C. Under slike forhold blir leire til krystallinske skifer og granitt, kalkstein til marmor, etc.
Kosmogen prosess metandannelse er beskrevet av V.D. Sokolovs "kosmiske" hypotese om oljedannelse.
Hvilken plass har hver av disse prosessene i den totale prosessen med metandannelse? Det antas at hoveddelen av metan i de fleste gassfelt i verden er av termokatalytisk opprinnelse. Den er dannet på en dybde på 1 til 10 km. En stor andel metan er av biokjemisk opprinnelse. Dens hovedmengde dannes på dybder på opptil 1...2 km.
Jordens indre struktur
Nå har generelle ideer om jordens struktur blitt dannet, siden de dypeste brønnene på jorden bare har avslørt jordskorpen. Flere detaljer om ultra-dyp boring vil bli diskutert i avsnittet om boring av brønner.
I jordens faste kropp er det tre skjell: det sentrale - kjernen, det mellomliggende - mantelen og det ytre - jordskorpen. Fordelingen av interne geosfærer etter dybde er presentert i tabell 16.
Tabell 16 Jordens indre geosfærer
For tiden er det ulike ideer om den indre strukturen og sammensetningen av jorden (V. Goldshmidt, G. Washington, A.E. Fersman, etc.). Gutenberg-Bullen-modellen er anerkjent som den mest avanserte modellen av jordens struktur.
Kjerne – Dette er det tetteste skallet på jorden. I følge moderne data skilles det mellom den indre kjernen (som anses å være i fast tilstand) og den ytre kjernen (som anses å være i flytende tilstand). Det antas at kjernen hovedsakelig består av jern med en blanding av oksygen, svovel, karbon og hydrogen, og den indre kjernen har en jern-nikkel-sammensetning, som fullt ut tilsvarer sammensetningen av en rekke meteoritter.
Neste er mantel. Mantelen er delt inn i øvre og nedre. Det antas at den øvre mantelen består av magnesium-jernsilikatmineraler som olivin og pyroksen. Den nedre mantelen er preget av en homogen sammensetning og består av et stoff rikt på jern- og magnesiumoksider. For tiden er mantelen vurdert som en kilde til seismiske og vulkanske fenomener, fjellbyggingsprosesser, samt en sone for magmatisme.
Over mantelen er jordskorpen. Grensen mellom jordskorpen og mantelen er etablert av en skarp endring i hastigheten til seismiske bølger, den kalles Mohorovic-seksjonen, til ære for den jugoslaviske vitenskapsmannen A. Mohorovic, som først etablerte den endres kraftig på kontinentene og i havene og er delt inn i to hoveddeler - kontinentale og oseaniske og to mellomliggende - subkontinentale og suboseaniske.
Denne naturen til den planetariske topografien er assosiert med den forskjellige strukturen og sammensetningen av jordskorpen. Under kontinentene når tykkelsen på litosfæren 70 km (gjennomsnittlig 35 km), og under havene 10-15 km (gjennomsnittlig 5-10 km).
Kontinentalskorpen består av tre lag: sedimentær, granittgneis og basalt. Havskorpen har en tolagsstruktur: under et tynt løst sedimentært lag er det et basaltisk lag, som igjen erstattes av et lag sammensatt av gabbro med underordnede ultrabasitter.
Den subkontinentale skorpen er begrenset til øybuer og har økt tykkelse. Den suboseaniske skorpen ligger under store havbassenger, i de intrakontinentale og marginale hav (Okhotsk, Japan, Middelhavet, Svart, etc.) og har, i motsetning til havskorpen, en betydelig tykkelse av det sedimentære laget.
Struktur av jordskorpen
Jordskorpen er den mest studerte av alle skjell. Den er laget av steiner. Bergarter er mineralforbindelser med konstant mineralogisk og kjemisk sammensetning som danner uavhengige geologiske kropper som utgjør jordskorpen. Bergarter i henhold til deres opprinnelse er delt inn i tre grupper: magmatisk, sedimentær og metamorfe.
Magmatiske bergarter dannet som et resultat av størkning og krystallisering av magma på jordoverflaten i dypet av jordoverflaten eller i dens indre. Disse bergartene har en hovedsakelig krystallinsk struktur. De inneholder ikke rester av dyr eller planter. Typiske representanter for magmatiske bergarter er basalter og granitter.
Sedimentære bergarter dannet som et resultat av avsetning av organiske og uorganiske stoffer på bunnen av vannbassenger og overflaten av kontinenter. De er delt inn i klastiske bergarter, samt bergarter av kjemisk, organisk og blandet opprinnelse.
Klassiske bergarter dannet som et resultat av avsetning av små biter av ødelagte bergarter. Typiske representanter: steinblokker, småstein, grus, sand, sandstein, leire.
Bergarter av kjemisk opprinnelse dannet som følge av utfelling av salter fra vandige løsninger eller som følge av kjemiske reaksjoner i jordskorpen. Slike bergarter er gips, steinsalt, brune jernmalmer og kiselholdige tuffer.
Økologiske raser er de fossiliserte restene av dyre- og planteorganismer. Disse inkluderer kalkstein og kritt.
Blandede raser sammensatt av materialer av klassisk, kjemisk og organisk opprinnelse. Representanter for disse bergartene er mergel, leire og sandholdige kalksteiner.
Metamorfe bergarter dannet av magmatiske og sedimentære bergarter under påvirkning av høye temperaturer og trykk i jordskorpen. Disse inkluderer skifer, marmor og jaspis.
Berggrunnen til Udmurtia kommer ut fra jordsmonnet og kvartære sedimenter langs bredden av elver og bekker, i raviner, så vel som i forskjellige arbeidsområder: steinbrudd, groper, etc. Terrigene bergarter dominerer absolutt. Disse inkluderer varianter som siltsteiner, sandsteiner og langt mindre konglomerater, gravelitter og leire. Karbonatbergarter, som er sjeldne, inkluderer kalkstein og mergel. Alle disse bergartene, som alle andre, består av mineraler, det vil si naturlige kjemiske forbindelser. Så, kalksteiner består av kalsitt - en forbindelse med sammensetningen CaCO 3. Kalsittkorn i kalkstein er svært små og kan bare sees under et mikroskop.
Mergel og leire inneholder i tillegg til kalsitt store mengder mikroskopisk små leirmineraler. Av denne grunn, etter eksponering av mergel for saltsyre, dannes lysne eller mørkere flekker på reaksjonsstedet - resultatet av konsentrasjonen av leirpartikler. I kalkstein og mergel finnes noen ganger reir og årer av krystallinsk kalsitt. Noen ganger kan du se druser av kalsitt - sammenvekster av krystaller av dette mineralet, festet i den ene enden til berget.
Terrigenøse bergarter er delt inn i klastiske og leireaktige. Det meste av republikkens berggrunnsoverflate er sammensatt av klastiske bergarter. Disse inkluderer de allerede nevnte siltsteinene, sandsteinene, samt sjeldnere gravelitter og konglomerater.
Siltsteiner består av detritelle korn av mineraler som kvarts (SiO 2), feltspat (KAlSi 3 O 8; NaAlSi 3 O 8 ∙CaAl 2 Si 2 O 8), og andre siltholdige partikler med en diameter på ikke mer enn 0,05 mm. Som regel er siltsteiner svakt sementert, klumpete og ser leireaktig ut. De skiller seg fra leire ved større fossilisering og mindre plastisitet.
Sandsteiner er den andre vanlige berggrunnen i Udmurtia. De består av klastiske partikler (sandkorn) av forskjellige sammensetninger - kvartskorn, feltspat, fragmenter av kiselholdige og effusive (basalter) bergarter, som et resultat av at disse sandsteinene kalles polymiktiske eller polyminerale. Størrelsen på sandpartikler varierer fra 0,05 mm til 1 - 2 mm. Som regel er sandsteiner svakt sementert, lett å løsne og brukes derfor til konstruksjonsformål som vanlig (moderne elvesand). I løse sandsteiner finnes ofte mellomlag, linser og knuter av kalkholdige sandsteiner, hvis klastiske materiale er sementert med kalsitt. I motsetning til siltstein er sandstein preget av både horisontal og tverrstrø. Små kalkholdige skjell av ferskvannsmuslinger finnes av og til i sandsteinene. Alt samlet (kryssende lag, sjeldne fossile bløtdyr) indikerer den fluviale eller alluviale opprinnelsen til de polymiktiske sandsteinene. Sementering av sandstein med kalsitt er assosiert med nedbryting av kalsiumbikarbonat i grunnvann som sirkulerer gjennom porene i sanden. Kalsitt ble frigjort som et uløselig reaksjonsprodukt som et resultat av fordampning av karbondioksid.
Mindre vanlig er terrigene bergarter representert av gravelitter og konglomerater. Dette er sterke bergarter som består av avrundede (runde, ovale) eller glattede fragmenter av brune mergel sementert med kalsitt. Mergel er av lokal opprinnelse. Som en blanding i det klastiske materialet, finnes mørke cherts og effusives (gamle basalter) brakt av permiske elver fra Ural. Størrelsen på gravelittfragmenter varierer fra henholdsvis 1 (2) mm til 10 mm i konglomerater fra 10 mm til 100 mm eller mer.
I utgangspunktet er oljeforekomster begrenset til sedimentære bergarter, selv om det er oljeforekomster begrenset til enten metamorfe (Marokko, Venezuela, USA) eller magmatiske bergarter (Vietnam, Kasakhstan).
13. Reservoarlag. Porøsitet og permeabilitet.
Samler er en bergart som har slike geologiske og fysiske egenskaper som sikrer fysisk mobilitet av olje eller gass i dens tomrom. Reservoarbergarten kan være mettet med både olje eller gass og vann.
Bergarter med slike geologiske og fysiske egenskaper som gjør bevegelse av olje eller gass i dem fysisk umulig kalles ikke-samlere.
GeologiForelesningsnotater
Typer olje- og gassprovinser, regioner og olje- og gassakkumuleringssoner.
Provinser
Olje- og gassområdet
Olje- og gassakkumuleringssone
Konseptet "reservoarbergart".
Typer tomrom.
Generelle mønstre for distribusjon av olje- og gassansamlinger i jordskorpen.
Olje- og gassgeologisk sonering av territoriet.
Konseptet "selberg" og klassifisering av sel etter distribusjonsområde.
Migrasjon, differensiering og akkumulering av hydrokarboner.
Kjemisk sammensetning og fysiske egenskaper til gasser.
Kjemisk sammensetning og fysiske egenskaper til olje.
Terrigere reservoarer.
Salt- og sulfatdekk.
Typer permeabilitet og metoder for bestemmelse av den.
Primær og sekundær porøsitet.
Uorganiske og organiske teorier om opprinnelsen til olje og gass.
Elementer av innskuddet (ved å bruke eksemplet med et lagdelt tak).
Typer porøsitet.
Leire- og karbonatpakninger
Endringer i reservoaregenskaper med dybde.
Klassifisering av reservoarbergarter.
Naturlig reservoar. Typer naturlige reservoarer
Hvilke faktorer bestemmer reservoaregenskapene til bergarter?
Konseptet med "olje- og gassfelle". Typer feller etter opprinnelse.
Konseptet "reservoar" og akkumulering av olje og gass.
Innskuddsklassifisering
Migrasjon av olje og gass. Typer migrasjon.
Faktorer som forårsaker migrasjon av hydrokarboner.
Ødeleggelse av hydrokarbonforekomster.
Differensiell fangst av olje og gass.
Klassifisering av væsketetninger etter litologisk sammensetning.
Stadier av omdanning av organisk materiale til hydrokarboner.
Timan-Pechop-provinsen. Kjennetegn på hovedforekomstene.
^
1. Typer olje- og gassprovinser, regioner og olje- og gassakkumuleringssoner.
Provinser er en enkelt geologisk provins som forener tilstøtende olje- og gassområder med lignende trekk innen geologi, inkludert den stratigrafiske stratigrafien til hovedsedimentene i seksjonen (olje- og gasskomplekser).
Basert på den stratigrafiske alderen til produktive forekomster, er olje- og gassprovinsene delt inn i provinsene paleozoikum, mesozoikum og kenozoisk olje- og gassakkumulering.
^ Olje- og gassområdet
^ Olje- og gassakkumuleringssone
Avhengig av den genetiske typen av komponentfellene, er olje- og gassakkumuleringssoner delt inn i strukturelle, litologiske, stratigrafiske og reefogene.
Olje- og gassførende provinser, regioner og olje- og gassakkumuleringssoner er klassifisert som regional, og lokaliteter – til lokale ansamlinger av olje og gass.
^
2. Konseptet «reservoarbergart».
samlere. forferdelig karbonat
granulær eller porøs sprukket(alle steiner) og huleaktig(bare karbonatbergarter).
Gode reservoarer er sand, sandstein, hule og oppsprukket kalkstein og dolomitt.
3. Typer tomrom.
Følgende typer tomrom skilles:
porer mellom korn av klastiske og noen karbonatbergarter, forårsaket av teksturtrekkene til disse bergartene.
oppløsningsporer (utvaskingshulrom) dannes som følge av sirkulasjon av grunnvann hovedsakelig i bergarter.
porer og sprekker som oppstår under påvirkning av kjemiske prosesser (prosessen med dolomitisering - transformasjon av kalkstein til dolomitt, ledsaget av en reduksjon i volum).
tomrom og sprekker dannet som følge av forvitring.
4. Generelle distribusjonsmønstre for olje- og gassansamlinger i jordskorpen.
99,9 % av forekomstene er begrenset til sedimentære ansamlinger av forekomster og lokaliteter.
De er gruppert i olje- og gassakkumuleringssoner, hvis helhet danner olje- og gassførende områder, samlet i store olje- og gassførende provinser. En studie av forholdene for olje- og gassforekomst viser at flere typer forekomster kan forekomme samtidig i akkumuleringsområder.
Soneinndeling er observert i fordelingen av olje- og gassansamlinger (regional og sone)
Vertikal soneinndeling. Den øvre delen av seksjonen til 1,5 km dyp inneholder hovedsakelig gassansamlinger (1,5 – 3,5 km med dybde, gassreserver reduseres og oljereserver øker). Videre (mer enn 4 - 5 km) øker gassformige hydrokarbonreserver igjen og innholdet av oljereserver (gass-kondensatforekomster) synker.
Dannelse av hydrokarboner av forskjellige fasetilstander i forskjellige geokjemiske soner
Økt migrasjonsevne for gass sammenlignet med olje
Prosessen med å omdanne olje til metan på store dyp under påvirkning av høye temperaturer
Horisontal (regional) soneinndeling. Eksempel: Alle oljeforekomster i Ciscaucasia er konsentrert i den østlige delen av denne regionen, og gass- og gasskondensatforekomster er i de sentrale og vestlige delene av Ciscaucasia. I Vest-Sibir: olje er den sentrale delen, gass rammer inn regionen, hovedsakelig fra nord. Hovedfaktorer:
Sammensetning av organisk materiale
TD og geokjemisk situasjon
Forhold for migrasjon og akkumulering
5. Olje- og gassgeologisk sonering av territoriet.
Bakirov utviklet en klassifisering for regionale olje- og gassførende territorier. Denne klassifiseringen er basert på det tektoniske prinsippet: plattformer, foldede områder, overgangsområder.
Hovedelementet i sonering er provinsen.
Provinser er en enkelt geologisk provins som forener tilstøtende olje- og gassområder med lignende geologiske trekk, inkludert den stratigrafiske plasseringen av hovedsedimentene i seksjonen (olje- og gasskomplekser).
Provinser relatert til plattformene: Volga-Ural, Timan-Pechora. Kaspisk, Angaro-Lena, vestsibirsk.
Provinser som tilhører de foldede regionene: Transkaukasisk, Tien Shan-Pamir, Fjernøsten, Vest-Turkmen.
Provinser som tilhører overgangsregionene: Cis-Karpatisk, Pre-kaukasisk, Pre-Ural, Pre-Verkhoyansk.
Hver provins består av flere olje- og gassførende områder.
^ Olje- og gassområdet – et territorium begrenset til et av de store geostrukturelle elementene, preget av en felles geologisk utviklingshistorie, inkludert en rekke olje- og gassakkumuleringssoner.
^
Olje- og gassakkumuleringssone
– assosiasjon av tilstøtende avsetninger lik geologisk struktur med generelle formasjonsforhold.
6. Konseptet "seal rock" og klassifisering av væsketetninger etter distribusjonsområde.
dekk (væsketetninger).
Basert på deres distribusjonsområde, skilles følgende typer tetninger ut:
regional– lag av praktisk talt ugjennomtrengelige bergarter fordelt innenfor olje- og gassprovinsen eller det meste av den;
subregional– lag av praktisk talt ugjennomtrengelige bergarter fordelt innenfor det olje- og gassførende området eller det meste av det;
sone- lag fordelt innenfor sonen eller området for olje- og gassakkumulering;
lokale– fordelt på enkelte lokaliteter.
^ 7. Migrasjon, differensiering, akkumulering av hydrokarboner.
Migrasjon er bevegelse i det sedimentære skallet. Migrasjonsveier inkluderer porer, sprekker, hulrom, samt overflater av lag og overflater av forkastninger.
Olje og gass, når de migrerer i den frie fasen, beveger seg i reservoarlaget og i den første fellen de møter, deres akkumulering, og som et resultat dannes et innskudd.
Hvis det er nok olje og gass til å fylle en rekke feller som ligger på veien til deres migrasjon. Deretter er den første bare fylt med gass, den andre - kanskje med olje og gass, den tredje - bare med olje. I dette tilfellet, den såkalte differensiering olje og gass.
8. Kjemisk sammensetning og fysiske egenskaper til gasser.
Naturgasser er en blanding av forskjellige gasser. De vanligste er CH4, N2, CO2.
Klassifisering av naturgasser i henhold til V.A.
atmosfæriske gasser(Tilstedeværelsen av fri O2 er et særtrekk. Hovedkomponentene er N2 (78%), O2 (20-21%), Ar (1%), CO2 (0,03%), Ne, He, H).
gasser på jordoverflaten(På jordoverflaten skjer gassdannelsesprosesser intensivt i våtmarker og i siltavsetninger i bunnen av reservoarer - CH4, H2S, CO2).
sedimentære gasser(Blant gassene i de sedimentære lagene dannes industrielle ansamlinger:
tørke(kjemisk sammensetning opp til 99 % CH4).
tilhørende petroleum(gasser oppløst i oljer, høyere hydrokarboner opptil 50 % (C2H6, C3H8, C4H10...), fettholdige (rike) gasser).
gasser fra kondensatavleiringer(ρ = 0,69-0,8 g/cm3 - svært fri olje, koker nesten helt opp til 300 C og inneholder ikke cm-asf.-stoffer. Gassene i disse forekomstene inneholder opptil 10 % eller mer tunge hydrokarboner.
steinkullgasser innskudd(inneholder vanligvis mye CH4 og er vanligvis anriket med CO2 og N2; tunge hydrokarboner er vanligvis fraværende i dem).
magmatiske gasser
Frie gasser finnes i porene til bergarter, som forekommer i spredt form og i form av klynger.
Den sorberte gassen holdes tilbake på overflaten av steinpartikler (adsorpsjon), eller gjennomsyrer hele massen av disse partiklene (absorpsjon).
Gruppen av oppløste gasser inkluderer gasser av flytende løsninger. De er vanlige i vandige løsninger og i oljer.
Gassegenskaper:
tetthet.
viskositet.
diffusjon- gjensidig penetrering av ett stoff inn i et annet gjennom porene når de kommer i kontakt. Forskjellen i gasskonsentrasjon i tilstøtende steinpartikler er vanligvis direkte proporsjonal med trykk- og løselighetskoeffisient.
løselighet av gasser. Løselighetskoeffisienten til gasser i vann avhenger av temperaturen og saltholdigheten til vannet:
Løseligheten av hydrokarbongasser i olje er 10 ganger større enn i vann.
Våtgass løses bedre opp i olje enn tørrgass.
Lettere olje løser opp mer gass enn tungolje.
9. Kjemisk sammensetning og fysiske egenskaper til olje.
Mørkebrun, nesten svart tyktflytende væske, fet å ta på, bestående av hydrokarbonforbindelser.
^ Chem. Sammensatt. C-83-87%. N-11-14 %. S, N, O er alltid tilstede i olje, innholdet er 1-3%.
Totalt har rundt 500 forbindelser blitt isolert i olje:
u/v-tilkobling [alkaner (metan, parafiniske), sykloalkaner (nafteniske), arener (aromatiske)];
heteroorganisk (alle forbindelser S, N, O).
^ Fysisk. Egenskaper.
Tetthet– massen av et stoff per volumenhet. (g/cm3)
Viskositet– en væskes evne til å yte motstand når partiklene beveger seg i forhold til hverandre under påvirkning av virkende krefter.
Det gjensidige av viskositet er fluiditet (jo høyere temperatur, jo større fluiditet).
^ Overflatespenning er kraften som olje motstår å endre en jevn overflate.
Olje har optisk aktivitet, dvs. evnen til å rotere polariseringsplanet til en lysstråle.
Luminescens- evne til å lyse i sollys.
Kokepunkt oljer: lette er lettere enn tunge.
Hellepunkt oljer: avhenger av parafininnholdet.
10. Terrigenøse reservoarer.
De er dannet som et resultat av mekanisk ødeleggelse av allerede eksisterende bergarter. De vanligste: sand, sandstein, gravelitt, coglomerates, breccias, siltstones. Store fragmenter samler seg nær kollapsende steiner, og små lenger unna. Hovedtyngden av terrigene reservoarer er preget av intergranulært (pore) rom - disse er intergranulære eller granulære reservoarer. Imidlertid er det blant terrigene reservoarer også reservoarer med et blandet tomrom. Fissur-pore og til og med cavernous-pore varianter skilles.
^ 11. Salt- og sulfatdekk.
Salt- og sulfatbergarter inkluderer gips, anhydritt og steinsalt. Dette er lyse bergarter med en krystallinsk struktur, tette og sterke. De ble dannet som et resultat av saltnedbør fra grunne reservoarer knyttet til havet. Det beste og vanligste saltbelegget er steinsalt.
^
12. Typer permeabilitet og metoder for bestemmelse av den.
Permeabilitet– evnen til en stein til å passere væske eller gass gjennom seg selv i nærvær av en trykkforskjell.
En enhet for permeabilitet på 1 Darcy antas å være permeabiliteten som gjennom et tverrsnitt på 1 cm2 med et trykkfall på 1 atm. på 1 sek. 1 cm3 væske med en viskositet på 1 centiPoise passerer gjennom. Svært ofte bergarter med høy porøsitet. De er praktisk talt blottet for permeabilitet, for eksempel leire (porøsitet - 40-50%, permeabilitet - 0).
Typer permeabilitet:
absolutt (fysisk) er permeabiliteten til et porøst medium for gass eller en homogen væske i fravær av fysisk-kjemiske interaksjoner mellom væsken og det porøse mediet og forutsatt at porene i mediet er fullstendig fylt med væske eller gass.
effektiv (fase) er permeabiliteten til et porøst medium for en gitt gass eller væske mens det er et annet medium tilstede i porene.
slektning– forholdet mellom effektiv porøsitet og absolutt porøsitet.
Ved samme innhold av sementholdig stoff i berget observeres et kraftig fall i permeabiliteten i bergarter med høy tetthet, dårlig sortering og avrundede korn eller fragmenter.
Reservoarer er også preget av forskjellige permeabilitetsverdier langs sengetøyet og vinkelrett på det.
Porøsitet og permeabilitet kan praktisk talt bestemmes:
laboratoriemetoder i nærvær av prøver fra brønner eller naturlige sedimenter
i henhold til feltdata
basert på omfattende feltgeofysikkdata
13. Primær og sekundær porøsitet.
Porøsitet
^ Primær porøsitet – Det er når det dannes porer mellom steinpartikler samtidig med bergarten. Disse inkluderer porer mellom steinkorn, forårsaket av teksturtrekkene til disse bergartene.
^
Sekundær porøsitet
oppstår etter dannelsen av stein som et resultat av sirkulasjonen av grunnvann, under påvirkning av kjemiske prosesser, som et resultat av forvitring, som et resultat av tektoniske bevegelser.
^
14. Uorganiske og organiske teorier om opprinnelsen til olje og gass.
Grunnleggende posisjoner for uorganisk teori
Har et lite antall supportere. Hovedbestemmelsene ble skissert av Mendeleev.
Utviklingen av astronomi og studiet av spekteret av kosmiske legemer har vist tilstedeværelsen av karbon- og hydrogenforbindelser i mange av dem. For eksempel: tilstedeværelsen av CH4, CO, CO2, CN ble oppdaget i gassskallet til kometens hode. Tilstedeværelsen av hydrokarboner er også oppdaget i planetene. CH4 ble funnet i atmosfæren til Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun.
Moderne vulkanske gasser inneholder brennbare gasser. Imidlertid er CH4-innholdet 0,004%.
Mulig syntese av hydrokarboner ved uorganiske midler. Bevist av de enkleste kjemiske eksperimentene på 1800-tallet, samsvarte imidlertid ikke disse eksperimentene med forholdene som kunne observeres på jorden på noe stadium av utviklingen.
Tilstedeværelsen av olje eller dens tegn i magmatiske eller metamorfe bergarter. (30 industriforekomster.)
Det finnes en heliummetode for å bestemme den betingede alderen til oljer og naturgasser. Beregninger har vist at alderen på olje og gass i de fleste tilfeller tilsvarer alderen til vertsbergartene.
Har et stort antall støttespillere. Hovedbestemmelsene ble skissert av Lomonosov. Publisert av Gubkin i boken "The Doctrine of Oil".
99,9 % av industrielle olje- og gassansamlinger er begrenset til sedimentære lag.
Konsentrasjon av de største hydrokarbonressurser i sedimenter fra geologiske perioder preget av aktiv livsaktivitet av biosfæreorganismer.
Strukturelle likheter er notert for en rekke organiske forbindelser som finnes i sedimenter som inneholder hydrokarboner, som utgjør hoveddelen av oljen.
Likheter i isotopsammensetningene til S og C inneholdt i oljer og organisk materiale i vertsbergarter. I sammensetningen av organisk materiale kan lipoider, proteiner og karbohydrater skilles ut (etter plante- og dyreverdenens død).
Ekorn– C, H, N, S, O, P. Under anaerobe forhold blir proteiner lett ødelagt for å danne fettsyrer og aminosyrer. Mange forskere anser proteiner som utgangsmaterialet for dannelsen av olje.
Karbohydrater. Oppdagelsen av klorofyll og dets derivater i olje gir grunn til å tro at plantemateriale er involvert i dannelsen av olje.
Gass, olje og vann er fanget i henhold til deres tetthet. Gassen, som er den letteste, er plassert i takdelen av det naturlige reservoaret under dekket. Under er porerommet fylt med olje. Og enda lavere - vann.
Gasshette, oljedel av forekomsten, gass og olje-vann-kontakt.
^
16. Typer av porøsitet.
Porøsitet– dette er volumet av tomrom i reservoarbergarten, avhengig av bergartens teksturelle og strukturelle egenskaper.
I klastiske reservoarer avhenger porøsiteten av størrelsen, formen, karakteren til materialets område, systemet for plassering av dette materialet, samt sammensetningen, mengden og fordelingen av sementholdige stoffer.
Det er et skille mellom generell og åpen porøsitet.
^ Generelt(totalt eller absolutt) er volumet av alle hulrom i fjellet, inkludert porer, huler, sprekker, tilkoblede og usammenhengende.
Åpne– dette er volumet av bare sammenkoblede porer. Åpen porøsitet er mindre enn den totale porøsiteten med volumet av isolerte porer.
Åpent porøsitetsforhold er forholdet mellom volumet av kommuniserende porer og volumet av bergarten. uttrykt i prosent.
^
17. Leire- og karbonatforseglinger
Leirdekk består av partikler mindre enn 0,01 mm i størrelse. I tillegg til klastisk materiale inneholder de også leirmineraler (kaolinitt, montmorillonitt, hydromicas, etc.). Det er et produkt av kjemisk nedbrytning av magmatiske bergarter. De blir ført bort av vann. Leireporøsitetskoeffisienten når 50%. Imidlertid fungerer leire som dekk, fordi de er praktisk talt ugjennomtrengelige, fordi de fineste porene i leirene ikke kommuniserer med hverandre. Det er argilliske, pellittiske og andre leirdekker.
Karbonathetter ble dannet som et resultat av utfelling av salter fra vandige løsninger i grunne reservoarer knyttet til havet. Disse inkluderer kalksteiner av forskjellig opprinnelse, dolomitter uten tegn på ledig plass i dem. De er ofte leireaktige, tette og ofte silisifiserte.
^
18. Endring i reservoaregenskaper med dybde.
Når dybden av bergarter øker under påvirkning av geostatisk trykk, øker deres tetthet, og følgelig reduseres porøsiteten og kapasitans-filtreringsegenskapene forringes.
Dette gjelder hovedsakelig granulære reservoarer (sand, sandstein, siltstein).
En forbedring i reservoaregenskaper med dybde er observert i karbonat og andre svært komprimerte sprø bergarter som er utsatt for oppsprekking under påvirkning av tektoniske og andre prosesser.
I terrigene bergarter - reservoarer oppstår sekundær porøsitet på store dyp ved høye temperaturer som et resultat av utvasking og oppløsning av karbonat eller karbonat-leiresement under påvirkning av aggressivt varmt vann mettet med karbondioksid.
^
19. Klassifisering av reservoarbergarter.
Bergarter som har evnen til å holde på olje, gass og vann og frigjøre dem under utvikling kalles samlere. De aller fleste reservoarbergarter er av sedimentær opprinnelse. Olje- og gassreservoarer er: forferdelig(sand, silt, sandstein, siltstein og noen leirholdige bergarter), og karbonat(kalkstein, kritt, dolomitt) bergarter.
Alle samlere er delt inn i tre typer basert på arten av hulrommene: granulær eller porøs(bare klassiske bergarter), sprukket(alle steiner) og huleaktig(bare karbonatbergarter).
Det er 3 store grupper av reservoarer: jevnt permeable, ujevnt permeable, frakturerte.
Det er 5 klasser av reservoarer basert på åpen porøsitet:
Porøsitet >20 %
Porøsitet 15–20 %
Porøsitet 10-15 %
Porøsitet 5-10 %
Porøsitet<5%
Basert på arten og naturen til porerommet, er reservoarene delt inn i 2 store grupper:
Samlere med intergranulære (intergranulære) porer– sand, sandstein, siltstein
^ Samlere med interaggregert porerom – karbonatbergarter (kalksteiner og dolomitter), hvor det utvikles oppsprekking eller hulrom.
regionale samlere. De er utviklet innenfor et betydelig område med hydrokarbonproduksjon og -akkumuleringsområder.
sonesamlere. De har et mindre distribusjonsområde og dekker olje- og gassakkumuleringssoner eller deler av olje- og gassførende områder.
lokale samlere. Utviklet innenfor lokale strukturer eller innenfor en gruppe av flere tilstøtende lokaliteter.
^ 20. Naturlig reservoar. Typer naturlige reservoarer .
Et naturlig reservoar er en naturlig beholder for olje og gass der sirkulasjon av væsker er mulig. Formen (morfologien) til et naturlig reservoar bestemmes av forholdet i seksjon og areal av reservoarbergartene med vertsbergartene med lav permeabilitet.
Det er 3 typer naturlige reservoarer:
reservoar
massiv
litologisk begrenset på alle sider
^ 21. Hvilke faktorer bestemmer reservoaregenskapene til bergarter.
Bergarter som har evnen til å holde på olje, gass og vann og frigjøre dem under utvikling kalles samlere. De aller fleste reservoarbergarter er av sedimentær opprinnelse. Olje- og gassreservoarer er: forferdelig(sand, silt, sandstein, siltstein og noen leirholdige bergarter), og karbonat(kalkstein, kritt, dolomitt) bergarter.
Alle samlere er delt inn i tre typer basert på arten av hulrommene: granulær eller porøs(bare klassiske bergarter), sprukket(alle steiner) og huleaktig(bare karbonatbergarter).
Av definisjonen av reservoarbergarter følger det at de skal ha kapasitet, d.v.s. et system av tomrom - porer, sprekker og hulrom. Imidlertid er ikke alle bergarter med kapasitet permeable for olje og gass, d.v.s. samlere. Derfor, når man studerer reservoaregenskapene til bergarter, bestemmes ikke bare hulrommene deres, men også deres permeabilitet. Permeabiliteten til bergarter avhenger av de tverrgående (til væskebevegelsesretningen) størrelsene på hulrommene i berget. I tillegg må bergarten ha høy koeffisient for olje- og gassmetning.
^
Konklusjon: Hovedindikatorene på reservoaregenskaper til bergarter er porøsitet, permeabilitet og olje- og gassmetning.
22. Konseptet "olje- og gassfelle". Typer feller etter opprinnelse.
Felle- dette er en del av et naturlig reservoar der bevegelseshastigheten til væsker - vann, olje, gass - avtar - deres differensiering skjer, og det oppstår ansamlinger av olje og gass. Felle- dette er et hinder for bevegelse av formasjonsvæsker. Strukturen til fellen involverer reservoaret og de ugjennomtrengelige avsetningene som avgrenser det. Feller oppstår ved bøyningene av reservoarlaget, i områder hvor det er begrenset av tektoniske, stratigrafiske og litologiske skjermer, i fremspring og linser.
Basert på deres opprinnelse skilles følgende feller ut:
strukturelle- dannet som et resultat av å bøye lag eller bryte deres kontinuitet;
stratigrafisk- dannet som et resultat av erosjon av reservoarlag under en pause i akkumuleringen av sedimenter (i epoken med stigende bevegelser) og deretter dekke dem med ugjennomtrengelige bergarter (i epoken med synkende bevegelser). Som regel er berglag dannet etter et brudd i sedimentasjonen preget av enklere strukturelle forekomstformer. Overflaten som skiller disse lagene fra lagene som oppsto tidligere kalles overflaten av stratigrafisk uoverensstemmelse;
litologisk- dannet som et resultat av litologisk erstatning av porøse permeable bergarter med ugjennomtrengelige;
reefogen- dannet som et resultat av døden til revbyggende organismer (koraller, bryozoer), akkumulering av deres skjelettrester i form av en revkropp og dens påfølgende dekning av ugjennomtrengelige bergarter.
Hver felle har en annen opprinnelse:
tektonisk,
Sedimentering,
Denudering.
23. Konseptet «reservoar» og akkumulering av olje og gass.
Olje- og gassforekomst er en naturlig lokal industriell ansamling av olje og gass i permeable reservoarer (feller) av ulike typer. Det dannes en forekomst i den delen av reservoaret der det etableres en balanse mellom kreftene som tvinger olje og gass til å bevege seg i et naturlig reservoar, og kreftene som hindrer denne bevegelsen.
Lokalisering er en samling av forekomster begrenset til en eller flere feller i dypet av det samme begrensede området.
Akkumuleringer kan være lokale (avsetninger og ansamlinger) og regionale (olje- og gassakkumuleringssoner, olje- og gassførende områder og provinser).
^
24. Klassifisering av innskudd
.
Olje- og gassforekomst kalt en ansamling av mineraler som oppsto under påvirkning av gravitasjonskrefter i en felle i et naturlig reservoar. Det dannes en forekomst i den delen av reservoaret der det etableres en balanse mellom kreftene som tvinger olje og gass til å bevege seg i et naturlig reservoar, og kreftene som hindrer denne bevegelsen.
Innskudd er delt inn i:
Strukturelt
En gruppe antiklinale strukturer. De er begrenset til lokale løft av forskjellige typer:
Bueavsetninger
Hengende avleiringer (plassert på foldvingene)
Tektonisk skjermet (dannet langs forkastninger og omvendte forkastninger)
Nærkontakt (dannet ved kontakt av den produktive horisonten med en saltmasse eller vulkanogene formasjoner)
Gruppe av monoklinale strukturer. Assosiert med bøyeformasjoner eller strukturelle neser eller tåreforstyrrelser.
Gruppe av synklinale strukturer. Formet i praktisk talt vannløse reservoarer under påvirkning av tyngdekraften, er den ekstremt sjelden.
Reefogenisk. I en revbergmasse er kavernøshet og oppsprekking svært heterogene, så reservoaregenskaper kan endre seg selv over små avstander og brønnstrømningshastigheter i forskjellige deler av massivet er ikke de samme.
Litologisk.
Litologisk skjermet:
Samler som klemmer områder
Områder for utskifting av permeable bergarter med ugjennomtrengelige
Litologisk begrenset:
Sandformasjoner av paleo-elveleier
Linseformede samlere
Stratigrafisk. Avsetninger i reservoarer skåret bort av erosjon og dekket av ugjennomtrengelige bergarter av yngre alder.
25. Migrasjon av olje og gass. Typer migrasjon.
Migrasjon er bevegelse i det sedimentære skallet.
Migrasjonsveier inkluderer porer, sprekker, hulrom, samt overflater av lag og overflater av forkastninger. Migrasjon kan skje i samme lag eller formasjon (intrastratalt, intrareservoar), og det kan også være fra en formasjon til en annen (interstratalt, interreservoar). Den første utføres langs porer og sprekker, og den andre - langs feil og stratigrafiske uoverensstemmelser. Begge kan ha sidespenning (langs underlaget av lag) - lateral, vertikal migrasjon (vinkelrett på underlaget av lag).
Avhengig av den fysiske tilstanden varierer vannforsyningen:
Molekylær(bevegelse av vann i oppløst tilstand sammen med vann)
Fase(U/V er i fri tilstand)
I forhold til olje- og gasskildelag:
Primær– prosessen med overgang av hydrokarboner fra bergartene der de ble dannet til reservoarer.
Sekundær– bevegelse av hydrokarboner gjennom reservoarbergarter, langs forkastninger, sprekker osv.
26. Faktorer som forårsaker migrasjon av hydrokarboner.
Statistisk og dynamisk trykk.
Dynamisk trykk er virkningen av tektoniske krefter som fjerner bergarter fra deres normale forekomst og knuser dem i folder.
Under påvirkning av tektoniske krefter brytes bergarter av forkastninger og trykket omfordeles langs dem, og sprekker fungerer også som migrasjonsveier for olje, gass og vann. Under folding heves noen av steinene til en betydelig høyde og er utsatt for erosjon (ødeleggelse). Erosjon påvirker på den ene siden trykkendringer i jordskorpen, og på den andre siden kan det føre til ødeleggelse av lag som inneholder olje og gass.
^ Tyngdekraftsfaktor .
^ Hydraulisk faktor.
^ Kapillære og molekylære fenomener.
Gassenergi.
Væskeekspansjonskrefter.
27. Ødeleggelse av hydrokarbonforekomster.
Ansamlinger av olje og gass dannet som følge av migrasjon og akkumulering i feller kan i ettertid delvis eller fullstendig ødelegges under påvirkning av tektoniske, biokjemiske, kjemiske og fysiske prosesser.
Tektoniske bevegelser kan føre til at en felle forsvinner på grunn av dens vipping eller dannelse av en disjunktiv feil, da vil oljen og gassen fra den migrere til en annen felle eller til overflaten. Hvis store områder opplever bevegelser oppover i lang tid , da kan olje- og gassholdige bergarter bringes til overflaten og hydrokarbonene vil forsvinne.
Biokjemiske reaksjoner i nærvær av hydrokarbon-nedbrytende bakterier og kjemiske prosesser (oksidasjon) kan også føre til ødeleggelse av olje- og gassansamlinger. I noen tilfeller kan også diffusjonsprosesser føre til ødeleggelse.
^
28. Differensiell fangst av olje og gass.
Olje og gass, når de migrerer i den frie fasen, beveger seg i reservoaret i retning av formasjonens maksimale løftevinkel. I den første fellen som migrerende gass og olje møter, vil deres akkumulering skje, og som et resultat vil det dannes en forekomst. Hvis det er nok olje og gass til å fylle et antall feller som ligger på deres migrasjonsvei, vil den første fellen fylles med gass, den andre kan fylles med olje og gass, den tredje - bare med olje, og alle de andre , plassert hypsometrisk høyere, kan vise seg å være tom (inneholde vann). I dette tilfellet, den såkalte differensiell fangstolje og gass. Teorien om differensiell fangst av olje og gass under deres migrasjon gjennom en kjede av sammenkoblede feller plassert over hverandre ble utviklet av sovjetiske forskere V.P. Savchenko, S.P. Maximov. Uavhengig av dem ble dette prinsippet formulert av den kanadiske geologen V. Gassow.
Migrasjon av olje og gass i fri tilstand kan skje ikke bare inne i reservoaret, men også gjennom forkastningsforskyvninger, som også fører til dannelse av avsetninger.
Hvis olje og gass oppløst i det beveger seg i reservoaret, vil fellene på store dyp bli fylt med olje (og gass oppløst i den). Når disse fellene er fylt, vil olje migrere oppover stigningen til formasjonene. I området der reservoartrykket er under metningstrykket, vil gass slippes ut fra oljen til fri fase og strømme sammen med oljen inn i nærmeste felle. En oljeforekomst med en gasshette kan dannes i denne fellen, eller hvis det er mye gass, vil den bli fylt med gass, og oljen vil bli fortrengt av den inn i den neste hypsometrisk høyere fellen, som vil inneholde en gass -olje eller oljeforekomst. Hvis det ikke er nok olje eller gass til å fylle alle fellene, vil de høyeste fylles kun med vann. Således skjer differensiell fangst av olje og gass under dannelsen av deres forekomster bare i tilfeller der bevegelsen av både olje og gass skjer i den frie fasen.
^
29. Klassifisering av væsketetninger etter litologisk sammensetning.
Overliggende olje- og gassforekomster, ugjennomtrengelige eller dårlig permeable bergarter, kalles dekk (væsketetninger).
Selbergarter er forskjellige i arten av distribusjon og utstrekning, i tykkelse, i litologiske trekk, i nærvær eller fravær av diskontinuiteter, homogenitet i sammensetningen, tetthet, permeabilitet og mineralsammensetning.
Basert på deres litologiske sammensetning er sel delt inn i:
homogen(leireholdig, karbonat, halogen) - består av bergarter med samme litologiske sammensetning.
heterogen:
blandet(sand-leire, leire-karbonat, terrigen-halogen, etc.) - bestå av bergarter med ulik litologisk sammensetning som ikke har en klart definert lagdeling.
stratifisert– bestå av vekslende lag av ulike litologiske bergartsvarianter.
^ 30. Stadier av omdanning av organisk materiale til hydrokarboner.
Den moderne ideen om den biogene teorien om opprinnelsen til olje og gass kommer ned til følgende stadier av transformasjon av organisk materiale til hydrokarboner:
akkumulering av organisk materiale
generasjon
migrasjon
akkumulering
konservering av vann
ødeleggelse (omfordeling)
^ 31. Timan-Pechop-provinsen. Kjennetegn på hovedforekomstene.
Ligger i den nordøstlige delen av den europeiske delen av Russland. Området til provinsen er 350 tusen km2. Fra øst og nordøst grenser det til Ural og Paykhoi, fra vest - Timanryggen, fra nord - Barentshavet.
Tektonisk forhold: Russisk plattform (er den nordøstlige marginen), i Pechora-syneklisen, paleozoiske og mesozoiske sedimentære avsetninger (7-8 km).
Av primær industriell betydning er de midt-devonske sandreservoarene, som sammen med de overliggende bergartene i øvre devon danner et enkelt skremmende olje- og gasskompleks, produktivt over hele territoriet.
Karbon-Nedre Perm olje- og gasskomplekset er sammensatt av karbonatbergarter: reservoarene er oppsprukket og huleaktige kalksteiner, produktive over hele territoriet.
Vuktylskoye, Yaregskoye, Usinskoye. feltene Voyvozhskoye, Shapkinskoye, West Tebukskoye, Nibelskoye, Turchaninovskoye, Vozeiskoye, Kharyaginskoye.
^ Usinskoye oljefelt assosiert med en stor antiklinal fold. Devon: 33*12 km, amplitude – 500 m.
I terrigene reservoarer i Midt-Devon på en dybde på 2900-3100 m ble den viktigste litologiske og stratigrafiske forekomsten av lett olje oppdaget.
midt Karbon, karbonatlag (1100-1400 m 0, massiv kuppelformet tungoljeforekomst (høyde 300 m).
Det viktigste industrielle objektet er det mellomdevonske laget med en total tykkelse på ca. 30 m.
Sandsteiner med linser og mellomlag av siltstein og gjørmestein. Tung olje – 0,95 g/cm3.
^ Vuktylskoye gasskondensatfelt. En stor antiklinal fold, i geologisk struktur Ordovicium, Selur, Karbon, Perm, Devon, Trias. Amplitude i nedre perm-avsetninger – 1500 m gasskondensat.
den viktigste er begrenset til de tykke karbonat-masselagene fra perm-karbonalderen. Tykkelse 800 m.
i sandsteiner i de nedre karbonlagene. Refererer til stratal hvelving. Leire fungerer som samlere.
Olje og naturgass. Olje, dens elementære sammensetning. Kort beskrivelse av de fysiske egenskapene til olje. Hydrokarbongass. Komponentsammensetning og kort beskrivelse av gassens fysiske egenskaper. Konsept av kondensat
Forhold for forekomst av olje, naturgass og formasjonsvann i jordskorpen. Reservoarbergarter. Litologiske typer reservoarbergarter. Porerom i bergarter, deres typer, form, størrelser. Reservoaregenskaper til bergarter. Porøsitet, brudd. Permeabilitet. Karbonatinnhold. Leireinnhold. Metoder for å studere reservoaregenskaper. Olje- og gassmetning av reservoarbergarter. Dekk steiner.
Konseptet med naturlige reservoarer og feller. Konseptet med olje- og gassforekomster. Vann-olje, gass-olje kontakter. Konturen av olje- og gasspotensial. Klassifisering av innskudd og innskudd
Opprinnelsen til olje og gass. Migrasjon og akkumulering av hydrokarboner. Ødeleggelse av forekomster.
Reservoarvann i olje- og gassfelt, deres feltklassifisering. Generell informasjon om trykk og temperatur i olje- og gassformasjoner. Unormalt høye og unormalt lave reservoartrykk. Isobar-kart, deres formål.
Konseptet med olje- og gassprovinser, regioner og distrikter, olje- og gassakkumuleringssoner. De viktigste olje- og gassprovinsene og regionene i Russland. De største og unike olje- og olje- og gassfeltene i Russland
Retningslinjer
Ved boring av olje- og gassbrønner og utbygging av olje- og gassfelt er kunnskap om petroleumsgeologi grunnleggende, nemlig at det er nødvendig å kjenne sammensetningen og de fysiske egenskapene til olje og gass, forholdene for deres forekomst i jordskorpen. Spørsmålet om opprinnelsen til olje forblir alltid relevant. I dag prøver forskere å gå utover den allment aksepterte organiske teorien om opprinnelse for å finne nye forekomster. Men først, studer essensen av de organiske og uorganiske teoriene om opprinnelsen til olje og gass og bevisene til fordel for hver av dem.
En reservoarbergart er en bergart som kan inneholde olje og gass og frigjøre den når det er trykkforskjell. Reservoarbergarter kan være sand og sandstein, siltstein og siltstein (terrigen), kalkstein og dolomitt (karbonat).
Gass, olje og vann i fellen fordeles under påvirkning av gravitasjonskrefter avhengig av deres tetthet. Gass, som den letteste væsken, er plassert i den øvre delen av fellen, olje ligger under den, og vann ligger under oljen. VNK - olje-vann-kontakt, GNK - gass-olje-kontakt, GWK - gass-vann-kontakt. Skisser gassoljedepotet og merk GNK og VNK. Undersøk og skisser ulike typer feller og forekomster.
Studer prinsippene for sonering av olje- og gassførende territorier. Det viktigste er det tektoniske prinsippet. De fleste olje- og gassprovinsene i Russland ligger innenfor plattformterritorier. Provinser med overveiende paleozoisk og mesozoisk olje- og gassakkumulering er assosiert med dem. På territoriet til Russland og nabostatene er det to eldgamle plattformer - russisk og sibirsk. På den russiske plattformen skilles olje- og gassprovinsene Volga-Ural, Timan-Pechora, Det kaspiske og baltiske hav. På den sibirske plattformen skilles olje- og gassprovinsene Leno-Tunguska, Leno-Vilyui og Yenisei-Anabar ut. Provinsene med gamle plattformer er listet opp ovenfor, og de vestsibirske og nordkaukasiske olje- og gassprovinsene er begrenset til de unge plattformene. Provinser med foldede territorier er begrenset til intermontane depresjoner, bunner med hovedsakelig alpinfolding (Far Eastern). Provinsene i overgangsterritorier tilsvarer bunnen ved foten - de førkaukasiske olje- og gassprovinsene før Ural, Pre-Vekhoyansk. Innenfor provinsene er det olje- og gassførende områder, innenfor regionene - olje- og gassførende områder, innenfor regionene - olje- og gassakkumuleringssoner, som består av forekomster.
Litteratur1, s.126-203
Spørsmål for selvkontroll
1. Hva er olje, hvilke kjemiske elementer er inkludert i sammensetningen?
2. Klassifisering av olje etter kommersielle kvaliteter.
3. Hva er tettheten og viskositeten til olje og hva er den lik? Måleenheter. Hvilke faktorer avhenger tettheten av olje? Hvor er oljetettheten større: i reservoar- eller overflateforhold? Forklar hvorfor?
4. Hvilke optiske egenskaper, termiske og elektriske egenskaper til oljer kjenner du til?
5. Hva er volumetriske og konverteringsfaktorer og oljesvinn? Hvorfor er bruken av dem i praksis nødvendig? Hva er metningstrykk, gassforhold og gassinnhold?
6. Hva er den kjemiske sammensetningen av naturlige hydrokarbongasser? Forklar tettheten og viskositeten til naturlige hydrokarbongasser.
7. Hva menes med «tørr» og «våt» hydrokarbongass?
8. Forklar komprimerbarheten og løseligheten til naturlige karbohydratgasser.
9. Hva er kondensat? Hva er sammensetningen og tettheten? Hva er gasshydrater?
10. Hvilken kjemisk sammensetning og egenskaper har formasjonsvann i olje- og gassfelt?
11. Hva er mineralisering og hvordan endres den med dybden?
12. Hva er tettheten og viskositeten til formasjonsvann avhengig av? Hva er komprimerbarheten til formasjonsvann avhengig av? Hva er de elektriske egenskapene til formasjonsvann og hva er de avhengige av?
13. Nevn typene vann i Sulins klassifisering, hvilke av dem følger med olje?
14. Hvilke bergarter kalles reservoarer? Nevn de litologiske typene reservoarbergarter.
15. Hvilke typer tomrom finnes det? Beskriv dem.
16. Hva menes med porøsiteten til reservoarbergarter? Gi koeffisientene for total og åpen porøsitet.
17. Hva er permeabilitet? Nevn dimensjonen for permeabilitet. Darcys lov.
18. Hva menes med oljemetning (gassmetning)?
19. Hva kalles dekkbergarter? Hvilke raser kan de være?
20. Naturlige reservoarer og feller av olje og gass. Olje- og gassforekomster. Gi begreper.
21. Hva kalles naturlige reservoarer? Tegn typene deres.
22. Hva kalles en olje- og gassfelle? Gi tegninger av ulike typer feller.
23. Hva er et olje- og gassreservoar, et olje- og gassfelt? Tegne
gass-oljeforekomst, oljeforekomst, gassforekomst?
24. Hvordan er gass, olje og vann fordelt i fellen? Hvilken faktor er det avhengig av?
Gass - i form av bobler eller gassfontener (slamkjegler, fra en meter til hundrevis av meter) Eksempel. Absheron-halvøya, "vulkanen" Touragai - 300 m. Kjegler er observert i Iran, Mexico, Romania, USA.
Naturlig olje siver - fra bunnen av reservoarer, frigjort fra bunnen av Det kaspiske hav, sprekker, oljekjegler, bergarter mettet med olje. Dagestan, Tsjetsjenia, Absheronsky, Taman-halvøya. Slike manifestasjoner er typiske for svært ulendt terreng, der fjellfolder skjæres i lag. Det er oljeinnsjøer på opptil 50 hektar. Viskøs oksidert olje. Bergarter impregnert med olje kalles "Kirami", for eksempel impregnert kalkstein. Kaukasus, Turkmenistan, Aserbajdsjan.
Til å begynne med var naturlige kilder tilstrekkelig. Behovet for energi vokste. Fyllingen av brønner ved utløpene økte strømningshastigheten.
Den enkleste letemetoden er å bore brønner på en rett linje som forbinder to naturlige utløp eller to allerede eksisterende brønner. Blindfylling av brønner. (sak med kråka).
Å bore en brønn koster rundt tre millioner rubler. Og bare én av ti brønner kan produsere olje. Problemet er å øke sannsynligheten for å finne olje.
Dette er basert på vitenskapen om geologi - jordens sammensetning, struktur, historie, samt metoder for å søke og utforske olje- og gassfelt.
Sammensetning og alder av jordskorpen. Karakter av hovedrasene.
Sammensetning og alder av jordskorpen
Jordskorpen er bygd opp av bergarter som, basert på opprinnelsen, er delt inn i tre grupper: magmatisk (magmatisk), sedimentær og metamorfe (modifisert) (metamorfose)
Magmatisk - dannet som et resultat av størkning og krystallisering av magma, etter at det har trengt inn i jordskorpen eller utbrudd på overflaten, har de en hovedsakelig krystallinsk struktur. Det er ingen tegn til dyr eller planterester i dem. Dette er veldig sterke, monolitiske, homogene massiver som utgjør basalt- og granittlagene i jordskorpen.
Sedimentær - resultatet av avsetning av organiske og uorganiske stoffer på bunnen av bassenger og overflaten av kontinenter. Glacial morener. De er delt inn i klassisk(stein, grus, sand, sandstein, leire,) bergarter av kjemikalier opprinnelse - utfelling av salter og vandige løsninger, eller kjemiske reaksjoner i jordskorpen (gips, steinsalt, brune jernmalmer, kiselholdige tuffer), organisk(fossile rester) og blandet(en blanding av klastiske, kjemiske, organiske bergarter) mergel, leirholdig og sandholdig kalkstein.
Tykkelsen på det sedimentære laget er 15 -20 km. Sedimentære bergarter utgjør omtrent 10 % av massen til jordskorpen og dekker 75 % av jordoverflaten.
Mer enn ¾ av alle mineraler - kull, olje, gass, jern- og manganmalm, gull, platina, diamanter - er assosiert med sedimentære bergarter.
Metamorfe- dannet av magmatiske og sedimentære bergarter under påvirkning av høye temperaturer og trykk (skifer, marmor, jaspis, etc.)
De viktigste olje- og gassforekomstene er konsentrert i sedimentære bergarter, Det finnes unntak. Sedimentære bergarter forekommer i lave områder av kontinenter og vannbassenger. De inneholder tegn på dyre- og plantestoffer i form av fossiler eller avtrykk.
Visse typer organisk materiale eksisterte i visse tidsperioder, så det er logisk å knytte alderen til bergarter med tilstedeværelsen av disse egenskapene.
I geologi beregnes aldersbestemmelse av bergarter i forhold til eksistensperioden for en viss type flora og fauna.
Geokronologi av jordskorpen.
Siden de viktigste kjente olje- og gassforekomstene er konsentrert i sedimentære bergarter, må de gis ekstra oppmerksomhet.
Sedimentære bergarter finnes i lave områder av kontinenter og i marine bassenger. De bevarer ofte restene av dyre- og planteorganismer som bebodde jorden til forskjellige tider i form av avtrykk og fossiler. Siden visse typer organismer bare eksisterte i visse tidsperioder, ble det mulig å knytte alderen til bergarter med tilstedeværelsen av visse rester.
Dannelsestiden for jordskorpen, 3-3,5 milliarder år, er delt inn i epoker, som er delt inn i perioder, perioder i epoker, epoker i århundrer.
Tykkelsen på bergarter dannet i løpet av en epoke kalles en gruppe, i løpet av en periode - et system, under en epoke - en avdeling, i løpet av et århundre - et stadium. Tykkelsen på bergartene dannet i løpet av en epoke er en gruppe, i løpet av en periode - et system, under en epoke - en divisjon, i løpet av et århundre - et lag.
eldgamle tider - arkeozoikum- "epoken for livets begynnelse." I bergarter av denne alderen er rester av vegetasjon og dyr svært sjeldne.
Neste æra - Proterozoikum- "livets daggry." Bergartene i denne epoken inneholder fossiler av virvelløse dyr og alger.
Paleozoikum, dvs. "Epoken med gammelt liv" er preget av den raske utviklingen av flora og fauna, og intense fjellbyggingsprosesser. Flere reserver av kull, olje, gass og skifer ble funnet i disse bergartene.
Store forekomster av kull, olje, gass og skifer finnes i disse bergartene.
Mesozoikum, dvs. «Middelstiden» er også preget av gunstige forhold for dannelse av hydrokarboner og kull.
Kenozoikumæra, dvs. "Epoken med nytt liv", den som er nærmest oss, med de mest gunstige forholdene for dannelse av mineralforekomster. De kraftigste hydrokarbonforekomstene tilhører denne perioden.