Современные концепции нефтеобразования - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа

Главная

Геология, гидрология и геодезия
Современные концепции нефтеобразования

Понятие главной фазы нефтеобразования. Космическая, минералогическая, флюидодинамическая и вулканическая гипотезы. Современные гипотезы минеральной концепции. Синтез углеводородов по методу Фишера-Тропша. Осадочно-миграционная теория образования нефти.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых
Современные концепции нефтеобразования
Происхождение и условия залегания нефти издавна привлекали внимание естествоиспытателей.
Г. Агрикола в 1546 г. писал о том, что нефти и каменные угли имеют неорганическое происхождение. Уголь, согласно его гипотезы - результат сгущения и последующего затвердевания нефтей.
М.В. Ломоносов в учении “О слоях земных” (1763) высказался о дистилляционном происхождении нефти под действием эндогенного тепла из органического вещества, из которого также получаются каменные угли.
В дальнейшем выдвигалось множество неорганических гипотез образования нефти, однако на международных конференциях они не получали поддержки. Такое отношение к неорганической концепции нефтеобразования напрямую связано с открытием в конце XIX- начале XX веков оптической активности нефтей, а также ее тесной связи с сапропелевым органическим веществом осадочных горных пород. Это привело к появлению сапропелевой гипотезы Г. Потонье в 1904-05 гг. Позже она развивалась В.И. Вернадским, И.М. Губкиным, Н.И. Андрусовым и другими.
В 1920-ые начались геолого-геохимические исследования нефти, в 1932 г. И.М.Губкин опубликовал книгу «Учение о нефти», сыгравшая огромную роль в развитии представлений о генезисе нефтей, а также формировании нефтяных залежей. Важными открытиями стали нахождение в составе нефтей хемофоссилий, унаследованных от живого вещества, а также изучение распределения стабильных изотопов углерода, серы, азота, кислорода, водорода в нефти, органическом веществе пород и в живых организмах.
Хотя биогенная концепция и имеет достаточно серьезную аргументацию, она не до конца описывает процесс генезиса нефтей. Это привело к появлению критики в адрес сторонников органической концепции, а также формированию альтернативных абиогенных моделей нефтеобразования, которые призваны объяснить моменты, не описанные органиками.
Спектроскопические наблюдения показали, что в атмосфере Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна имеются метан и аммиак. Косвенные данные говорят, что планеты Уран и Нептун целиком состоят из метана, аммиака, углекислого газа. Не исключено и присутствие более сложных молекул, в составе которых находятся углерод, водород, азот и кислород.
В головах и хвостах комет обнаружили радикалы, куда входят те же элементы. Космическое пространство содержит в достаточном количестве эти элементы, которые либо под воздействием высоких температур, либо под действием радиоактивного излучения образуют радикалы. При снижении температуры радикалы соединяются и молекулы, что, вероятно, и происходит в космосе.
Отсюда следует следующая схема процесса:
1) если органические соединения попадали на поверхность, то их дальнейшие превращения могли привести к возникновению жизни;
Среди сторонников неорганической концепции широко распространено мнение о возможной подпитке нефтяных месторождений за счет дегазации нижней части мантии и последующей конденсации УВ. Приуроченность залежей к осадочным бассейнам объясняется тем, что только в осадочных образованиях может существовать региональная покрышка, способная удерживать залежи нефти, газа (В. А. Трофимов, 2002).
Сторонники глубинной генерации нефти считают особо важной связь месторождений с зомами разломов, причем только определенные типы разломов связаны с нефтяными месторождениями и рассматриваются как нефтеносные (нефтеподводящие). Нефтеносность нарушений обычно ограничена узкими участками, названными нефтеподводящими каналами, за счет деятельности которых и происходит формирование месторождений. В представленной схеме формирования месторождений предлагается наличие расположенных на значительных глубинах резервуаров, содержащих нефтеподобный флюид.
Таким образом, строение месторождения сводится к трем элементам: ловушке, глубинному резервуару и нефтеподводящему каналу. Причем информация о ловушках и залежах достаточно обширна, а о резервуарах и нефтеподводящих каналов данные практически отсутствуют (В. А. Трофимов, 2006).
Глубинные резервуары условно выделаются на глубинах 10-20 км по данным глубинной сейсморазведки. На этих глубинах наблюдаются объемные динамические аномалии. Данные аномалии обнаружены в Татарстане, Западной Сибири, Узбекистане, Баренцевом море и других регионах. По данным Р. Х. Муслимова, И. Н, Плотниковой (1996), в Ново-Елховской сверхглубокой скважине номер 20009 в кристаллическом фундаменте было установлено увеличение с глубиной содержания битумоидов и углеводородных газов, что может свидетельноствать о наличии глубинного резервуара.
Нефтеподводящие каналы (НПК), являясь частью тектонических разломов, представляют собой довольно узкие зоны нарушенных, трещиноватых пород, отличающихся по физическим свойства от вмещающей толщи. Это создает предпосылки для их обнаружения геофизическими методами. В частности, анализ сейсморазведочных материалов по некоторым месторождениям в доюрских отложениях Западной Сибири показал, что в районе высокодебитных или длительно работающих скважин (Ново-Портовское, Ханты-Мансийское и другие месторождения) наблюдаются наклонные, подходящие снизу оси синфазности. Факт наличия такой оси на Ханты-Мансийском месторождении в районе скважины номер 5, работающей практически с постоянным дебитом более двадцати лет, и их отсутствие в районе так называемых “пустых” скважин позволяет высказать предположение о том, что выявленные наклонные отражатели отображают нефтеподводящие каналы. Подобные отражатели выявлены также на месторождении Оймаша в Казахстане.Таким образом, можно выделить по крайней мере, два типа нефтеподводящих каналов: субвертикальные и наклонные (В. А. Трофимов, 2006).
Причем отсутствие подпитки в месторождении обосновывается тем, что нефтеподводящий канал может перестать быть источником флюида в случае сильного окисления нефти.
Однако неорганическая концепция подвергается критике, против которой трудно что-либо возразить:
Все полученные УВ в результате неорганического синтеза нефти являются оптически неактивными, тогда как почти все природные нефти оптически активны. Карбидная гипотеза не могла дать удовлетворительного объяснения этого факта.
Процесс проходит на кобальт и железосодержащих катализаторах при температурах
Первыми гипотезами происхождения нефти были неорганические, которые предполагали образование УВ из простейших веществ поступавших из глубин Земли. Но в последствии самыми научно обоснованными стали концепции, связанные с органическим веществом, исходным для живых организмов. Они получили обоснование в результате обнаружения свойства оптической активности нефтей, а также выделения биомаркеров, связывающих нефть с основными биопродуцентами ОВ - фитопланктоном, зоопланктоном, бактериями и высшей растительностью.
Взгляды Г. П. Михайловского (1904) во многом схожи с современной осадочно-миграционной теорией. Он высказывался о следующем:
На тот момент теория Михайловского была слабо аргументирована и смогла получить развитие только в работе Губкина «Учение о нефти» (1937 -второе издание), а также более поздних гипотезах органического генезиса.
Суть этой теории сводится к следующему.
Диагенез - совокупность природных процессов преобразования рыхлых осадков в породу или процессов физико-химического уравновешивания первичных компонентов осадка в термодинамических условиях поверхности Земли (Н. М. Страхов, 1947)
Н.М. Страхов выделил 4 этапа диагенеза:
Процесс разложения ОВ протекает по-разному, в зависимости от окислительно-восстановительных условий в осадке. Количество и качество ОВ формируют окислительно-восстановительный потенциал осадка (Eh). Он определяет степень изолированности среды от прямого доступа свободного кислорода и деятельность МО, зависящих от количества и качества ОВ, присутствующего в осадке.
Анаэробное разрушение ОВ разделяется на две стадии.
Первая стадия - ферментативный гидролиз и брожение основных классов органических соединений под действием гетеротрофной группы анаэробных бактерий (первичных анаэробов), с образованием низших жирных кислот, спиртов, альдегидов, китонов, углекислого газа и воды (метаболиты).
На второй стадии метаболиты служат субстратами для вторичных анаэробов - сульфатредуцирующих, углеводородгенерирующих и других бактерий.
Обычно первая стадия анаэробного разложения опережает вторую, поэтому в иловых водах осадков накапливается некоторое количество простых веществ (жирных кислот, спиртов, альдегидов, кетонов).
Разрушение белков с образованием спирта идет по следующей схеме: гидролиз, дезаминирование, декарбоксилирование. Спирты в дальнейшем включаются в метаболизм вторичных анаэробов.
Липиды и липоиды менее подвержены изменению в седиментогенезе (что обусловлено биохимической стойкостью биомолекул, устойчивостью к разрушению в осадке и химической стойкостью). Из молекул образуются:
Преобразование липидов включает в себя реакции декарбоксилирования жирных кислот, гидрирования, солеобразования, ангидризации жирных кислот, этерификации жирных спиртов и кислот - образование сложных эфиров, диспропорционирования водорода.
Та часть ОВ, которая не была включена в метаболизм анаэробов, оказывается в составе гуминовых веществ, включающих в себя гуминовые и фульвокислоты. По мере увеличения глубины захоронения гуминовые кислоты превращаются в нерастворимые гумины. С дальнейшем, с увеличением глубины, нерастворимые гумины начинают преобладать над фульвовыми и гуминовыми кислотами. Органический материал приобретает более конденсированную структуру и начинает формироваться незрелый кероген.
Таким образом, в диагенезе преобразование ОВ определяется микробиологическими процессами, в которых расходуется до 99% ОВ, достигшего дна бассейна. Также диагенетический этап определяет нефтематеринский потенциал ОВ.
К началу катагенеза в ОВ присутствуют УВ двух генераций - унаследованные от ЖВ (хемофоссилии) и новообразованные в катагенезе.
В дальнейшем происходят катагенетические преобразования ОВ под воздействием больших температур и давления.
Н.Б.Вассоевич ввел понятие главной фазы нефтеобразования (ГФН).
В раннем катагенезе происходит слабый термолиз, ведущий к новообразованию и преобразованию УВ и пред-УВ. Вначале этот процесс медленный, но он быстро ускоряется к началу МК, образуется большое количество жидких УВ керосиновых и бензиновых фракций.
В результате преобразований ОВ в протокатагенезе происходит следующее:
В мезокатагенезе происходят изменения, подготавливающие кероген к перестройке и генерации УВ в метакатагенезе. Происходит перестройка структуры керогена, образуются УВ.
В результате катагенетического преобразования ОВ любого типа происходит снижение начального потенциала ОВ, сопровождающееся генерацией не только жидких, но и газообразных продуктов.
Процесс газообразования протекает с разной интенсивностью от диагенеза до метагенеза.
Осадочно-миграционная теория освещает также процессы аккумуляции углеводородных флюидов и консервацию залежей.
-- о положении основной зоны генерации в литогенезе;
-- источники энергии для генерации нефтяных УВ из керогена;
-- источники Н для гидрирования ненасыщенных соединений,
-- механизм аккумуляции рассеянных УВ в скопления;
Стоит отметить, что спор на тему абиогенного происхождения нефтей обострился с открытием так называемых “гидротермальных нефтей” и проявлений УВ в гидротермальных системах как континентов, так и океанов.
Жидкие нафтоиды и битумоидные экстракты были получены из сульфидных руд высокотемпературных черных курильщиков Срединно-Атлантического хребта, в разрезе которых полностью отсутствуют осадочные отложения. Содержание Сорг колеблется от 1 до 3%, в то время, как за пределами гидротермального поля концентрация Сорг не превышает 0,3%. Вкупе с аномальным изотопным составом и характером распределения биормаркеров (состав липидов и фосфолипидов полностью идентичен таковым прокариотов и эукариотов, установлено присутствие фитанильных эфиров - характерных органических молекул живого вещества метаногенных бактерий) позволило авторам сделать вывод, что ОВ в зонах черных курильщиков накопилось из некромы термофильных и метаногеннных бактерий. (А.Ю Леин, Н.Н Глущенко, Н.В Ульянова, О.К. Баженова, 1998).
Особый интерес для неоргаников представляют гидротермальные поля, приуроченные к серпентинитовым протрузиям - Рейнбоу и Логачева. Газы этих гидротермальных полей обогащены метаном и водородом, причем концентрация метана в них на 1-2 порядка выше остальных гидротермальных полей Срединно-Атлантического хребта. Такие аномально высокие концентрации метана и его тяжелый изотопный состав углерода могут свидетельствовать об абиогенном генезисе УВ.
Образование метана могло происходить по следующей схеме:
Получение УВ экстрактов существенно изопреноидного состава из осадков гидротермальных зон, обогащенных рудными компонентами, подтверждает их генетическую связь с гидротермальным биологическим сообшеством бактерий и других организмов. Это служит бесспорным доказательством образования жидких УВ и нефтеподобных продуктов в гидротермальных системах в результате быстрого современного нафтидогенеза из некромы живых организмов.
Большую роль в развитии флюидодинамической концепции нефтеобразования сыграли идеи о саморазвитии и самоорганизации открытых неравновесных систем, разрабатываемых И.Р. Пригожиным, а применительно к геологии -- Ю.М. Пущаровским. Наиболее полно флюидодинамическую модель описал Б.А. Соколов. Идеи Пущаровского выражаются в трех положениях:
Последнее приводит к созданию своего рода гидравлической подушки, которая приподнимает и/или прорывает вышележащие слои.
Несмотря на большое количество фактического материала в пользу доводов каждой из предложенных концепций, они не лишены ошибочных заключений и не до конца описывают процесс генезиса нефти. Биогенная гипотеза, как самая распространенная, наиболее активно критикуется с позиций слабой аргументации процессов миграции и генерации флюидов. Неорганические концепции, в свою очередь, способны пролить свет на неохваченные биогенной концепцией моменты, однако не способны покрыть весь процесс нефтеобразования.
Изобретенный в XX веке синтез Фишера-Тропша позволяет синтезировать нормальные алканы и, возможно, в будущем развитие этого метода позволит добиться больших результатов в получении неорганического топлива, поскольку успешно синтезировать изопреноидные алканы, а также тяжелые нефти, пока не удалось.
К сожалению, сегодня нельзя еще точно сказать о скором завершении споров на тему генезиса УВ. Разработанные концепции не позволяют быстро и дешево определить расположение месторождения и оценить его запасы. Поиск месторождений ведется при помощи комплекса бурения скважин геофизических исследований. В связи с этим вопрос генезиса углеводородов не получает должного внимания, поскольку нефтегазоносная отрасль не заинтересована в развитии вопроса, не позволяющего просто выделять месторождения. Однако уменьшение запасов нефти по всему миру и возможное будущее истощение крупнейших месторождений вносит свой вклад в развитие представлений о нефтеобразовании: появляются все новые и новые концепции, некоторые из которых говорят о быстрой возобновляемости запасов флюидов в месторождениях. Хотя большое количество самых разных концепций усложняют поиск истины, их идеи позволяют увидеть проблемы, которые имеются у уже имеющихся концепций, проблемы, которым требуется найти решение, дабы было возможным поставить точку в спорах между учеными.
Выражаю благодарность за помощь в написании курсовой работы доценту Соболевой Елене Всеволодовне.
1. Баженова О. К., Арефьев О. А., Пересыпкин В. И., Леин А. Ю.. Новые доказательства биогенной природы углеводородов в гидротермальных сульфидных рудах Рейнбоу (Срединно-Океанический хребет), 2001
2. Баженова О. К., Бурлин Ю. К., Соколов Б. А., В. Е. Хаин. Геология и геохимия нефти и газа. Москва, 2011
3. Валяев Б.М. Проблема генезиса нефтегазовых месторождений: теоретические аспекты и практическая значимость. В кн.: Генезис углеводородных флюидов и месторождений, М.: ГЕОС, 2006
4. Вассоевич Н.Б. Геохимия органического вещества и происхождение нефти. М.: Наука, 1986
Соколов Б.А., Абля. Э.А. The fluid-dynamic model of hydrocarbon generation. EAGE 58th Conferance, Amsterdam 1996
5. Корчагин В. И., Трофимов В. А. Нефтеподводящие каналы и современная подпитка нефтяных месторождений. В кн.: Дегазация земли: геодинамика, геофлюиды, нефть и газ. Материалы Межд. Конф. Памяти ак. П. Н. Кропоткина. М.: ГЕОС, 2002.
6. Леин А. Ю., Глущенко Н. Н., Ульянова Н. В., академик Иванов М. В., Биомаркеры сульфидных руд современных и древних "черных курильщиков", Доклады РАН, 359, (4), 525-528, 1998.
7. Пиковский Ю. И. «Две концепции происхождения нефти: нерешенные проблемы» Журнал всесоюзного химического общества им Д.И. Менделеева том XXXI. Москва. «Химия», 1986.
8. Потехин В.М., Потехин В.В. «Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки», Санкт-Петербург, «Химиздат», 2005.
9. Соколов Б. А., Абля Э.А. Флюидодинамическая концепция нефтеобразования. Москва, Изд. ПГУ 1999
10. Соколов Б.А., Гусева А.Н. О возможности быстрой современной генерации нефти и газа. Вест. МГУ, сер.геол.№ 5, 1993
11. Соколов Б.А., Старостин В.И., Флюидодинамические системы рудо- и нефтеобразования. Вест. МГУ, сер.геол., 1998
12. Трофимов В. А., Корчагин В. И. Нефтподводящие каналы: пространственное положение, методы обнаружения и способы их активизации // Георесурсы. 2002
13. Трофимов В. А. Нефтеподводящие каналы и современная подпитка нефтяных месторождений. В кн.: «Генезис углеводородных флюидов и месторождений», М.: ГЕОС, 2006
14. Успенский В. А. Введение в геохимию нефти. Л.: Недра, 1970
15. Хаин В.Е., Соколов Б.А. Роль флюидодинамики в развитии нефтегазоносных бассейнов. Вест. МГУ, сер.геол.№3, 1994
16. Bazhenova O. K. , Arefiev O. A., Frolov E. B. Oil of the volcano Uzon caldera, Kamchatka,1998
17. Kvenvolden K., Rogers B. Gaia's breath- global methane exhalations // Marine and Petroleum Geology. 2005
Концепции неорганического происхождения нефти: гипотеза Менделеева, Кудрявцева, Соколова. Основные аргументы в пользу биогенного происхождения нефти. Образование природного газа. Условия нефтеобразования: время, умеренные температуры, давление. реферат [178,7 K], добавлен 16.06.2015
Определение и понятие флюидодинамики осадочных бассейнов. Анализ существующих гипотез происхождения нефти и формирования месторождений углеводородов. Критика осадочно-миграционной теории происхождения нефти и взгляды современных ученых на эту проблему. реферат [58,4 K], добавлен 28.06.2009
Периоды познания генетической природы нефти. История развития гипотезы неорганической природы "черного золота". Описание в работах Ломоносова, Бертло и Менделеева идей о происхождении нефти из растительных остатков. Содержание геосолитонной теории. курсовая работа [21,0 K], добавлен 24.04.2012
Исторические сведения о нефти. Геология нефти и газа, физические свойства. Элементный состав нефти и газа. Применение и экономическое значение нефти. Неорганическая теория происхождения углеводородов. Органическая теория происхождения нефти и газа. курсовая работа [3,2 M], добавлен 23.01.2013
Положения различных гипотез и теорий происхождения нефти. Нефтегазоматеринские породы и свиты. Нефтеобразование по О.Г. Сорохтину и К.П. Калицкому. Образование нефти в угленосных толщах. Современные представления об этапах формирования нефтегазоносности. курсовая работа [55,3 K], добавлен 19.06.2011
Анализ неорганической и органической теорий происхождения нефти и газа. Залегание нефти и газа в месторождении, состав коллекторов, их формирование и свойства. Проблемы коммерческой нефте- и газодобычи на шельфе Арктики, устройство ледостойких платформ. презентация [3,5 M], добавлен 30.05.2017
Гипотезы происхождения природных алмазов, их свойства и применение. Алмазоносные провинции мира. Мантийная гипотеза. Немагматическая теория. Метеоритная гипотеза. Флюидная гипотеза. Диатремы, кимберлитовые трубки. Форма кристаллов. Синтез балласов. дипломная работа [75,9 K], добавлен 12.06.2008
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Современные концепции нефтеобразования курсовая работа. Геология, гидрология и геодезия.
Курсовая По Репутационному Менеджменту
Реферат по теме Фондова біржа в Україні
Дипломная работа: Характеристика изделия 9C467-2 . Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Фиктивный капитал и его формы. Рынок ценных бумаг
Реферат На Тему Поведение
Реферат: Тест числа на простоту
Курсовая работа по теме Использование макулатуры в целлюлозно-бумажной промышленности. Виды готовой продукции
Областная Контрольная Работа 2022
Реферат: Архитектура системы команд 2
Курсовая работа: Учетная политика предприятия 2
Курсовая работа по теме Туристична діяльність Франції
Курсовая работа: Характеристика возможностей использования пересказа в процессе развития речи у младших школьников с задержкой психического развития
Курсовая работа по теме Перспективное планирование
Моя Родина Казахстан Эссе 4 Класс
Курсовая работа по теме Роль толкования права в правоприменении и правотворчестве
Страна Которую Я Хочу Посетить Эссе
Курсовая работа по теме Металлорежущее оборудование
Дипломная работа по теме Налог на добавленную стоимость: проблемы возмещения из бюджета
Реферат На Тему Алматы
Маленькое Сочинение На Тему Однажды Зимой
Анализ эффективности использования оборотных активов на примере предприятия ОАО УНТК - Бухгалтерский учет и аудит дипломная работа
Место и роль Мирового океана в формировании экосистемы планеты - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа
Учет финансовых результатов и использование прибыли (на примере ОАО "Агрофирма Мценская" Мценского района Орловской области) - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа