Зональность образования углеводородов в осадочных породах

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

Кафедра транспорта и хранения нефти

(наименование кафедры)

Каширин Иван Сергеевич

(фамилия, имя, отчество студента)

Институт

ИНиГ

курс

1

группа

201405

131000.62 Нефтегазовое дело (код и наименование  направления подготовки/специальности)

РЕФЕРАТ

По дисциплине

Геология нефти и газа

На тему

Зональность образования углеводородов в осадочных

(наименование темы)

породах

Отметка о зачёте

(дата)

Руководитель

зав. кафедрой

М.Г.Губайдуллин

(должность)

(подпись)

(инициалы, фамилия)

(дата)

Архангельск 2014

 

ЛИСТ ДЛЯ ЗАМЕЧАНИЙ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение……………………………………………………………………………….…4

1.Образование углеводородов  в земной коре………………………………………….5

1.1.Интенсивность  образования УВ в зависимости  от глубины залегания…..6

1.2.Закономерномти  размещения нефтяных и газовых  скоплений в земной коре………………………………………………………………………………..8

2. Зональность образования  углеводородов…………………………………………..11

2.1. Вертикальная  зональность…………………………………………………11

2.2. Региональная  зональность образования нефти  и газа……………………13

2.3.Вертикальная  зональность УВ в различных  регионах мира………………………………………………………………………………13

Заключение……………………………………………………………………………...21

Список используемых источников………...………………………………………….22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Месторождений нефти, газа и битумов на земном шаре около 35 000, и они открыты практически на всех континентах Земли за исключением Антарктиды и во многих омывающих их морях и океанах. Но залежи углеродов, выявленные в пределах нефтегазоносных территорий, распределены неравномерно как по площади, так и по разрезу осадочных отложений, что является главнейшей геологической особенностью размещения углеводородов в недрах. К примеру, основные запасы углеводородов открыты на Среднем и Ближнем Востоке (Ирак, Кувейт, Иран, Саудовская Аравия и др.) в Мексиканском заливе, Северной Африке (Алжир, Ливия), Северном море и на территории РФ (Урало-Поволжье, Западная Сибирь) и в других регионах Земли.

Многочисленные исследования геологов показывают, что все известные месторождения углеводородов размещаются в земной коре ассоциациями, группами, образуя различные скопления нефти и газа.

Но как именно распределяются углеводороды в осадочных породах, и какие зоны их распределения выделяют? Какие существуют закономерности образования залежей нефти и газа в земной коре? Эти вопросы заинтересовали меня. Поэтому целью моей работы стало определение зональности углеводородов в осадочных породах.

Мною были поставлены следующие задачи:

1. Определить зоны размещения углеводородов в земной коре
2. Изучить и описать закономерности размещения запасов нефти и газа в осадочных породах

Предмет исследования – углеводороды в осадочных породах, объект исследования – зональность распределения углеводородов в осадочных породах.

 

 

1.ОБРАЗОВАНИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ В ЗЕМНОЙ КОРЕ.

В Схеме Н.Б. Вассоевича (рис.1) отражены новейшие геологичекие исследовани по генезису нефти. По данным этой схемы с генетической точки зрения нефть представляет собой жидкий продукт преобразования в недрах осадочных бассейнов органического вещества сапропелевого, содержащегося в горных породах, первоисточником которого, были остатки низших организмов. Нефтеобразование рассматривается как процесс, тесно связанный с литогенезом. Нефть состоит из компонентов, образовавшихся в различные отрезки времени. Некоторые химические соединения в составе нефти возникли еще в телах живых организмов и были унаследованы ею. Возраст этих соединений древнее основной массы нефти. Следующая порция нефти биогенного происхождения образуется в осадочных породах.

Эта дигенетическая порция, как и первая (унаследованная), составляет незначительную часть нефти, которая содержится в залежах. Основная же ее масса образуется позже накопления нефтематеринских пород в результате термокатализа органического вещества. Термокатализ  - процесс преобразования в газ органических веществ под влиянием высокого давления и температуры, с применением катализаторов. По схеме Н. Б. Вассоевича, термолиз и термокатализ органического вещества достигают значительных масштабов в интервале глубин 2–5 км, где температура изменяется от 50–60° до 130–170°С. Углеводородные горючие газы генетически связаны либо с гумусовым (угольным) органическим веществом, либо с сапропелевым (нефтяным). По составу угольный (сухой) и нефтяной (жирный) газы существенно различаются. При погружении пород на глубины с температурой 50–60°С и выше процессы изменения осадочного вещества (углефикация и битуминизация) усиливаются. Эти процессы развиваются в течение длительного отрезка времени.

Предполагается, что на определенных глубинах усиливается новообразование углеводородов, генерируются в большом количестве гомологи метана (С2 – С3) и жидкие легкие углеводороды, составляющие бензиновую и керосиновую фракции нефти. Интервалы усиления процессов преобразования осадочного вещества сильно варьируются в разных районах в зависимости от темпов опускания, перерывов в отложениях (из-за перемены знака тектонических движений) и геотермического градиента (точнее, от геотермической истории бассейна). Таким образом, в процессе погружения отложений при прохождении ими определенных интервалов глубин (зон) в недрах осадочной оболочки происходит преобразование осадочного вещества, содержащегося в этих отложениях. Причем в различных зонах в зависимости от исходного осадочного вещества это преобразование приводит к разным результатам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Распределение мировых запасов нефти (в крупных и средних месторождениях) по глубинам залегания (по Н. Б. Вассоевичу, 1973): 1 — интенсивность генерации нефти (в условных единицах); 2 — запасы нефти (%). ГЗН — главная зона нефтеобразования.

 

1.1.Интенсивность образования углеводородов в зависимости от глубины залегания.

В 1948 году В.А. Соколов опубликовал первую графическую схему изменения интенсивности образования углеводородов с глубиной. В толще осадочных образований он выделил три зоны.

–Верхняя зона (до глубины 50м). Он назвал биохимической зоной, потому что происходят лишь биохимические процессы преобразования осадочного вещества. Они приводят к образованию СН4 и С02.

– Средняя зона (интервал 1000–6000 м). В ней активно развиваются процессы гидрогенизации и термокаталитических превращений осадочного вещества пород. Эти процессы приводят к интенсивному образованию углеводородов.

– Нижняя зона, при погружении отложений на глубины более 6000 м, образуется в основном метан.

Нижнюю и среднюю зоны В. А. Соколов назвал термокаталитическими. Между биохимической зоной и термокаталитической в интервале глубин 50 – 1000 м выделяется еще одна зона, в которой осадочного вещества претерпевает слабые изменения.

Это обусловлено тем, что биохимические процессы прекратились, а термокаталитические еще не набрали силы вследствие небольшой температуры, недостаточной для преодоления энергетического барьера. Интенсивность генерации углеводородов можно выразить через количество УВ, которое образуется в единице объема материнских пород за геологический отрезок времени. Опубликованные данные показывают, например, что средняя интенсивность генерации газообразных УВ в термокаталитических зонах за какой-либо геологический этап погружения материнских пород чрезвычайно низкая и не превышает 10,1 м³/м млн. лет.

Важная закономерность – приуроченность всех местоскоплений углеводородов к области опускания, к сформировавшимся в них осадочным бассейнам, объясняется и в новейшей теории мобилизма, с позиций которой мощное осадконакопление и интенсивный прогрев связываются с повышенной раздробленностью земной коры, с конвективным перемещением мантийного вещества. Значительная часть углерода попадает в мантию, а из нее в литосферу и атмосферу. Атмосферный углерод усваивается растительными и животными организмами, остатки которых накапливаются в толщах осадочных горных пород.

 

 

1.2.Закономерности размещения нефтяных и газовых скоплений в земной коре.

В настоящее время можно считать доказанным, что образование углеводородов в земной коре генетически связано с формированием осадочных толщ. Именно отсюда вытекают важнейшие выводы о закономерностях размещения нефтяных и газовых скоплений в земной коре:

1. Из всех выявленных в земных недрах ресурсов нефти и газа более 99% приурочено к осадочным образованиям. В разрезе каждой нефтегазоносной провинции содержится один или несколько литолого-стратиграфических комплексов, характеризующихся региональной нефтегазоносностью и разделенных газонефтепроницаемыми толщами отложений – покрышек.
2. В земной коре залежи и месторождения нефти и газа группируются в зоны нефтегазонакопления, совокупность которых в свою очередь образует нефтегазоносные области, объединяемые в крупные нефтегазоносные провинции. В геоструктурном отношении нефтегазоносные области приурочены на платформах к внутриплатформенным и краевым впадинам, садовым и линейно вытянутым понятиям и аклакогенам, а переходных и складчатых регионах – к предгорным и межгорным впадинам.
3. Изучение условия залегания нефти показывает, что на месторождениях нефти и газа могут встречаться одновременно несколько типов залежей (рис. 2).

Рисунок 2. Геологический разрез нефтяного месторождения Косчагыл (Прикаспийская впадина) с тектонически экранированными приконтактными и стратиграфическими залежами: 1-соль; 2-нефть;3-пласт-коллектор

4. Ареалы региональной нефтегазоностности в отложениях различных стратиграфических подразделениях в одних случаях совпадают, а в других – территориально смещены.
5. В размещении скоплений нефти и газа наблюдается зональность: выделяются территории преимущественно нефтегазоносные, содержащие и газ, и нефть. 

В целом доминирующий комплекс на земле – мезозойский. В мезозойских отложениях находятся залежи бассейнов Мексиканского залива, Северного моря, почти все месторождения Западной Сибири. Запасы отложений мезозоя значительно превосходят запасы отложений кайнозоя и палеозоя. Некоторая увеличенная доля запасов нефти в отложениях кайнозоя связана с гигантскими месторождениями Маракаибского бассейна, отчасти Персидского залива. Палеозойские отложения нефтеносны на древних платформах.

В мезозойских отложениях главные нефтегазоносные комплексы – это юрский и меловой. Распределение запасов месторождений по геоструктурным элементам следующее: платформы содержат 90% нефти и 66% газа. Высокая доля запасов нефти и газа в мезозойских и кайнозойских отложениях объясняется тем, что начиная с каменноугольного периода, в связи с массовым развитием высшей наземной растительности, произошел качественный скачок в процессах накопления органического вещества в сторону увеличения.